Eine Einführung in die Signaltheorie
© Matthias Brudermann HB9TPN
Glaubt man der einschlägigen Fachliteratur, ist das SNR (Signal-to-Noise Ratio) für diverse Betriebsarten, hauptsächlich für digitale, negativ. Als Beispiel steht FT8 mit einem SNR von -21dB, oder WSPR mit -31dB. Selbst CW hat ein negatives SNR mit -10dB.
Das bedeutet auf den ersten Blick, dass das empfangene Nutzsignal (Signal) kleiner ist, als die dazugehörigen Störungen (Noise). Ein negatives SNR (in dB) bedeutet, dass das Nutzsignal kleiner als der Noise ist. Da stimmt was nicht!
Beispiel FT8 mit einem SNR = -21dB:
Empfängt man das FT8-Signal mit einer Signalstärke von S4 (das entspricht -103dBm), müsste der Noise bei S7 bis S8 sein (das entspricht- 21dB, also ca. -82dBm). Wie kann das sein, dass man bei einer Noise-Stärke S7-S8 trotzdem noch ein Nutzsignal mit S4 empfängt und decodiert?
Genau hier kommt Herr Claude Shannon mit seinem Gesetz ins Spiel.
Das Shannon-Hartley Theorem ist wie folgt:
Das Shannon-Hartley Theorem zeigt, dass der Wert von S (Durchschnittliche Signal-Leistung), N (durchschnittliche Noise-Leistung) und W (Bandbreite des Kanals) Einfluss auf die Übertragungsrate C, bzw. die Signalbandbreite haben.
Um Betriebsarten im Amateurfunk-zu vergleichen, verwendet man eine sogenannte Kanalbandbreite W mit 2500 Hz. Das heisst, man betrachtet die spektrale Signal-Dichte und spektrale Noise-Dichte bei einer Bandbreite von 2500 Hz. Und genau hier «liegt der Hund» begraben.
Die sogenannte «Detection Bandwidth» bestimmt das tatsächliche SNR. Die Detection Bandwidth ist die tatsächliche benötigte Bandbreite bzw. Datenrate (Baud, Bit/s) eines digitalen Signales. Diese ist auch von der verwendeten Modulation abhängig. Im Falle von FT4, FT8, JT65, JT9 und WSPR ist die Modulation FSK. Die tatsächliche benötigte Bandbreite (Detection Bandwidth) muss mit der Kanalbandbreite von 2500 Hz (siehe oben) normiert werden.
Das tatsächliche SNR eines FSK-Signals wird wie folgt berechnet:
Das Verhältnis Es zu N0 stellt das tatsächliche SNR eines FSK-Signals dar (energy per symbol to noise power spectral density).
Abgekürzt gilt folgende Formel für FT8:
Beispiel:
Eine FT8-Verbindung wird mit einem Empfangsrapport von -10dB gewürdigt (in der WSJT-Software). FT8 hat eine «Detection Bandwidth» von 6.25 Hz pro Symbol.
Gemäss o.g. Formel ergibt sich ein tatsächliches SNR von +16dB!
Q.E.D.
Für Fragen und Anregungen steht der Autor gerne zur Verfügung.
Seit Tagen ist die Homepage des "Dachverband zur Förderung des Amateurfunks" - USKA, dauerhaft ausser Betrieb.
Offensichtlich wird die Seite gewartet, oder wurde gehackt.
Ob eine Anmeldung für den CW-Fieldday möglich ist, bleibt ungeklärt.
Am Samstag und Sonntag, 01. und 02. Juni 2024, wird der FACB wieder seine Contest-Station HB9KG/p oberhalb Hölstein / BL aufbauen und am CW Fieldday Contest mitmachen.
Start des Contests ist am Samstag um 17:00 HBT und endet am Sonntag um 16:59 HBT.
Die Station wird ab Samstag 10:00 HBT startklar gemacht.
Operator, Helfer und Besucher sind herzlich willkommen!
Anmeldung an Lukas HB9EBZ.
QTH: Parking Hölstein, Ober Wisechen, Hölstein / BL
© Matthias HB9TPN
Wer sich für eine Remote Station interessiert, wird unter anderem hier fündig:
The Stations – Remote Ham Radio
WOW - das dachte, als ich diese Stationen sah. Mächtige Antennen, QRO-Betrieb, weit weg von QRM, Betrieb unter gewissen Umständen in CW möglich, kein zusätzliches "Gemüse" für den Betrieb notwendig, und und und ...
Uii - das dachte ich, als ich den Preis dafür sah! 99 US$ pro Jahr wären auf den ersten Blick tatsächlich ein Schnäppchen.
Nur, dann folgen noch sogenannte Air-time Kosten. Die variieren von Station zu Station zwischen 0.19 US$ und 1.25 US$ PRO MINUTE!
Funkt jemand im Durchschnitt 5 Stunden pro Woche, was nicht gerade viel ist, dann ergeben sich zusätzliche Jahreskosten von bis zu 19'500 US$ !!!
Werden dann noch ein paar Stunden an lediglich einem Contest teilgenommen, sind es schon über 20'000 US$ zusätzliche Kosten. Das lässt sich sehen und die Remote-Station ist praktisch schon amortisiert.
Da lob ich mir die FACB-Station auf der Sichtern, welche ich für ein Schnäppchen an Mitgliederbeitrag 24h/365 Tage mit ebenso tollen Antennen, im QRO-Betrieb und in CW ohne Latenzzeiten verwenden kann.
Das wären dann 0.000171 CHF pro Minute Air-time Kosten.
CU in the air!
FACB Clubstation im Winterkleid
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