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Morsetelegrafieseite DK5KE
Die Morsetelegrafie ist der Urknall des Internets
 
Bandbreite und Signal-/Rauschverhältnis für die A1A-Morsetelegrafie


- Bandbreitenberechnung eines A1A-Telegrafiesignals
- Das erforderliche Signal-/Rauschverhältnis (S/N) gemäß ITU
- S/N-Vergleich Computer-Digitalverfahren und Morsetelegrafie


Die A1A-Bandbreitenberechnung

Die erforderliche Bandbeite eines A1A-Telegrafiesignals ist von der Tastgeschwindigkeit und der zulässigen Signalverzerrung abhängig.

Bandbreitenberechnung für A1A-Telegrafie [VO-Funk 1982]:

     Bn = B x K

Beispiel:
Telegrafiergeschwindigkeit 25 Wörter pro Minute (WpM)
B = 20, K = 5, ergibt die Bandbreite 100 Hz - Bezeichnung: 100HA1AAN

Bn

Erforderliche Bandbreite in Hertz
B

Schrittgeschwindigkeit in Baud
CW-Umrechnung auf der Grundlage "PARIS"
( = 50 Schritte mit Wortabstand)
Baud = WpM x 50 Schritte / 60 Sekunden (1 Baud = 6/5 WpM = 6 BpM)
WPM = Baud x 60 Sekunden / 50 Schritte (1 WpM = 5 BpM)
K

Ein allgemeiner Zahlenfaktor, der sich entsprechend der Aussendung ändert und von der zulässigen Signalverzerrung abhängt

K=1
K=3
K=5
Sehr weiche Tast-Zeichenflanken - für Hörempfang wenig geeignet!
Hörempfang ohne Schwund - Grundwelle und dritte Oberwelle
Hörempfang mit Schwund - Grundwelle, dritte und fünfte Oberwelle

Der Tastimpuls besteht aus einer Grundwelle und den Oberwellen. Die Anzahl der einzelnen Oberwellen begründen jeweils ein im Ton weiches, schmalbandiges oder ein hartes, breitbandiges A1A-Telegrafiesignal. Die Anstiegszeit eines Impulses verringert sich mit steigendem Oberwellenanteil.

Oberwellen

Wenn nun bei K=5 bestimmte Oberwellen durch selektives Fading gelöscht werden, bleibt der verbleibende Teil gut lesbar erhalten. Harte, breitbandige Tastungen mit steilen Zeichenflanken bringen daher bei sehr ungünstigen Funkbedingungen, z.B. AURORA oder Mehrwegeausbreitungen, einen Lesbarkeitsgewinn.
Flankenform
Zu steile Flanken in den Telegrafiezeichen führen jedoch zu breitbandigen Störungen und müssen unbedingt vermieden werden. Ideal ist eine Weichtastung mit einer abgerundeten Rechteckform.
Hier liegt auch der Grund, warum manche kommerziellen Sender einen Extraschalter für eine harte Tastung besitzen. Bei einem 800-Watt Grenz- und Kurzwellensender betrug z.B. die Zeitdauer der Flanke bei Zeichenbeginn und Zeichenende jeweils 8 ms für eine weiche, 3 ms für eine normale und 1 ms für eine harte Tastung.

Bandbreiten nach der VO-Funk-Formel:

9 BpM =
4,5 Hz Bandbreite ohne,
7,5 Hz Bandbreite mit Schwund
60 BpM =
30 Hz Bandbreite ohne,
50 Hz Bandbreite mit Schwund
210 BpM =
105 Hz Bandbreite ohne,
175 Hz Bandbreite mit Schwund

Es ist erkennbar, dass Morse-Telegrafiesignale nur eine geringe Bandbreite benötigen. Es ist eine Betriebsart mit einer sehr effektiven Ausnutzung der nur beschränkt verfügbaren Frequenzen.


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Das erforderliche Signal-/Rauschverhältnis gemäß ITU

Das Signal-/Rauschverhältnis ist für die Qualität einer Funkverbindung maßgebend. Die Mindestwerte für A1A - Kurzwellenverbindungen wurden in einer ITU-Empfehlung festgelegt. Die auftretenden Fehlerhäufigkeiten bestimmten die Werte der einzelnen Sendearten.

Auszug aus der Empfehlung:

Mindeswerte
A1A-8 Bd
J3E/SSB
F1B ARQ
NF-Geräuschabstand in dB nach
Demodulation (A1A 1500 Hz)



- stabile Bedingungen
-4 dB
6 dB

- schwundbehaftete Bedingungen
10 dB


HF-Signal-Geräuschabstand dB/Hz



- stabile Bedingungen
31 dB
47 dB
43 dB
- schwundbehaftete Bedingungen
38 dB
48 dB
52 dB
[Quelle: ITU-R]





Wichtig werden diese Werte für den Funkamateur bei der Berechnung von Funkstrecken mit Hilfe von Prognoseprogrammen. Hier wird der korrekte NF-Geräuschabstand oder der HF-Signalabstand als Eingabe benötigt.

Prognose
 Vergleichsbeispiel: März 18 UTC, 3.5 MHz, SSN 50, Dipol in 8m Höhe
Dunkelgrün ITU-S/N-Mindestwert für schwundbehaftete Bedingungen
Hellgrün ITU-S/N-Mindestwert für stabile Funkbedingungen (s. a. QRP)


Weitere Grundlageninformationen im Internet sind dazu im Umfeld der Ausbreitungs-Programme VOACAP oder ITSHFBC zu finden.


S/N-Vergleich Computer-Digitalverfahren und Morsetelegrafie

Im Rahmen einer Untersuchung von KT2Q wurden mit Hilfe eines Ionosphären- Simulationsprogramms unterschiedliche Soundkartenverfahren verglichen. Das Ziel war die Ermittlung des jeweils geringst möglichen Signal-/ Rauschabstandes. Für jeden dieser Tests wurde der internationale Quick-Brown-Fox-Testsatz verwendet.

Im Folgenden wird der Basistest ("Direct path - no Ionospheric distortion") vorgestellt. Weitere Tests zeigten systemtypische Unterschiede einzelner Verfahren aufgrund unterschiedlicher ionosphärischer Ausbreitungs-/ Störungsarten und Breitengraden.


Ergebnisse:
Jason Turbo (Fast) -25dB
PSKAM10 -20dB
PSK10 -18dB
Contestia 500/32
DominoEX-4
FEC-31
THROBX-4
-15dB
-15dB
-15dB
-15dB
MFSK16
THOR11
-14dB
-14dB
CW 20 WPM
RTTYM
Contestia 500/16
-13dB
-13dB
-13dB
THOR16
Olivia 500/16
MFSK31
-12dB
-12dB
-12dB
Olivia 500/8
PSK31
-10dB
-10dB
CHIP-64
DominoEX-11
MT63 1K
Olivia 500/4
-8dB
-8dB
-8dB
-8dB
PSK63
Feld Hell
-7dB
-7dB
CHIP-128
RTTY 45
-5dB
-5dB
PAX2 -2dB
HFPacket (300baud) +1dB


Die Messungen lassen erkennen, dass im Beispiel die Morsetelegrafie gegenüber einer Reihe von Verfahren in der Empfindlichkeit unterlegen ist. Andererseits ist aber auch zu erkennen, dass die Morsetelegrafie als ein direktes "menschliches" Verfahren anderen Systemen weiterhin überlegen bleibt.

Weitere Ergebnisse - einschließlich des 20 WPM-Morsens - gibt es auf der WZ7I- Homepage. Vergleichswerte über Geschwindigkeit (WPM), Bandbreite (Hz) und Empfindlichkeit (SNR db), sowie zusätzliche Angaben über die Lesbarkeit unter unterschiedlichen ionosphärischen Bedingungen, runden das Bild ab.

Hinweise zu S/N-Vergleichen finden sich auch in den Beschreibungen des Soundkartenprogramms MULTIPSK und in der unten angegebenen Mailingliste.
[Quelle: Digital Mode HF Path Simulation, Yahoogroup Digitalradio, 09/2008]


Taste
Die A1A-Morsetelegrafie ist somit nicht nur die technisch einfachste Funkbetriebsart, sondern auch ein frequenzökonomisches Übertragungsverfahren mit einer sehr hohen Sicherheit.

Die Morsetelegrafie ist auch dann noch möglich, wenn bereits viele andere Verfahren versagen.

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