Willkommen beim Workshop 1 Digitale Betriebsarten im Amateurfunk

von Andreas Karner OE3ANU und Norbert Autengruber OE4NAU

ADL 303

Agenda • Vorstellung

• Überblick über die Workshops, unsere Ziele

• Vorstellung Teilnehmer und Erwartungen

• Geschichte und Entwicklung der digitalen Betriebsarten – Meilensteine

• Praktische Umsetzung mit üblicher Stationsausrüstung

• WSPR in Theorie und Praxis

• JT65 in Theorie und Praxis

• 2 Pausen, Ende ca. 12:30

Unsere Ziele und Termine • „Die Teilnehmer sollen nach Abschluss der

Workshopreihe in der Lage sein WSPR und JT65 mit ihrem Equipment zu betreiben.“

29.10.2016 WS I Theorie digitale Betriebsarten

12.11.2016 WS II Konfigurationsworkshop

26.11.2016 WS III Feedbackrunde & Fine Tuning

Vorstellungsrunde

Geschichte und Entwicklung der digitalen Betriebsarten Definition: Im Gegensatz zum Sprechfunk und der Telefonie wird bei der Telegrafie nicht gesprochen,

sondern die Zeichen werden über einen Code übertragen (Wikipedia)

Drahtgebundene Telegraphie seit dem 19 Jahrhundert

Schreibtelegraf (ab 1833) – ein Aufzeichnungsgerät der Morseschrift

Estienne-Apparat – eine andere Form des Schreibtelegrafen

Zeigertelegraf (ab 1839) – ein einfach zu bedienendes Telegrafiegerät

Akustische Telegrafie

Typendrucktelegraf (ab 1884?) – ein Telegrafiegerät mit Buchstabentastatur

Bildtelegrafie (ab 1901) – ein Vorläufer des Faxgerätes

Hellschreiber (ab 1929) – ein Fernschreiber auf Basis von Bildpunkten

Fernschreiber (ab 1933) – ähnelt einer Kombination aus Schreibmaschine und Telefon, wurde bis 2007 über das Telex-Netz genutzt

Funkfernschreiben im Amateurfunk direkt nach WW2

Modulationsarten zur drahtlosen Übertragung

Wodurch unterscheiden sich digitale Betriebsarten • Einweg oder Zweiweg Verbindung

• Bandbreite und Übertragungsgeschwindigkeit

• Übertragungsart (ASK, FSK, PSK)

• Fehlerkorrektur und Störsicherheit

• Fortlauender Text, festgelegter Dialog, Binärdaten oder Bilder

• Fähigkeit zur externen Vernetzung

• Schlussendlich entscheidet der EINSATZZWECK!!!!

Technik der 80er und 90er Jahre

„Multimode Decoder“

Digitale Revolution! Die Soundkarte

Ursprünglich für Spielkonsolen entwickelt

DSP Digitaler Signal Prozessor

AD/DA-Wandler Auflösung: bis 24 Bit

Samplingrate: variabel bis zu 192 kHz

• Software codiert und decodiert bestehende Betriebsarten (häufig Open Source)

• Basis für viele neue Entwicklungen (z.B. Weak Signal Modes)

• Kaum Grenzen

Reise durch die Digimodes - Auszug aus einer Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Quelle: Internet Präsentation von N2ABP

Praktische Umsetzung

Digitale Betriebsarten im Amateurfunk – WSPR in Theorie und Praxis

Andreas Karner| OE3ANU | Oktober 2016

Agenda • Was ist WSPR?

• Geschichte

• Technische Betrachtung und Nachrichteninhalt

• Betriebstechnik und Frequenzen

• Technische Voraussetzungen (Soft- und Hardware)

• Häufigste Konfigurationsprobleme

• Praktische Anwendung

• Livedemo mit Erklärung WSPR 2.12 und Vorstellung WSPR.NET

Was ist WSPR? • WSPR steht für Weak Signal Propagation

Reporter (Whisper=Flüstern)

• Entwickelt von JoeTaylor K1JT

• Baken Betriebsart mit automatischem Senden und Empfangen

• Hochladen der dekodierten Empfangsdaten in eine zentrale Datenbank

• Minimales Signal/Rauschverhältnis zum Empfang: etwa –28 dB auf der WSJT Scala (2500 Hz Referenzbandbreite).

Der Erfinder K1JT Joseph H. Taylor

Geb. 24. März 1941 in Philadelphia

Professor an der Universität Princeton

1993 Nobelpreis für Physik

Weitere Betriebsarten: JTMS, FSK441, ISCAT, JT6M, JT65, JT4, JT9, …

Open Source Software Pakete:

WSJT, WSJT-X, MAP65, WSPR, SimJT

WSJT steht für "Weak Signal Communication by K1JT”

http://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/

Technische Betrachtung WSPR JT65A

Nachrichtenlänge (bits) 50 72

Vorwärtsfehler- korrektur (FEC) Convolutional, K=32, rate r=1/2

RS (63,12)

Anzahl der binären Kanalsymbole 162 126

Sync vector (bits) 162 126

Modulation 4-FSK, Tonabstand 1,4648 Hz

65-FSK

Übertragungsrate (baud) 1,4648 2,69

Dauer der Übertragung (sec) 110,6 46,8

Bandbeite (Hz) 5,9 177,6

Modulationsarten

4-FSK

Struktur der WSPR Messages • Type 1: OE3ANU JN88 37

Rufzeichen + 4-digit Locator + dBm (Standard)

• Type 2: HB9/OE3ANU 37

Zusammengesetztes Rufzeichen+ dBm

• Type 3: <HB9/OE3ANU> JN88DC 37

Zusammengesetztes Rufzeichen+ 6-digit Locator + dBm (Rufzeichen durch 15 Bit Hashcode ersetzt)

Betrieb und Frequenzen • Sendeleistung: wenige mW bis max. 5 Watt

• Modulation immer USB

• Frequenzen (RIG): 0.136, 0.4742, 1.8366, 3.5926, 5.2872, 7.0386, 10.1387, 14.0956, 18.1046, 21.0946, 24.9246, 28.1246, 50.293, 70.091, 144.489, 432.300, 1296.500 MHz

• TX ist +1500 Hz höher (BFO)

z.B. TX 20m: 14.095.600 + 1.500 = 14.096.100 Hz

Softwarepakete • WSJT ab Version 7, WSJT-X

• WSPR, WSPR-X

Die Programme sind Open Source und werden stetig weiterentwickelt.

Hardware • PC mit Windows, Linux oder OS X

• Prozessor ab Intel Atom 1,5 GHz

• Interne Uhr max. +/- 1 Sekunde

• Interne oder externe Soundkarte mit 48kHz Samplingrate

• Soundkarten Interface z.B. http://www.wimo.de/soundkarten-interface_d.html

• PTT Steuerung über COM, CAT oder VOX

Alternativen zur PC-Lösung • Einplatinen Computer - Raspberry Pi wie zum

Beispiel: https://www.tapr.org/kits_20M-wspr-pi.html

• Direktabtastung am SDR Transceiver (Flex)

• WSPR All In OneTransceiver

Häufige Konfigurationsprobleme • Audiopegel zu hoch, zu niedrig (ALC)

• Soundkarte hat schlechte Specs

• Kein oder falscher USB Treiber

• PTT Steuerung über COM oder CAT – keine vom Programm unterstützte COM Nummer

• Menüeinstellungen beim Transceiver

• DSP / Notchfilter / Noiseblanker

• Bandfilter

• Dopplereffekt

• Zeitgenauigkeit

Praktische Anwendungen • Studieren der aktuellen

Ausbreitungsbedingungen

• Vergleich von Antennen und dern Eigenschaften

• Beurteilung der eigenen Station in Bezug auf Frequenzgenauigkeit und Stabilität

• Auch reiner Empfangsbetrieb möglich (unbemannter Betrieb, SWL‘s oder nicht freigegebene Frequenzen)

Linksammlung • http://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/

• http://wsprnet.org/

• http://mardie4.100webspace.net

• http://www.wimo.de/soundkarten-interface_d.html

• http://www.serielleschnittstelle.de/index.php/zusatzinformationen/tipps-und-tricks/zombie-schnittstellen-entfernen.html

(Überflüssige COM Ports entfernen)

Konfiguration der Livedemo • Yaesu FT-817

• Digi-1 Interface

• Asus Eee PC – WinXP Netbook aus 2008

• PTT über USB<>RS232 Adapter

Livedemo

Digitale Betriebsarten im Amateurfunk – JT65 in Theorie und Praxis

Norbert Autengruber | OE4NAU | Oktober 2016

Agenda

• JT65? (JT9)

• Was braucht man, um QRV zu werden

• Betriebstechnik und Frequenzen

• Stolperfallen

• JT65 Live mit JT65-HF-HB9HQX Edition, PskReporter, DXHeat, QRZ.com

JT65? (JT9)

• WSPR JT65 „Baken Betriebsart“ mit der Möglichkeit ein QSO zu führen

• RIG + PC notwendig

• Low Power „Weak Signal“ Mode

• Multi Frequency Shift Keying (MFSK) mit „Forward Error Correction“ bestehend aus 65 Tönen (1 + 64) „geht oder geht nicht“

• Entwickelt von Joe Taylor K1JT für EME

Wie kommt man „weit“? • .......

Warum Digital?

Technik • Fixe Frequenzen (JT9 + 2 kHz)

• Fixes Zeitraster 60 sec! jeweils für Senden/Empfangen

• Eine Aussendung dauert ca. 47 sec.

• Low Power! 20 Watt reichen oft für WW QSO

• Bandbreite ca. 177 Hz

• Fixer QSO Ablauf

− Locator

− Signalstärke

− 73

Praktische Anwendungen

• Studieren der Ausbreitungsbedingungen über Tag/Frequenzen/Power etc.

• Vergleich von Antennen, Rig‘s und deren Eigenschaften

• WW QSO‘s mit Low Power & nicht „optimalen“ Antennen möglich!

Softwarepakete • WSJT ca. 2001 (EME)

• WSJT ca. 2005 mit JT65

• JT65-HF ca. 2007 Joe Large - W6CQZ

• JT65-HF-HB9HQX-Edition Basis ist JT65-HF

• WSTJ – X aktuell 1.6,

• WSTJ –X 1.7 „fast fertig“ leistungsfähiger als 1.6

• WSJT – X ist Open Source

• Läuft auf WIN/macOS/LINUXe

Was brauche ich? • KW Rig, SSB FREQUENZSTABIL!

• PC mit WIN, macOS, Linux

• Interface RIG <-> PC

1. „direkt“

2. Interface Box/USB

3. USB

• SW siehe Linkliste

• (Internet)

• Zeit! max +/- 1 sec Abweichung von UTC Dimension 4 oder wenn remote GPS

Betrieb und Frequenzen • USB! (USB-Data)

• Frequenzen 1.838, 3.576, 7.076, 10.138, 14.076, 18.102, 21.076, 24.920, 28.076, 50.276 ... (aktuelle Bandpläne beachten!)

• Low Power!

QSO Ablauf

CQ OE4NAU JN87

OE4NAU OE3ANU JN86

OE3ANU OE4NAU -14

OE4NAU OE3ANU R-10

OE3ANU OE4NAU RRR

OE4NAU OE3ANU 73

OE3ANU OE4NAU 73

Stolperfallen

• PTT Steuerung

• Soundpegel

• Windows Systemsounds AUS!

• ALC „AUS“

• Zeit! Dimension 4, für HB9HQX Edition nicht notwendig

JT65 Live

Linksammlung • http://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/

• https://sourceforge.net/projects/jt65hfhb9hqxedi/

• https://dxheat.com/

• http://pskreporter.info/

• http://qrz.com/

• December 2001 QST article introducing WSJT http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/WSJT_QST_Dec2001.pdf

• June 2005 QST article introducing JT65 http://www.arrl.org/files/file/18JT65.pdf

Willkommen beim Workshop 2 Digitale Betriebsarten im Amateurfunk

von Andreas Karner OE3ANU und Norbert Autengruber OE4NAU

ADL 303

Unsere Ziele und Termine • „Die Teilnehmer sollen nach Abschluss der

Workshopreihe in der Lage sein WSPR und JT65 mit ihrem Equipment zu betreiben.“

29.10.2016 WS I Theorie digitale Betriebsarten

12.11.2016 WS II Konfigurationsworkshop

26.11.2016 WS III Feedbackrunde & Fine Tuning

Agenda • Überblick über die Workshops, unsere Ziele

• Vorstellung Teilnehmer und Erfahrungen seit dem letzten Workshop

• Verbinden der Hardware (RIG, PC, Interface)

• Zeitsynchronisation

• Konfiguration WSPR - Testbetrieb

• Konfiguration JT65 HB9HQX Edition - Testbetrieb

• 2 Pausen, Ende ca. 12:30

Willkommen beim Workshop 3 Digitale Betriebsarten im Amateurfunk

von Andreas Karner OE3ANU und Norbert Autengruber OE4NAU

ADL 303

Unsere Ziele und Termine • „Die Teilnehmer sollen nach Abschluss der

Workshopreihe in der Lage sein WSPR und JT65 mit ihrem Equipment zu betreiben.“

29.10.2016 WS I Theorie digitale Betriebsarten

12.11.2016 WS II Konfigurationsworkshop

26.11.2016 WS III Feedbackrunde & Fine Tuning

Agenda • Überblick Workshop 3, Ziele für Heute

• Erfahrungen seit dem letzten Workshop, wer war aktiv?

• Probleme dabei?

• Feedback......

• Wünsche? Neue Themen? Etc.

• 2 Pausen, Ende ca. 12:30