Digitale Übertragungsverfahren

Gesamtkurs A

Zurück zum Kapitel

Analog vs. Digital

Bei der Informationsübertragung unterscheidet man grundsätzlich zwischen analogen und digitalen Verfahren.

Digital: in Stufen, nur bestimmte Werte, keine Werte dazwischen
Analog: kontinuierlich, beliebige Zwischenwerte

1) Kurzbeschreibung: Diagramm aus Quadraten mit einer horizontalen Achse „Zeit“ und einer vertikalen Achse „Wert“; kleine Kreise an den Schnittpunkten einiger Quadrate, die eine sinusförmige Kurve oberhalb und unterhalb der Nulllinie bilden.
<ol start= — Abbildung NEA-16.1.1: Digitales Signal (abgestuft)

1) Kurzbeschreibung: Diagramm mit einer horizontalen Achse „Zeit“ und einer vertikalen Achse „Wert“; sinusförmige Kurve entlang der Nulllinie.
<ol start= — Abbildung NEA-16.1.2: Analoges Signal (kontinuierlich)

Binäres Zahlensystem

Dezimalsystem

Menschen sind es gewohnt, die zehn Ziffern von $\num{0}$ bis $\num{9}$ zu benutzen
Man spricht von einem Zehner- oder Dezimalsystem

*Binärsystem* * Für Computer ist es hingegen einfacher mit nur 2 Ziffern zu arbeiten: Der $\num{0}$ und der $\num{1}$ * Dies entspricht zwei Zuständen: Beispielsweise ausgeschaltet und eingeschaltet oder auch $0 V$ und $5 V$

Mit zwei Bits schon vier ($\num{00}$, $\num{01}$, $\num{10}$ und $\num{11}$) und mit jedem weiteren Bit jeweils doppelt so viele
Mathematisch ausgedrückt: Mit $n$ Bits lassen sich $2^n$ verschiedene Zahlen darstellen
Neben Binärzahl wird auch Dualzahl gesagt

Binärzahlen in Dezimale Zahlen am Beispiel von $\num{10001110}$

Tabelle NEA-16.2.1: Stellenwerte der achtstelligen Dualzahl $\num{10001110}$

$2^7$	$2^6$	$2^5$	$2^4$	$2^3$	$2^2$	$2^1$	$2^0$
$\num{128}$	$\num{64}$	$\num{32}$	$\num{16}$	$\num{8}$	$\num{4}$	$\num{2}$	$\num{1}$
$\num{1}$	$\num{0}$	$\num{0}$	$\num{0}$	$\num{1}$	$\num{1}$	$\num{1}$	$\num{0}$

$128 + 8 + 4 + 2 = 142$

Morsetelegrafie

Einführung eines Morsealphabets 1838 durch Samuel Morse, optimiert durch Friedrich Clemens Gerke
Morseprüfung lange Zeit Vorschrift für Funkamateure auf Kurzwelle
Seit Mitte der 1990er legen Länder fest, ob Morseprüfung notwendig ist
Erst seit 2003 ist die Morseprüfung in Deutschland freiwillig

Tabelle NEA-16.3.1: Morsecode (Buchstaben)

A	a	K	k	U	u
B	b	L	l	V	v
C	c	M	m	W	w
D	d	N	n	X	x
E	e	O	o	Y	y
F	f	P	p	Z	z
G	g	Q	q	Ä	ä
H	h	R	r	Ö	ö
I	i	S	s	Ü	ü
J	j	T	t	ẞ	ß

Tabelle NEA-16.3.1: Morsecode (Ziffern und Satzzeichen)

0	0	5	5	/	/
1	1	6	6	.	.
2	2	7	7	,	,
3	3	8	8	?	?
4	4	9	9	=	=

Tabelle NEA-16.3.2: Morsecode (besondere Zeichen, Auswahl)

Unterbrechung (BK)	BK
Ende des Durchgangs (AR)	AR
Ende der Sendung (SK)	SK
Korrektur	HH

Computersteuerung

* Übertragung von Audio- sowie Steuersignalen (CAT) zwischen Computer und Transceiver * Z.B. Transceiver auf Sendung schalten und Signal vom Computer übertragen

1) Kurzbeschreibung: Grafik mit sechs Reihen; links jeweils ein Smartphone oder ein Laptop, rechts ein Funkgerät; dazwischen verschiedene Arten der Verbindungen: Funkwellen, Netzwerk, Audio mit CAT-Interface, Audio mit Digimode-Interface mit und ohne CAT sowie direkt per USB.
<ol start= — Abbildung NEA-16.4.1: Beispiele für Verbindungen zwischen Computer und Funkgerät

Hinter dem Mikrofonanschluss im Funkgerät können Verstärker- und Filterstufen für Sprachübertragung liegen $\rightarrow$ ungeeignet für Datenübertragung
Eigener Datenanschluss am Transceiver
Lässt Signale vom Computer unverfälscht passieren

Funkfernschreiben

1) Kurzbeschreibung: Mintgrün-beiger Fernschreiber mit eingelegtem Papier.
<ol start= — Abbildung NEA-16.5.1: Funkfernschreiber

Die Abkürzung RTTY stammt von *radio teletype*

* Beide Funkpartner nutzen das gleiche Übertragungsverfahren (z.B. JS8, PSK, RTTY) * Gleiche Parameter müssen gesetzt sein

* Verwendung von betrieblichen Abkürzungen und Q-Gruppen * Mehr Informationsgehalt pro Zeiteinheit

CQ CQ CQ DE DL2AB DL2AB DL2AB PSE K > DL2AB DE DL1PZ K DL1PZ DE DL2AB = UR RST 599 599 = DL1PZ DE DL2AB K > DL2AB DE DL1PZ = TNX RPRT, UR 479 479 BK BK QSL = VY 73 DE DL2AB SK > R 73 DE DL1PZ SK

Tabelle NEA-16.5.1: Betriebliche Abkürzungen in der Telegrafie
BK	Unterbrechung der Sendung; Formlose Übergabe
CQ	Allgemeiner Anruf (vom Englischen "Seek You")
DE	von
K	Aufforderung zum Senden
PSE	Bitte (vom Englischen "Please")
QSL	Ich bestätige den Empfang
R	Received (Empfangsbestätigung)
RPRT	Rapport (vom Englischen "Report")

Tabelle NEA-16.5.1: Betriebliche Abkürzungen in der Telegrafie
RST	RST-Rapport
SK	Ende der Verbindung (vom Englischen "Silent Key")
TNX	Danke (vom Englischen "Thanks")
UR	du bist (im Sinne von "dein Signal ist", vom Englischen "you are")
VY	sehr (vom Englischen "very")
73	viele Grüße
=	Trennzeichen

CQ CQ CQ DE DL2AB DL2AB DL2AB PSE K > DL2AB DE DL1PZ K

Allgemeiner Anruf von DL2AB - Bitte Kommen!

DL2AB von DL1PZ - Kommen!

DL1PZ DE DL2AB = UR RST 599 599 = DL1PZ DE DL2AB K > DL2AB DE DL1PZ = TNX RPRT, UR 479 479 BK

DL1PZ von DL2AB. Dein Signal ist mit dem RST-Wert 599, ich wiederhole, 599. DL1PZ von DL2AB - Kommen!

DL2AB von DL1PZ. Danke für den RST-Rapport, dein Signal ist 479, ich wiederhole, 479. Zurück zu dir!

BK QSL = VY 73 DE DL2AB SK > R 73 DE DL1PZ SK

Hier bin ich wieder. Ich bestätige den Empfang. Sehr viele Grüße von DL2AB. Ende der Verbindung.

Verstanden. Viele Grüße von DL1PZ. Ende der Verbindung.

Auf die richtige Geschwindigkeit achten
Schnell gegebene Morsezeichen brauchen viel Übung zum Verstehen
Gegenstelle nicht mit der Geschwindigkeit überfordern
Faustregel: Nicht schneller geben, als man selbst aufnehmen kann

Digimode per SSB

Im Gegensatz zur Sprache benötigen viele Digimodes weniger Bandbreite
Z.B. BPSK31 mit $31,25 Hz$ oder FT8 mit $50 Hz$
Die erzeugten Töne werden in SSB moduliert
Die Bandbreite des ausgestrahlten Signals bleibt dabei gleich

Empfang von Digimodes

* Beim Empfang von SSB können in der üblichen Bandbreite von $2,4 kHz$ mehrere schmalbandige Digimodes empfangen werden * FT8: $\frac{2400 Hz}{50 Hz}$ = max. $\num{48}$ Signale * BPSK31: $\frac{2400 Hz}{31,25 Hz}$ = max. $\num{76}$ Signale * Am Computer wird dann das gewünschte Digimode-Signal selektiert

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<p>Ein Diagramm mit der Beschriftung "FT8" oben. Links ist eine vertikale Skala mit den Werten "0 s", "6 s" und "12 s". Unten ist eine horizontale Skala mit den Werten "14074,3 kHz", "14075,25 kHz" und "14076,2 kHz". Das Bild zeigt mehrere vertikale, sich wellenartig bewegende Linien in verschiedenen Blau- und Weißtönen auf einem dunkelblauen Hintergrund.">
<figcaption>Abbildung NEA-16.6.1: Wasserfalldiagramm vom Empfang von mehreren Digimode-Signalen innerhalb der SSB-Bandbreite von $2,4 kHz$. Jede Spalte ist die Übertragung eines anderen Signals</figcaption></p>
</figure>
</div>
</section>
<section><div class=

1) Kurzbeschreibung: SSTV-Bild von ON1GA an F6BIB mit Foto des Raumschiffs Orion im Hintergrund und regenbogenfarbenem Amateurtext; unten links ein weiteres, verrauschtes Bild.
<ol start= — Abbildung NEA-16.6.1: Bestätigung einer SSTV Verbindung an F1BIB von ON1GA mit dem RST 575 und zusätzlich dem ursprünglich empfangenen Bild

Amateur Television ist die Übertragung von Bewegtbildern
Benötigt mehrere MHz Bandbreite ($6 MHz$ und mehr)
Deshalb nur ab $70 cm$-Band aufwärts nutzbar

9600-Port

Dieser ist oft mit DATA oder 9600 beschriftet
9600 entsprechend der Datenrate in Baud ($Bd$), die damit übertragen werden kann
Daran wird direkt das TNC (Terminal Node Controller) vom Computer angeschlossen
Heute oft direkt als USB-Anschluss ausgeführt

Sowohl Senden als auch Empfang findet ohne NF-Filter und NF-Endstufe statt
Es wird direkt der FM-Modulator oder FM-Demodulator angesprochen
Signale werden nicht verzerrt

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: NF-Quelle, NF-Verstärker, NF-Filter, FM-Modulator, Mischer mit VFO von unten, HF-Filter, HF-Verstärker, HF-Filter, Antenne; vertikale Linien hinter dem NF-Verstärker („1“), hinter dem NF-Filter („2“), hinter dem FM-Modulator („3“) und hinter dem Mischer („4“).
<ol start= — Abbildung NEA-16.7.1: FM-Sender mit Zuführung des $9600 Bd$-Baud-Datensignals an Punkt 2

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts: Antenne, HF-Verstärker, Mischer mit VFO von unten, ZF-Filter, FM-Demodulator, NF-Filter, NF-Verstärker, Lautsprecher; vertikale Linien hinter dem HF-Verstärker („1“), hinter dem Mischer („2“), hinter dem ZF-Filter („3“) und hinter dem FM-Demodulator („4“).
<ol start= — Abbildung NEA-16.7.2: FM-Empfänger mit Abgreifen des $9600 Bd$-Datensignals an Punkt 4

Wurde früher für Packet Radio verwendet
Heute für moderne und freie Modi wie M17

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Eine grüne Elektronikplatine mit 1,3‑Zoll‑OLED‑Display, mehreren Tastern, einem Drehgeber und diversen Anschlüssen, schräg auf einer hellen Oberfläche aufgenommen.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Die rechteckige Leiterplatte zeigt oben groß den Aufdruck „M17“ sowie weitere Beschriftungen wie „OPN“ und „Module 1.7“. Im oberen Bereich sitzt mittig eine 9‑polige D‑Sub‑Buchse; rechts oben befindet sich eine schwarze Hohlstecker‑Strombuchse, daneben mehrere SMD‑Bauteile. In der Mitte ist ein aufgeschraubtes, blau gerahmtes Modul mit der Beschriftung „1.3 inch OLED Module (C)“ zu sehen, das über einen Stiftleisten‑Header verbunden ist. Unterhalb des Displays liegen fünf runde Taster in zwei Reihen, beschriftet mit „Left“, „Right“, „Up“, „Down“ und „Select“. Links unten ragt der Metallschaft eines blauen Drehgebers (Encoder) aus der Platine. Über die Fläche verteilt befinden sich integrierte Schaltkreise, Widerstände, Kondensatoren, ein kleiner Schiebeschalter, unbestückte Löt‑ und Stiftleistenplätze sowie vier Befestigungslöcher an den Ecken. Die Platine liegt frei auf einer leicht strukturierten, hellen Oberfläche, die weiche Schatten wirft."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-16.7.1: Module M17 ein TNC für das M17 Übertragungsverfahren</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
</section>
<section></section>
</section>
<section>
<section data-background-color=

Zu starkes Audiosignal am Eingang eines Senders $\rightarrow$ Oberschwingungen
Links ist in Gelb das erwünschte Signal
Rechts davon die unerwünschten Oberschwingungen

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<ol>
<li>
<p>Kurzfassung: Leeres Koordinatendiagramm mit Zeitachse links und Frequenzachse unten, nur Achsen und Beschriftungen, ohne eingezeichnete Daten.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Links verläuft eine senkrechte Achse mit drei Beschriftungen: oben „0 s“, in der Mitte „6,5 s“ und unten „13 s“. Unten verläuft eine waagrechte Achse mit drei Beschriftungen: links „f_t + 1 kHz“, mittig „f_t + 5 kHz“ und rechts „f_t + 9 kHz“. Beide Achsen sind als dünne Linien mit kurzen Ticks gezeichnet. Das Innere des Diagramms ist leer; es sind keine Kurven, Balken, Punkte, Symbole oder weiteren Textelemente zu sehen. Hintergrund ist einfarbig hell."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-16.8.1: Ein übersteuertes FT8-Signal, ganz links das erwünschte, rechts davon die unerwünschten Oberschwingungen</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
</section>
<section><ul>
<li>Um das zu verhindern, verfügen viele Funkgeräte über eine automatische Pegelregelung (englisch: Automatic Level Control, ALC) $\rightarrow$ regelt Verstärkung automatisch runter</li>
<li>Bei digitalen Übertragungsverfahren kann die ALC jedoch Problemen führen</li>
<li>Das Signal könnte je nach Lautstärke oder Frequenz die ALC zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich stark auslösen $\rightarrow$ Amplitude wird unerwünscht verändert</li>
</ul>
<aside class=

Übertragungsverfahren
Umsetzung der ALC im Transceiver (Reaktions- und Haltezeit)
Anzeige der ALC im Transceiver
$\rightarrow$ greift die ALC nicht ein, erzeugt sie keine Probleme

Automatische Empfangsberichte

Diese lassen sich auf einer Karte mit empfangenen Band darstellen
Zum Testen der eigenen Ausbreitungsbedingungen

Weak Signal Progagation Reporter Network
QRP-Digimode, der rein zum Testen der eigenen Ausbreitungsbedingungen entwickelt wurde
Es ist kein 2-Wege-QSO möglich
Sehr langsame Übertragung mit hoher Fehlerkorrektur
1 Minute Senden, mehrere Minuten empfangen
Ergebnisse werden an Server geschickt und lassen sich auf WSPRnet darstellen

Digital Voice (DV)

z. B. mit den Übertragungsverfahren DMR, D-Star, C4FM und M17
Sprachsignale werden vor der Übertragung in einen Datenstrom umgewandelt

Time Division Multiple Access -- Zeitmultiplexverfahren

* Übertragung mehrerer Datenströme in schnell abwechselnder Folge * Zwei oder mehr Sprachverbindungen nutzen quasi gleichzeitig dieselbe Frequenz

1) Kurzbeschreibung: Schematische Darstellung von Datenströmen mehrerer Sprachsignale in Form von farbigen Blöcken über eine einzige Frequenz, die als horizontale Reihe von Blöcken in der Mitte dargestellt wird.
<ol start= — Abbildung NEA-16.10.1: TDMA mit drei Verbindungen auf einer Frequenz

Es sind für digitale Sprache oft mehr Einstellungen zu berücksichtigen als zum Beispiel bei einer FM-Verbindung. Zum Beispiel:

Sprechgruppe (Talkgroup)
Raum oder Reflektor zum Zusammenschalten von Relaisfunkstellen
TDMA-Zeitschlitz
Color-Code

Paketvermittelte Netzwerke

Deswegen kann man das Hamnet mit der gleichen Software, die auch für das Internet verwendet wird, nutzen.
Im einfachsten Fall ist das ein Webbrowser.

IP-Adressen werden als vier Dezimalzahlen mit einem Punkt dazwischen geschrieben. Beispiel: 141.17.5.18
Jede Dezimalzahl hat eine Länge von 8 Bit, deswegen ist die größtmögliche Zahl 255 (binär: 11111111).

Bei allen Computern, die sich im selben Netzwerk befinden, ist der Anfang der IP-Adressen gleich, diesen Anfang nennt man Netzanteil.
Der Netzanteil ist unterschiedlich groß, je nachdem wie viele Computer (Hosts) im Netzwerk verwaltet werden sollen.

 *10*.100.234.22 (kleiner Netzanteil, großer Hostanteil)
 
 *192.168.1*.252 (großer Netzanteil, kleiner Hostanteil)

Dieses Prinzip kennt man vom Telefonnetz. Die großen Städte haben kürzere Vorwahlen als kleine Städte.

Eine Subnetzmaske gibt die Aufteilung einer IP-Adresse in Netz- und Hostanteil an, indem sie alle Bits des Netzanteils als 1 darstellt.

255.255.255.0, was binär 11111111.11111111.11111111.00000000 ist.
Die Schreibweise mit dem Schrägstrich, zum Beispiel 192.168.111.90/24

Netzwerkgeräte können nur innerhalb ihres eigenen lokalen Netzwerks direkt miteinander kommunizieren.

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<p>Kurzfassung: Netzwerk-Blockdiagramm mit zwei als „Router“ beschrifteten Routersymbolen, den Bereichen „Server-netz“, „internes Netz“ und „Internet-anschluss“, einem Laptop und mehreren orange/blauen Zahlenblöcken an den Verbindungen.</p>
<p>Detailbeschreibung:</p>
<ul>
<li>Oben mittig befindet sich eine Wolke mit der Beschriftung „Server-netz“. Links und rechts führt jeweils eine horizontale Leitung zu einem runden Routersymbol (Kreis mit vier Pfeilen nach oben, rechts, unten, links), beide mit der Textbeschriftung „Router“.</li>
<li>Links unten ist eine Wolke mit der Beschriftung „internes Netz“, die über eine senkrechte Leitung mit dem linken Router verbunden ist. Rechts neben dieser Wolke steht ein Laptop, per kurzer horizontaler Linie mit der Wolke verbunden.</li>
<li>Rechts unten steht der Text „Internet-anschluss“, von dem eine senkrechte Leitung nach oben zum rechten Router führt.</li>
</ul>
<p>Zahlenblöcke (jeweils zwei Reihen mit vier kleinen Kästchen; Orange und Blau):</p>
<ul>
<li>An der oberen Leitung zwischen linkem Router und „Server-netz“:
<ul>
<li>obere Reihe: Orange „141“, Orange „17“, Orange „5“, Blau „18“</li>
<li>untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „255“, Blau „0“</li>
</ul>
</li>
<li>An der senkrechten Leitung zwischen linkem Router und „internes Netz“:
<ul>
<li>obere Reihe: Orange „10“, Orange „33“, Orange „0“, Blau „1“</li>
<li>untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „0“, Blau „0“</li>
</ul>
</li>
<li>Neben dem Laptop (an der Verbindung zum „internes Netz“):
<ul>
<li>obere Reihe: Orange „10“, Orange „33“, Orange „0“, Blau „100“</li>
<li>untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „0“, Blau „0“</li>
</ul>
</li>
<li>An der oberen Leitung zwischen rechtem Router und „Server-netz“:
<ul>
<li>obere Reihe: Orange „141“, Orange „17“, Orange „5“, Blau „1“</li>
<li>untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „255“, Blau „0“</li>
</ul>
</li>
<li>An der senkrechten Leitung zwischen rechtem Router und „Internet-anschluss“:
<ul>
<li>obere Reihe: Orange „46“, Orange „142“, Orange „171“, Blau „229“</li>
<li>untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „255“, Blau „0“">
<figcaption>Abbildung NEA-16.11.1: Ausschnitt aus einer Netzwerk-Infrastruktur</figcaption>
</li>
</ul>
</li>
</ul>
</figure>
<ul>
<li>Man erkennt sie daran, dass sich aus ihrer eigenen IP-Adresse und Subnetzmaske derselbe Netzanteil ergibt wie beim Partner.</li>
</ul>
</section>
<section><figure class=

Die grundlegenden Möglichkeiten ein Signal zu modulieren, also auf einen Hochfrequenzträger aufzuprägen, sind dieselben: Veränderung der Amplitude, der Frequenz oder der Phase des Trägers.
Beim unmodulierten Träger hingegen bleiben Amplitude, Frequenz und Phasenlage konstant.

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Ein Diagramm mit der Überschrift "ASK" zeigt eine blaue Sinusschwingung, deren Amplitude abschnittsweise zwischen klein und groß wechselt, mit den Achsenbeschriftungen "U" (vertikal) und "t" (horizontal) sowie darunter stehenden Ziffernfolgen "0 0 1 0 1 1".</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Oben mittig steht der Titel "ASK". Ein Koordinatensystem mit schwarzer vertikaler Achse links (Pfeilspitze nach oben, Beschriftung "U") und schwarzer horizontaler Achse in der Mitte (Pfeilspitze nach rechts, Beschriftung "t") ist zu sehen; die horizontale Achse verläuft durch die Mitte als Nulllinie. Eine blaue, durchgehende Sinuskurve liegt um die Nulllinie und ist in zeitliche Abschnitte unterteilt, markiert durch dünne senkrechte graue Linien. Unter den Abschnitten stehen in grau hinterlegten Kästchen die Ziffern: von links nach rechts "0", "0", "1", "0", "1", "1". In den Abschnitten mit "0" ist die Amplitude der blauen Welle sichtbar kleiner, in den Abschnitten mit "1" sichtbar größer; die Frequenz der Sinusschwingung bleibt in allen Abschnitten gleich. Kleine Ticks sind an der vertikalen Achse erkennbar. Die Hintergrundfläche ist weiß."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-16.12.1: Amplitudenumtastung (Amplitude-shift Keying)</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
</section>
<section><div class=

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Diagramm mit der Überschrift „FSK“, das eine blaue Sinusschwingung mit konstanter Amplitude zeigt, deren Frequenz in sechs Zeitabschnitten wechselt; unter den Abschnitten stehen die Bits „0 0 1 0 1 1“.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Oben mittig steht der Titel „FSK“. Links ist eine vertikale Achse mit Pfeil nach oben und der Beschriftung „U“, mittig verläuft eine schwarze waagerechte Nulllinie, rechts zeigt ein Pfeil nach rechts die Zeitachse „t“ an. Die Fläche ist in sechs gleich breite Abschnitte durch dünne graue senkrechte Linien unterteilt. In jedem Abschnitt verläuft eine durchgehende blaue Sinuskurve symmetrisch um die Nulllinie; die Amplitude bleibt in allen Abschnitten gleich, nur die Anzahl der Schwingungen pro Abschnitt ändert sich. Unter den Abschnitten stehen in kleinen, grau umrandeten Kästchen (von links nach rechts) die Ziffern: 0, 0, 1, 0, 1, 1. Sichtbar ist ein Wechsel zwischen zwei Frequenzen: Abschnitt 1 und 2 zeigen die niedrigere Frequenz (weniger Wellenberge), Abschnitt 3 die höhere Frequenz (engere Perioden), Abschnitt 4 wieder die niedrigere Frequenz, und die Abschnitte 5 und 6 erneut die höhere Frequenz. Weitere Beschriftungen oder Bauteile sind nicht vorhanden."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-16.12.1: Frequenzumtastung (Frequency-shift Keying)</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
</div>
</section>
</section>
<section>
<section data-background-color=

Veränderung der Phase eines Trägersignals zur Repräsentation von Bitwerten
Weniger anfällig für Amplitudenrauschen $\rightarrow$ ermöglicht höhere Datenraten

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<p>Kurz: Diagramm mit der Überschrift „PSK“, das eine blaue Sinuskurve konstanter Amplitude zeigt, die an drei Stellen die Phase wechselt; darunter sind die Bits 0 0 1 0 1 1 je Symbolzeit angeordnet.</p>
<p>Detail: Koordinatensystem mit y‑Achse links (Pfeil nach oben, Beschriftung „U“) und x‑Achse horizontal mittig (Pfeil nach rechts, Beschriftung „t“). Oben mittig steht „PSK“. Eine durchgehende, blaue Sinusschwingung verläuft um die Nulllinie, mit gleichbleibender Amplitude und Frequenz. Gleichmäßig beabstandete, graue vertikale Linien markieren Symbolgrenzen. Über drei dieser Grenzen stehen gelbe Beschriftungen „Phasenwechsel“. Die sichtbaren Phasensprünge liegen über den Grenzen zwischen den Symbolen „0 | 1“, „1 | 0“ und „0 | 1“; an diesen Stellen ist die Sinuskurve gegenüber dem vorigen Abschnitt in der Phase gespiegelt. Unter der x‑Achse sind pro Symbolzeit hellgrau umrahmte Kästchen mit den Ziffern „0 0 1 0 1 1“.">
<figcaption>Abbildung NEA-16.13.1: Phasenumtastung (Phase-shift Keying)</figcaption></p>
</figure>
</div>
<div class=

QPSK (Quadrature PSK): Vier Phasen ($0 °$, $90 °$, $180 °$, $270 °$) – $2 \text{Bits pro Symbol}$
8-PSK: Acht Phasen – $3 \text{Bits pro Symbol}$

Die Amplitude bleibt konstant; nur die Phase ändert sich
BPSK: Abrupter Sprung von positiver zu negativer Amplitude bei Bitwechsel
QPSK: Mehrere Phasenwinkel mit kleineren Übergängen, wodurch die Kurve geglättet erscheint

Im Zeitbereich: Deutliche, abrupte Phasenwechsel
Im Phasendiagramm (Constellation Diagram): Punkte auf einem Kreis, die die stabilen Phasenlagen anzeigen
PSK bietet eine robuste digitale Kommunikation mit hoher Datenrate und guter Rauschfestigkeit

Symbolumschaltung und Bandbreite

Die Anzahl der pro Zeitspanne übertragenen Symbole ist die Symbolrate und wird in der Einheit Baud ($Bd$) ausgedrückt.

Je schneller Amplitude, Frequenz oder Phase verändert werden, umso breitbandiger wird das erzeugte Signal.
Je häufiger zwischen verschiedenen Symbolen umgeschaltet wird, um so größer ist die Bandbreite.

Sie entstehen, wenn beim Drücken bzw. Loslassen der Morsetaste der Träger plötzlich ein- bzw. ausgeschaltet wird.

Mehrwertige Verfahren

Dieser Alt-Text wurde noch nicht überprüft.
<ol>
<li>
<p>Kurze Zusammenfassung: Diagramm mit der Überschrift "4ASK", das ein durchgehendes Sinussignal zeigt, dessen Amplitude in vier aufeinanderfolgenden Abschnitten von links nach rechts zunimmt.</p>
</li>
<li>
<p>Detaillierte Beschreibung: Links ein senkrechter schwarzer Achspfeil nach oben mit der Beschriftung "U" und kleinen, unbeschrifteten Ticks; eine durchgehende schwarze waagerechte Achse mit Pfeil nach rechts ist mit "t" beschriftet und bildet gleichzeitig die Nulllinie. Eine hellblaue, feine Sinuskurve verläuft über die gesamte Breite; der Abstand der Wellen ist gleichmäßig, die Kurve ist um die Nulllinie symmetrisch. Drei dünne, senkrechte, graue Trennlinien unterteilen die Darstellung in vier gleich breite Zeitabschnitte, unter denen jeweils in grauen Kästchen die Texte "00", "01", "10" und "11" von links nach rechts stehen. In Abschnitt "00" ist die Sinusamplitude am kleinsten, in "01" etwas größer, in "10" nochmals größer und in "11" am größten. Farben: Achsen schwarz, Trennlinien grau, Kurve hellblau."></p>
<figcaption>Abbildung NEA-16.15.1: Quaternäre Amplitudenumtastung (Quaternary Amplitude-shift Keying)</figcaption>
</li>
</ol>
</figure>
<ul>
<li>Viele digitale Modulationsverfahren verwenden mehr als zwei Symbole.</li>
<li>So funktioniert zum Beispiel die 4-Fach-Amplitudenumtastung (4ASK) mit vier unterschiedlichen Amplituden, $25 %$, $50 %$, $75 %$, $100 %$ des Maximums.</li>
<li>So lassen sich zwei Bits zu einem Symbol zusammenfassen und gleichzeitig übertragen.</li>
</ul>
</section>
<section><ul>
<li>Eine einfache Phasenumtastung (Binary Phase-Shift Keying, BPSK) verwendet nur zwei verschiedene Phasenlagen und kann daher nur ein Bit gleichzeitig senden.</li>
<li>Die Quadraturphasenumtastung (Quadrature Phase-Shift Keying, QPSK) hingegen nutzt vier verschiedene Phasenlagen ($0 °$, $90 °$, $180 °$ und $270 °$) und überträgt somit zwei Bits in jedem Schritt.</li>
</ul>
</section>
<section><ul>
<li>Werden nur zwei Symbole verwendet und somit jedes Bit einzeln gesendet, entspricht die Symbolrate in Baud der Datenrate in $\bit/s$.</li>
<li>Werden jedoch mehr Symbole verwendet und somit mehrere Bits gleichzeitig übertragen, ist die Datenrate höher als die Symbolrate.</li>
</ul>
</section>
<section><div class=

*RTTY*: Umschaltung zwischen zwei Symbolfrequenzen, sodass pro Symbol ein Bit ($\num{0}$ oder $\num{1}$) übertragen werden kann. → Datenrate = Symbolrate

*FT4*: Umschaltung zwischen vier Symbolfrequenzen, so dass pro Symbol zwei Bit ($\num{00}$, $\num{01}$, $\num{10}$ oder $\num{11}$) übertragen werden können. → Datenrate = 2 $\cdot$ Symbolrate

gegeben: $R_S = 45,45 Bd$
gegeben: $n=1 \bit/\text{Symbol}$
gesucht: $C$

$C = R_S \cdot n = 45,45 Bd \cdot 1 \bit/\text{Symbol} = 45,45 \bit/s$

gegeben: $R_S = 23,4 Bd$
gegeben: $n=2 \bit/\text{Symbol}$
gesucht: $C$

$C = R_S \cdot n = 23,4 Bd \cdot 2 \bit/\text{Symbol} = 46,8 \bit/s$

Quadraturamplitudenmodulation (QAM)

Doch dann muss ein Empfänger z.B. zwischen vielen unterschiedlichen Amplituden unterscheiden können. Somit wird das Verfahren anfälliger für Störungen.