Digitale Übertragungsverfahren

Navigationshilfe

Diese Navigationshilfe zeigt die ersten Schritte zur Verwendung der Präsention. Sie kann mit ⟶ (Pfeiltaste rechts) übersprungen werden.

Navigation

Zwischen den Folien und Abschnitten lässt sich mittels der Pfeiltasten hin- und herspringen, dazu lassen sich auch die Pfeiltasten am Computer nutzen.

Pfeil runter und hoch: Nächste / Vorherige Folie
Pfeil rechts und links: Nächster / Vorheriger Abschnitt
Leertaste oder „n“: Der Reihe nach alle Elemente in Folien aufdecken oder zur nächsten Folie blättern
Shift-Leertaste oder „p“: Der Reihe nach Elemente rückwärts zudecken oder zur vorherigen Folie blättern

Weitere Funktionen

Mit ein paar Tastenkürzeln können weitere Funktionen aufgerufen werden. Die wichtigsten sind:

F1: Help / Hilfe
o: Overview / Übersicht aller Folien
s: Speaker View / Referentenansicht
f: Full Screen / Vollbildmodus
b: Break, Black, Pause / Ausblenden der Präsentation
Alt-Click: In die Folie hin- oder herauszoomen

Übersicht

Die Präsentation ist zweidimensional aufgebaut. Dadurch sind in Spalten die einzelnen Abschnitte eines Kapitels und in den Reihen die Folien zu den Abschnitten.

Tippt man ein „o“ ein, bekommt man eine Übersicht über alle Folien des Foliensatzes. Das hilft, sich zunächst einen Überblick zu verschaffen oder sich zu orientieren, wenn man das Gefüht hat, sich „verlaufen“ zu haben. Die Navigation erfolgt über die Pfeiltasten.

Durch Anklicken einer Folie wird diese präsentiert.

Referentenansicht

Tippt man ein „s“ ein, bekommt man ein neues Fenster, die Referentenansicht.

Indem man „Layout“ auswählt, kann man zwischen verschieden Anordnungen der Elemente auswählen.

Die Referentenansicht bietet folgende Elemente:

Links sieht man die aktuelle Folie
Rechts oben sieht man die nächste Folie
Rechts in der Mitte Hilfsmittel zur Zeiteinteilung
Rechts unten, die „Notizen für den Vortragenden“
Unten die Pfeile zur Navigation

Praxistipps zur Referentenansicht

Wenn man mit einem Projektor arbeitet, stellt man im Betriebssystem die Nutzung von 2 Monitoren ein: Die Referentenansicht wird dann zum Beispiel auf dem Laptop angezeigt, während die Teilnehmer die Präsentation angezeigt bekommen.
Bei einer Online-Präsentation, wie beispielsweise auf TREFF.darc.de, präsentiert man den Browser-Tab und navigiert im „Speaker View“ Fenster.
Die Referentenansicht bezieht sich immer auf ein Kapitel. Am Ende des Kapitels muss sie geschlossen werden, um im neuen Kapitel eine neue Referentenansicht zu öffnen.
Um mit dem Mauszeiger etwas zu markieren oder den Zoom zu verwenden, muss mit der Maus auf den Bildschirm mit der Präsentation gewechselt werden.

Vollbild

Tippt man ein „f“ ein, wird die aktuelle Folie im Vollbild angezeigt. Mit „Esc“ kann man das Vollbild wieder verlassen.

Das ist insbesondere für den Bildschirm mit der Präsentation für das Publikum praktisch.

Ausblenden

Tippt man ein „b“ ein, wird die Präsentation ausgeblendet.

Sie kann wie folgt wieder eingeblendet werden:

Durch Klicken in das Fenster.
Durch nochmaliges Drücken von „b“.
Durch Klicken der Schaltfläche „Resume presentation“.

Zoom

Bei gedrückter Alt-Taste und einem Mausklick in der Präsentation wird in diesen Teil hineingezoomt. Das ist praktisch, um Details von Schaltungen hervorzuheben. Durch einen nochmaligen Mausklick zusammen mit Alt wird wieder herausgezoomt.

Das Zoomen funktioniert nur im ausgewählten Fenster. Die Referentenansicht ist hier nicht mit der Präsenationsansicht gesynct.

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 $\qty{0}{\volt}$ und $\qty{5}{\volt}$

EA201: Was ist der Vorteil des binären Zahlensystems gegenüber dem dezimalen Zahlensystem in elektronischen Schaltungen?

A: Je Ziffer kann mehr als ein Bit an Information übertragen werden (1 binäre Ziffer erlaubt die Übertragung von 8 Dezimalziffern).

B: Die binären Ziffern 0 und 1 können als zwei elektrische Zustände dargestellt und dadurch einfach mittels Schaltelementen (z. B. Transistoren) verarbeitet werden.

C: Die Genauigkeit des binären Systems (mit zwei Ziffern) ist um den Faktor 5 höher als die des Dezimalsystems (mit 10 Ziffern).

D: Der Zwischenbereich zwischen 0 und 1 kann von analogen Verstärkerschaltungen mit hoher Genauigkeit abgebildet werden.

Mit einem Bit sind zwei Werte möglich ($\num{0}$ und $\num{1}$)
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

EA202: Wie viele unterschiedliche Zustände können mit einer Dualzahl dargestellt werden, die aus einer Folge von 3 Bit besteht?

A: 4

B: 8

C: 16

D: 6

EA203: Wie viele unterschiedliche Zustände können mit einer Dualzahl dargestellt werden, die aus einer Folge von 4 Bit besteht?

A: 16

B: 6

C: 8

D: 4

EA204: Wie viele unterschiedliche Werte können mit einer fünfstelligen Dualzahl dargestellt werden?

A: 128

B: 64

C: 32

D: 5

Umwandlung

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

Tabelle EAS-12.1.1: Stellenwerte der achtstelligen Dualzahl $\num{10001110}$

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

$$128 + 8 + 4 + 2 = 142$$

EA205: Berechnen Sie den dezimalen Wert der Dualzahl 01001110. Die Dezimalzahl lautet:

A: 142

B: 78

C: 248

D: 156

EA206: Berechnen Sie den dezimalen Wert der Dualzahl 10001110. Die Dezimalzahl lautet:

A: 78

B: 142

C: 248

D: 156

EA207: Berechnen Sie den dezimalen Wert der Dualzahl 10011100. Die Dezimalzahl lautet:

A: 142

B: 248

C: 78

D: 156

EA208: Berechnen Sie den dezimalen Wert der Dualzahl 11111000. Die Dezimalzahl lautet:

A: 78

B: 142

C: 156

D: 248

Digimode per SSB

Bandbreite von Digimodes

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

EE403: Bei der Aussendung eines digitalen Signals mittels eines Funkgerätes in SSB-Einstellung beträgt die NF-Bandbreite des in das Funkgerät eingespeisten Signals 50 Hz. Wie groß ist die HF-Bandbreite?

A: 50 Hz

B: 100 Hz

C: 25 Hz

D: $\sqrt{2} \cdot$ 50 Hz

EE402: Welche Modulation wird am Transceiver eingestellt, um ein schmalbandiges digitales Signal (z. B. BPSK31 oder FT8), das per Audiosignal als NF eingespeist wird, unter Beibehaltung der Bandbreite in HF umzusetzen?

A: Amplitudenmodulation (AM)

B: Einseitenbandmodulation (SSB)

C: Frequenzmodulation (FM)

D: Phasenmodulation (PM)

Empfang von Digimodes

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

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Ein Diagramm mit der Beschriftung — Abbildung EAS-12.2.1: Wasserfalldiagramm vom Empfang von mehreren Digimode-Signalen innerhalb der SSB-Bandbreite von $\qty{2,4}{\kilo\hertz}$. Jede Spalte ist die Übertragung eines anderen Signals

EE404: Wie viele digitale Signale unterschiedlicher Stationen können mit einem analogen Funkgerät (2,4 kHz SSB-Bandbreite) und einem über die Audio-Schnittstelle angeschlossenen Computer gleichzeitig empfangen und dekodiert werden?

A: Es kann maximal ein Signal empfangen werden, außer das Funkgerät verfügt über doppelte Kanalbandbreite.

B: Es kann maximal ein Signal empfangen werden, da ein Seitenband genutzt wird.

C: Es können je nach Art der Signale ein oder mehrere Signale empfangen werden.

D: Es können maximal zwei Signale empfangen werden (eines pro Seitenband).

SSTV

Slow-Scan Television ist die Übertragung von Standbildern mittels Digimodes
Zeilenweise Übertragung von Bildern
Verschiedene Verfahren mit verschiedenen Auflösungen und Übertragungsgeschwindigkeiten
Bandbreite unter $\qty{3}{\kilo\hertz}$ und in Kurzwellenbändern nutzbar

ATV

Amateur Television ist die Übertragung von Bewegtbildern
Benötigt mehrere MHz Bandbreite ($\qty{6}{\mega\hertz}$ und mehr)
Deshalb nur ab $\qty{70}{\centi\meter}$-Band aufwärts nutzbar

EE415: Welcher Unterschied zwischen ATV und SSTV ist richtig?

A: SSTV wird nur auf Kurzwelle, ATV auf UKW verwendet.

B: SSTV überträgt Standbilder, ATV bewegte Bilder.

C: SSTV belegt eine größere Bandbreite als ATV.

D: SSTV ist schwarzweiß, ATV in Farbe.

9600-Port

Zur Umgehung von Filtern bieten manche FM-Funkgeräte einen separaten Port für Digimodes
Dieser ist oft mit DATA oder 9600 beschriftet
9600 entsprechend der Datenrate in Baud ($\unit{\baud}$), die damit übertragen werden kann
Daran wird direkt das TNC (Terminal Node Controller) vom Computer angeschlossen
Heute oft direkt als USB-Anschluss ausgeführt

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1. Kurze Zusammenfassung: Rückseite eines elektronischen Geräts (Modell FT‑710) mit vielen Anschlüssen, zentralem Lüftergitter und angeschlossenem DC‑Stromkabel.

2. Detaillierte Beschreibung: Das Gerät steht auf einem hellen Tisch; im Zentrum befindet sich ein großer, runder, mit vier Schrauben befestigter Lüfter mit Metall-Schutzgitter und sichtbarem „Brushless Fan“-Aufkleber. Links sind mehrere Buchsen und Beschriftungen: oben „TUNER/LINEAR“ an einer runden mehrpoligen Mini‑DIN‑Buchse, darunter „GND“ an einem Massebolzen mit Rändelmutter, daneben „Y ANT“ bei einer großen koaxialen SO‑239‑Buchse. In der unteren linken Reihe stehen nebeneinander Klinkenbuchsen und Mini‑DIN‑Buchsen, beschriftet mit „EXT SPKR“, „REM/ALC“, „KEY“ und „RTTY/DATA“. Rechts neben dem Lüfter klebt ein weißes Typenschild mit der Aufschrift „FT‑710“, Hersteller‑ und Zulassungszeichen sowie einer Seriennummer. Ganz rechts oben ist „DC IN“ mit einem weißen Steckverbinder zu sehen, in den rote und schwarze Stromkabel eingesteckt sind. Unten rechts ist der Bereich „EXT‑DISPLAY“ mit mehreren Schnittstellen: zwei USB‑Anschlüsse (links ein quadratischer Typ‑B, daneben ein rechteckiger Typ‑A), ein kleiner gewindeter Koax‑Anschluss und ein weißer DVI‑Anschluss mit zwei Befestigungsschrauben. Der Hintergrund ist unscharf und zeigt eine helle Umgebung. — Abbildung EAS-12.3.1: Funkgerät mit DATA-Port

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“).

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren, mit einer horizontalen Linie verbundenen Baugruppen. Ganz links befindet sich ein unbeschrifteter Kreis mit einem vertikalen Strich an der linken Seite. Rechts davon folgt ein Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck, beschriftet mit „NF“ (NF-Verstärker). Es schließt sich ein mit „NF“ beschrifteter Block mit drei Wellenlinien an, von denen die obere und die untere durchgestrichen sind (NF-Filter). Daneben gibt es einen Block mit einer Wellenlinie und „FM“ beschriftet, der mit „Modulator“ überschrieben ist. Es folgt ein Block, in dem ein Kreis mit einem diagonalen Kreuz dargestellt ist (Mischer). Von unten gibt es eine vertikale Verbindung von einem mit „VFO“ beschrifteten Block mit der Aufschrift „G“, drei wellenförmigen Linien und einem kleinen Rechteck mit je einer Linie darüber und darunter (Oszillator). Rechts vom Mischer steht ein Block mit der Beschriftung „HF“ und drei wellenförmigen Linien, von denen die obere und die untere Wellenlinie durchgestrichen sind (HF-Filter). Darauf folgt ein weiterer Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (HF-Verstärker). Rechts davon befindet sich ein weiterer Block mit der Beschriftung „HF“ und drei wellenförmigen Linien, von denen die obere und die untere Wellenlinie durchgestrichen sind (HF-Filter). Aus dessen Ausgang führt der Leiter nach rechts oben zu einem Antennensymbol (V-förmiges Symbol). Hinter dem NF-Verstärker gibt es eine vertikale gestrichelte Linie, die mit „1“ beschriftet ist. Hinter dem NF-Filter gibt es eine zweite Linie mit „2“, hinter dem FM-Modulator eine dritte Linie mit „3“ und hinter dem Mischer eine vierte Linie mit „4“. — Abbildung EAS-12.3.2: FM-Sender mit Zuführung des $\qty{9600}{\baud}$-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“).

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus mehreren, mit einer horizontalen Linie verbundenen Baugruppen. Ganz links oben befindet sich ein Antennensymbol (V-förmiges Symbol). Darauf folgt ein mit „HF“ beschrifteter Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck (HF-Verstärker). Es folgt ein Block, in dem ein Kreis mit einem diagonalen Kreuz dargestellt ist (Mischer). Von unten gibt es eine vertikale Verbindung von einem mit „VFO“ beschrifteten Block mit der Aufschrift „G“, drei wellenförmigen Linien und einem kleinen Rechteck mit je einer Linie darüber und darunter (Oszillator). Es schließt sich ein mit „ZF“ beschrifteter Block mit drei Wellenlinien an, von denen die obere und die untere durchgestrichen sind (ZF-Filter). Daneben gibt es einen Block mit einer Wellenlinie und „FM“ beschriftet, der mit „Demodulator“ überschrieben ist (FM-Demodulator). Rechts davon steht ein Block mit der Beschriftung „NF“ und drei wellenförmigen Linien, von denen die obere und die untere Wellenlinie durchgestrichen sind (NF-Filter). Es folgt ein Block mit einem nach rechts zeigenden Dreieck, beschriftet mit „NF“ (NF-Verstärker). Ganz rechts ist das Schaltzeichen für einen Lautsprecher eingezeichnet. Hinter dem HF-Verstärker gibt es eine vertikale gestrichelte Linie, die mit „1“ beschriftet ist. Hinter dem Mischer gibt es eine zweite Linie mit „2“, hinter dem ZF-Filter eine dritte Linie mit „3“ und hinter dem FM-Demodulator eine vierte Linie mit „4“. — Abbildung EAS-12.3.3: FM-Empfänger mit Abgreifen des $\qty{9600}{\baud}$-Datensignals an Punkt 4

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

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1) Kurze Zusammenfassung: Eine grüne Elektronikplatine mit 1,3‑Zoll‑OLED‑Display, mehreren Tastern, einem Drehgeber und diversen Anschlüssen, schräg auf einer hellen Oberfläche aufgenommen.

2) 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. — Abbildung EAS-12.3.4: Module M17 ein TNC für das M17 Übertragungsverfahren

EF309: Welcher der eingezeichneten Punkte in einem FM-Sender ist für die Zuführung eines 9600-Baud-Datensignals am besten geeignet?

A: Punkt 2

B: Punkt 4

C: Punkt 1

D: Punkt 3

EF219: Manche FM-Transceiver verfügen über einen analogen Datenanschluss (z. B. mit DATA beschriftet oder als 9600-Port bezeichnet). Welcher Punkt im dargestellten Empfangszweig wird über diesen Anschluss üblicherweise herausgeführt?

A: Punkt 1

B: Punkt 3

C: Punkt 2

D: Punkt 4

Übersteuerung

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

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1) Kurzfassung: Leeres Koordinatendiagramm mit Zeitachse links und Frequenzachse unten, nur Achsen und Beschriftungen, ohne eingezeichnete Daten.

2) 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. — Abbildung EAS-12.4.1: Ein übersteuertes FT8-Signal, ganz links das erwünschte, rechts davon die unerwünschten Oberschwingungen

Zu Verzerrungen durch Übersteuerung kann es auch im Sendeverstärker kommen
Um das zu verhindern, verfügen viele Funkgeräte über eine automatische Pegelregelung (englisch: Automatic Level Control, ALC) $\rightarrow$ regelt Verstärkung automatisch runter
Bei digitalen Übertragungsverfahren kann die ALC jedoch Problemen führen
Das Signal könnte je nach Lautstärke oder Frequenz die ALC zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedlich stark auslösen $\rightarrow$ Amplitude wird unerwünscht verändert

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

EJ218: Wie sollte bei digitalen Übertragungsverfahren (z. B. FT8, JS8, PSK31) der NF-Pegel am Eingang eines Funkgerätes mit automatischer Pegelregelung (ALC) im SSB-Betrieb eingestellt sein, um Störungen zu vermeiden?

A: So niedrig, dass die automatische Pegelregelung (ALC) nicht eingreift.

B: 18 dB höher als die Lautstärke, bei der die automatische Pegelregelung (ALC) eingreift.

C: Alle Bedienelemente sind auf das Maximum einzustellen.

D: Die NF-Lautstärke muss $-\infty$ dB (also Null) betragen.

EJ217: Was kann auftreten, wenn bei digitalen Übertragungsverfahren (z. B. RTTY, FT8, Olivia) die automatische Pegelregelung (ALC) eines Funkgerätes im SSB-Betrieb eingreift?

A: Störungen von Computern oder anderen digitalen Geräten

B: Störungen von Stationen auf anderen Frequenzbändern

C: Störungen von Übertragungen auf Nachbarfrequenzen

D: Störungen von nachfolgenden Sendungen auf derselben Frequenz

EJ219: Was ist zu tun, wenn es bei digitalen Übertragungsverfahren zu Störungen kommt, weil die automatische Pegelregelung (ALC) eines Funkgerätes im SSB-Betrieb eingreift?

A: Der NF-Pegel am Eingang des Funkgerätes sollte reduziert werden.

B: Das Oberwellenfilter sollte abgeschaltet werden.

C: Es sollte mit der RIT gegengesteuert werden.

D: Die Sendeleistung sollte erhöht werden.

Automatische Empfangsberichte

Mittels Digimodes empfangene Rufzeichen können an Internet-Plattformen geschickt werden
Diese lassen sich auf einer Karte mit empfangenen Band darstellen
Zum Testen der eigenen Ausbreitungsbedingungen

WSPR

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

EE405: Wie können Sie automatische Empfangsberichte zu Aussendungen erhalten, z. B. um die Reichweite ihrer Sendeanlage zu testen?

A: Durch Aussendung einer Nachricht mittels geeignetem digitalen Verfahren (z. B. CW oder WSPR) und Suche nach Ihrem Rufzeichen auf passenden Internetplattformen

B: Durch Aussendung Ihres Rufzeichens mittels Telegrafie (5 WPM) mit dem Zusatz "AUTO RSVP" (vom französischen "répondez s'il vous pla\^it") und Abhören der 10 kHz höher gelegenen Frequenz

C: Durch Aussendung Ihres Rufzeichens mittels Telegrafie (12 WPM) mit dem Zusatz "R" (für Report) und Abhören der 10 kHz tiefer gelegenen Frequenz

D: Durch Aussendung einer Nachricht mittels geeignetem digitalen Verfahren (z. B. CW oder WSPR) unter Angabe Ihrer E-Mail-Adresse und der Anzahl der maximal gewünschten Empfangsberichte

Paketvermittelte Netzwerke

Das Hamnet, das Netzwerk nur für Funkamateure, basiert auf dem Internet-Protokoll (IP).
Deswegen kann man das Hamnet mit der gleichen Software, die auch für das Internet verwendet wird, nutzen.
Im einfachsten Fall ist das ein Webbrowser.

Das Internet-Protokoll (IP) weist den beteiligten Computern IP-Adressen zu, damit sie sich gegenseitig erreichen können.
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).

IP-Adressen sind in einen Netz- und einen Hostanteil aufgeteilt.
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.

Beispiele:

 *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.

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Zusammenfassung: Diagramm mit einer IPv4-Adresse und der zugehörigen Netzmaske in Dezimal- und Binärdarstellung, farblich in Netz- und Hostanteil getrennt.

Detaillierte Beschreibung: Links stehen die Zeilenüberschriften „IPv4-Adresse“ und darunter „Netzmaske“. Es gibt vier Spalten mit farbigen Kästchen für die Dezimalwerte (oben) und grauen Kästchen für die Binärwerte (unten), jeweils durch kleine schwarze Punkte zwischen den Spalten getrennt. In der Zeile „IPv4-Adresse“ steht oben: gelbe Kästchen „141“, „17“, „5“ und ein blaues Kästchen „18“. Darunter in grauen Kästchen die Binärwerte: „10001101“, „00010001“, „00000101“, „00010010“. In der Zeile „Netzmaske“ steht oben: gelbe Kästchen „255“, „255“, „255“ und ein blaues Kästchen „0“. Darunter in grauen Kästchen die Binärwerte: „11111111“, „11111111“, „11111111“, „00000000“. Zwischen der dritten und vierten Spalte verläuft eine rote, vertikale, gepunktete Trennlinie. Unter den drei linken Spalten ist in Rot „Netzanteil“ beschriftet, unter der rechten Spalte in Rot „Hostanteil“. — Abbildung EAS-12.6.1: IPv4-Adresse und Netzmaske in Dezimal- und Dualschreibweise

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

Es zwei Möglichkeiten dieses niederzuschreiben, Beispiel für einen Netzanteil von 24:
255.255.255.0, was binär 11111111.11111111.11111111.00000000 ist.
Die Schreibweise mit dem Schrägstrich, zum Beispiel 192.168.111.90/24

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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.

Detailbeschreibung:
- 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“.
- 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.
- Rechts unten steht der Text „Internet-anschluss“, von dem eine senkrechte Leitung nach oben zum rechten Router führt.

Zahlenblöcke (jeweils zwei Reihen mit vier kleinen Kästchen; Orange und Blau):
- An der oberen Leitung zwischen linkem Router und „Server-netz“:
- obere Reihe: Orange „141“, Orange „17“, Orange „5“, Blau „18“
- untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „255“, Blau „0“
- An der senkrechten Leitung zwischen linkem Router und „internes Netz“:
- obere Reihe: Orange „10“, Orange „33“, Orange „0“, Blau „1“
- untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „0“, Blau „0“
- Neben dem Laptop (an der Verbindung zum „internes Netz“):
- obere Reihe: Orange „10“, Orange „33“, Orange „0“, Blau „100“
- untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „0“, Blau „0“
- An der oberen Leitung zwischen rechtem Router und „Server-netz“:
- obere Reihe: Orange „141“, Orange „17“, Orange „5“, Blau „1“
- untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „255“, Blau „0“
- An der senkrechten Leitung zwischen rechtem Router und „Internet-anschluss“:
- obere Reihe: Orange „46“, Orange „142“, Orange „171“, Blau „229“
- untere Reihe: Orange „255“, Orange „255“, Orange „255“, Blau „0“ — Abbildung EAS-12.6.2: Ausschnitt aus einer Netzwerk-Infrastruktur

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

Man erkennt sie daran, dass sich aus ihrer eigenen IP-Adresse und Subnetzmaske derselbe Netzanteil ergibt wie beim Partner.

In allen anderen Fällen schicken sie die Daten an einen Router. Das ist eine Zwischenstation, die zwei oder mehr Netzwerke miteinander verbindet, um die Datenpakete weiterzuleiten.

EE412: Wie können Informationen innerhalb eines paketvermittelten Netzes zwischen zwei Stationen ausgetauscht werden, die sich nicht direkt erreichen können?

A: Durch Weiterleitung über Zwischenstationen (Paketweiterleitung)

B: Durch Entpacken vor der Sendung (Paketdekompression)

C: Durch wiederholte Aussendung (Paketwiederholung)

D: Durch Zusammenfassung von Übertragungen (Paketdefragmentierung)

EE414: Kann das Internetprotokoll (IP) im Amateurfunk verwendet werden?

A: Ja, die Kodierung des Amateurfunkrufzeichens erfolgt in der Subnetzmaske.

B: Nein, Internetnutzern würde so Zugang zum Amateurfunkband ermöglicht.

C: Ja, es ist nicht auf das Internet beschränkt.

D: Nein, die benötigte Bandbreite steht im Amateurfunk nicht zur Verfügung.

EE413: Was ergibt sich aus der eingestellten IP-Adresse und Subnetzmaske einer Kommunikationsschnittstelle beim Internetprotokoll (IP)?

A: Die Gegenstelle und die durch das Teilnetz verwendete Bandbreite

B: Das Standardgateway und die maximale Anzahl der Zwischenstationen (Hops)

C: Die Protokoll- und Portnummer des über die Schnittstelle verwendeten Protokolls

D: Der direkt (d. h. ohne Router) über die Schnittstelle erreichbare Adressbereich

Datenübertragungsrate

Die Bandbreite ist der genutzte Frequenzbereich in $\unit{\hertz}$
Die Datenübertragungsrate ist die je Zeiteinheit übertragene Datenmenge in $\unit{\bit\per\second}$

In der Praxis erreichbare Datenübertragungsraten unterscheiden sich je nach Übertragungsverfahren und Funkbedingungen deutlich.
WLAN und 5G unterstützen bei optimalen Bedingungen Datenübertragungsraten bis in den Bereich von Gigabit pro Sekunde.
FT8 hingegen kann selbst unter widrigen Bedingungen eingesetzt werden, überträgt aber nur wenige Bit pro Sekunde.

EA106: Welche Einheit wird üblicherweise für die Datenübertragungsrate verwendet?

A: Hertz (Hz)

B: Dezibel (dB)

C: Bit pro Sekunde (Bit/s)

D: Baud (Bd)

EE401: Welcher Unterschied besteht zwischen der Bandbreite und der Datenübertragungsrate?

A: Als Bandbreite wird der genutzte Frequenzbereich (in Hz) und als Datenübertragungsrate die je Zeiteinheit übertragene Datenmenge (in Bit/s) bezeichnet.

B: Die Datenübertragungsrate (in Baud) entspricht der Symbolrate (in Bit/s). Die Bandbreite (in Hz) entspricht der minimal möglichen Datenübertragungsrate (in Baud).

C: Als Bandbreite wird die übertragene Datenmenge (in Hz) und als Datenübertragungsrate die je Zeiteinheit übertragenen Symbole (in Baud) bezeichnet.

D: Die Datenübertragungsrate (in Bit/s) entspricht der Symbolrate (in Baud). Die Bandbreite (in Hz) entspricht der maximal möglichen Datenübertragungsrate (in Bit/s).

Symbole und Symbolrate

Symbol

Ein Symbol ist ein unterscheidbarer Signalzustand.
Symbole können sich z. B. durch Amplitude, Frequenz oder Phase unterscheiden.
Mehr mögliche Symbole ermöglichen mehr Bits pro Symbol.

Symbolrate

Die Symbolrate gibt die Anzahl der übertragenen Symbole pro Sekunde an, die Einheit der Symbolrate ist Baud
Datenrate und Symbolrate sind daher nicht immer identisch.
Werden nur zwei Symbole verwendet und somit jedes Bit einzeln gesendet, entspricht die Symbolrate in Baud der Datenrate in $\unit{\bit\per\second}$.
Werden jedoch mehr Symbole verwendet und somit mehrere Bits gleichzeitig übertragen, ist die Datenrate höher als die Symbolrate.

Beispiele

2 Symbole → 1 Bit/Symbol
4 Symbole → 2 Bit/Symbol
8 Symbole → 3 Bit/Symbol

Die Formel $R_\mathrm{D} = R_\mathrm{S} \cdot N$ stellt den Zusammenhang dar:

$R_\mathrm{D}$ → Datenübertragungsrate in $\unit{\bit\per\second}$
$R_\mathrm{S}$ → Symbolrate in $\unit{\baud}$
$N$ → Symbolgröße in $\unit{\bit\per\text{Symbol}}$

AA104: Welche Einheit wird üblicherweise für die Symbolrate verwendet?

A: Baud (Bd)

B: Hertz (Hz)

C: Bit pro Sekunde (Bit/s)

D: Dezibel (dB)

Beispiele:

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

AE405: Bei einem digitalen Übertragungsverfahren (z. B. RTTY) wird die Frequenz eines Senders zwischen zwei Symbolfrequenzen (z. B. 14072,43 kHz und 14072,60 kHz) umgetastet, so dass pro Symbol ein Bit (0 oder 1) übertragen werden kann. Die Symbolrate beträgt 45,45 baud. Welcher Datenrate entspricht das?

A: 22,725 Bit/s

B: 181,8 Bit/s

C: 90,9 Bit/s

D: 45,45 Bit/s

Lösungsweg

gegeben: $R_S = \qty{45,45}{\baud}$
gegeben: $N=\qty{1}{\bit\per\text{Symbol}}$
gesucht: $R_\mathrm{D}$

$$R_\mathrm{D} = R_\mathrm{S} \cdot N = \qty{45,45}{\baud} \cdot \qty{1}{\bit\per\text{Symbol}} = \qty{45,45}{\bit\per\second}$$

AE406: Bei einem digitalen Übertragungsverfahren (z. B. FT4) wird die Frequenz eines Senders zwischen vier Symbolfrequenzen (z. B. 14081,20 kHz, 14081,40 kHz, 14081,61 kHz und 14081,83 kHz) umgetastet, so dass pro Symbol zwei Bit (00, 01, 10 oder 11) übertragen werden können. Die Symbolrate beträgt 23,4 baud. Welcher Datenrate entspricht das?

A: 93,6 Bit/s

B: 23,4 Bit/s

C: 46,8 Bit/s

D: 11,7 Bit/s

Lösungsweg

gegeben: $R_S = \qty{23,4}{\baud}$
gegeben: $N=\qty{2}{\bit\per\text{Symbol}}$
gesucht: $R_\mathrm{D}$

$$R_\mathrm{D} = R_\mathrm{S} \cdot N = \qty{23,4}{\baud} \cdot \qty{2}{\bit\per\text{Symbol}} = \qty{46,8}{\bit\per\second}$$

I/Q-Darstellung und Konstellationsdiagramm

Warum I/Q?

Symbole können sich durch Amplitude, Frequenz oder Phase unterscheiden.
Für Amplitude und Phase braucht man eine übersichtliche Darstellung.
Diese Darstellung heißt I/Q-Darstellung.
Sie zeigt den Signalzustand eines Symbols als Punkt in einer Ebene.

Amplitude A 0,75 Phase φ 0°

Anfangszustand des Symbols bei t = 0

I = 0,75 Q = 0,00 A = 0,75 φ = 0°

Bei t = 0 ist die waagerechte Projektion der I-Anteil und die senkrechte Projektion der Q-Anteil.

Symbol als Zeiger

Länge des Zeigers: Amplitude $A$
Winkel des Zeigers: Phase $\varphi$
Der Zeiger kann in zwei Anteile zerlegt werden:

$$I=A\cdot\cos(\varphi)$$ $$Q=A\cdot\cos(\varphi-\qty{90}{\degree})=A\cdot\sin(\varphi)$$

Konstellationsdiagramm zeigt den Anfangszustand des Zeigers für jedes Symbol.

AF633: Was bildet der I- bzw. der Q-Anteil eines I/Q-Signals ab?

A: Den Wechselstrom (I) in Abhängigkeit der Güte (Q) eines Schwingkreises bei seiner Resonanzfrequenz

B: Den Stromanteil (I) und den Blindleistungsanteil (Q) eines Signals

C: Die erste (I) bzw. die vierte (Q) Harmonische in Bezug auf ein normiertes Rechtecksignal

D: Die phasengleichen (I) bzw. die um 90 ° phasenverschobenen (Q) Anteile eines Signals in Bezug auf eine Referenzschwingung

Konstellationsdiagramm

TODO — Abbildung EAS-12.9.1: Konstellationsdiagramm

Konstellationsdiagramm

Für die Darstellung der Symbole betrachten wir nicht die fortlaufende Drehung des Trägers.
Stattdessen betrachten wir den Signalzustand, der zu einem Symbol gehört.
Jeder mögliche Symbolzustand wird als Punkt in der I/Q-Ebene dargestellt.
Abstand vom Ursprung: Amplitude
Winkel zur I-Achse: Phasenlage

Warum brauchen wir das?

Konstellationsdiagramme zeigen auf einen Blick die möglichen Symbole eines digitalen Übertragungsverfahrens.
Man erkennt, ob sich Symbole durch Amplitude, Phase oder beides unterscheiden.
In den nächsten Abschnitten verwenden wir diese Darstellung für Mapping, PSK und QAM.

Amplituden- und Frequenzumtastung (ASK, FSK)

Genauso wie es verschiedene analoge Modulationsverfahren gibt, gibt es auch verschiedene digitale Modulationsverfahren.
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.

Bei der Amplitudenumtastung (Amplitude Shift Keying, ASK) wird im einfachsten Fall zwischen zwei Amplituden gewechselt.

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1) Kurze Zusammenfassung: Ein Diagramm mit der Überschrift — Abbildung EAS-12.10.1: Amplitudenumtastung (Amplitude-shift Keying)

Bei der Frequenzumtastung (Frequency Shift Keying, FSK) wechselt der Sender zwischen bestimmten Frequenzen.

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1) 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“.

2) 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. — Abbildung EAS-12.10.2: Frequenzumtastung (Frequency-shift Keying)

EE406: Welches der folgenden Diagramme zeigt einen erkennbar durch Amplitudenumtastung (ASK) modulierten Träger?

EE407: Welches der folgenden Diagramme zeigt einen erkennbar durch Frequenzumtastung (FSK) modulierten Träger?

EE101: Welches der folgenden Diagramme zeigt einen unmodulierten Träger?

Mapping

Bits müssen den möglichen Symbolen zugeordnet werden.
Diese Zuordnung heißt Mapping.
Der Baustein dafür heißt Mapper.
Er wandelt Bitkombinationen in Symbole um.

Bildbeschreibung noch nicht verfügbar — Abbildung EAS-12.11.1: Blockschaltbild eines Mappers

Beispiel: ASK

Bei ASK unterscheiden sich die Symbole durch ihre Amplitude.
Binäre ASK verwendet zwei Amplituden.
Beispiel:
- kleine Amplitude → $0$
- große Amplitude → $1$

ASK im Konstellationsdiagramm

Beide Symbole liegen auf der I-Achse.
Die Phase bleibt gleich.
Der Abstand vom Ursprung beschreibt die Amplitude.
Das Mapping ordnet jedem Punkt einen Bitwert zu.

4ASK

ASK ist nicht auf zwei Amplituden beschränkt.
Vier Amplituden ergeben vier Symbole.
Vier Symbole können zwei Bits pro Symbol übertragen: $00$, $01$, $10$, $11$

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1) Kurze Zusammenfassung: Diagramm mit der Überschrift — Abbildung EAS-12.11.4: Quaternäre Amplitudenumtastung

4ASK im Konstellationsdiagramm

Auch bei 4ASK liegen alle Punkte auf der I-Achse.
Die Punkte unterscheiden sich nur im Abstand vom Ursprung.
Jedem Punkt ist eine Bitkombination zugeordnet.

Phasenumtastung: PSK und QPSK

Phasenumtastung (PSK)

Digitales Modulationsverfahren zur Datenübertragung
Die Symbole werden durch unterschiedliche Phasenlagen eines Trägers dargestellt
Amplitude und Frequenz des Trägers bleiben bei idealer PSK gleich
Beim Wechsel des Symbols kann sich die Phasenlage ändern

PSK in der Zeitdarstellung

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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.

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“. — Abbildung EAS-12.12.1: Phasenumtastung (Phase-Shift Keying)

Die Amplitude bleibt konstant
Die Information steckt in der Phasenlage
Beim Wechsel zwischen zwei Symbolen kann sich die Phase sprunghaft ändern
Wird dasselbe Symbol erneut übertragen, bleibt auch die Phasenlage gleich

Binäre Phasenumtastung (BPSK)

Zwei verschiedene Phasenlagen
Zwei mögliche Symbole
Damit kann $\num{1}$ Bit pro Symbol übertragen werden
Beispiel: $\qty{0}{\degree}$ → $0$ und $\qty{180}{\degree}$ → $1$
Die beiden Signalpunkte liegen sich im Konstellationsdiagramm gegenüber

AE401: Welches der folgenden Diagramme zeigt einen erkennbar durch Phasenumtastung (PSK) modulierten Träger?

Mehr Phasenlagen – mehr Symbole

Mit mehr Phasenlagen können mehr unterschiedliche Symbole dargestellt werden
Dadurch lassen sich mehrere Bits zu einem Symbol zusammenfassen

BPSK: $\num{2}$ Symbole → $\num{1}$ Bit pro Symbol
QPSK: $\num{4}$ Symbole → $\num{2}$ Bit pro Symbol
8-PSK: $\num{8}$ Symbole → $\num{3}$ Bit pro Symbol

AE402: Was unterscheidet BPSK- und QPSK-Modulation?

A: Bei QPSK werden der I- und der Q-Anteil eines I/Q-Signals vertauscht, bei BPSK nicht.

B: Bei BPSK werden der I- und der Q-Anteil eines I/Q-Signals vertauscht, bei QPSK nicht.

C: Mit QPSK wird ein Bit pro Symbol übertragen, mit BPSK zwei Bit pro Symbol.

D: Mit BPSK wird ein Bit pro Symbol übertragen, mit QPSK zwei Bit pro Symbol.

Quadraturphasenumtastung (QPSK)

QPSK verwendet vier verschiedene Phasenlagen
Damit stehen vier verschiedene Symbole zur Verfügung
Jeweils zwei Bits werden zu einem Symbol zusammengefasst: $00$, $01$, $10$, $11$
Mit jedem QPSK-Symbol werden somit $\num{2}$ Bits übertragen

QPSK im Konstellationsdiagramm

In diesem Beispiel gilt:

$11$ → $\qty{45}{\degree}$
$01$ → $\qty{135}{\degree}$
$00$ → $\qty{225}{\degree}$
$10$ → $\qty{315}{\degree}$

Alle Signalpunkte besitzen die gleiche Amplitude
Die Phasenlagen sind jeweils um $\qty{90}{\degree}$ gegeneinander versetzt
Die vier Punkte liegen auf einem Kreis

Gray-Code bei QPSK

Benachbarte Symbole unterscheiden sich jeweils nur in einem Bit
Eine solche Zuordnung nennt man Gray-Code

Beispiel:

$$11 \leftrightarrow 01 \leftrightarrow 00 \leftrightarrow 10$$

Wird durch Rauschen versehentlich ein benachbartes Symbol erkannt, entsteht dadurch häufig nur ein einzelner Bitfehler.

Rauschen 18 %

QPSK bei Rauschen

Rauschen verändert Amplitude und Phase des empfangenen Signals
Empfangswerte streuen um die idealen QPSK-Symbole
Der Empfänger entscheidet sich für das nächstgelegene Symbol
Wird eine Entscheidungsgrenze überschritten, entsteht ein Symbolfehler

Das Applet zeigt nicht nur die idealen QPSK-Symbole, sondern auch die Situation am Empfänger.

Die Kreuze markieren die vier idealen Signalpunkte. Die kleinen farbigen Punkte stellen verrauschte Empfangswerte dar. Durch Rauschen und andere Störungen ändern sich sowohl die Amplitude als auch die Phase des empfangenen Signals.

Die farbig hinterlegten Bereiche sind die Entscheidungsbereiche des Empfängers. Der Empfänger ordnet einen Empfangswert dem nächstgelegenen idealen Symbol zu.

Solange ein verrauschter Punkt im Entscheidungsbereich des ursprünglich gesendeten Symbols liegt, wird das Symbol richtig erkannt. Überschreitet der Punkt durch starkes Rauschen eine Entscheidungsgrenze, wird stattdessen ein anderes Symbol erkannt.

Mit „Erneut übertragen“ wird derselbe Bitstrom nochmals mit neuem Rauschen übertragen. Dadurch kann man gut erkennen, dass trotz gleicher gesendeter Symbole jedes Mal etwas andere Empfangswerte entstehen.

Mit zunehmendem Rauschen steigt die Wahrscheinlichkeit für Symbol- und damit Bitfehler. Durch geeignete Kanalkodierung können viele solcher Fehler erkannt und korrigiert werden.

ASK und PSK im Konstellationsdiagramm

Bei ASK unterscheiden sich die Symbole hauptsächlich durch ihre Amplitude
- unterschiedlicher Abstand vom Ursprung
- gleiche Phasenlage
Bei PSK unterscheiden sich die Symbole durch ihre Phasenlage
- gleicher Abstand vom Ursprung
- unterschiedlicher Winkel
Bei PSK liegen die Signalpunkte daher bei gleicher Amplitude auf einem Kreis.

Quadraturamplitudenmodulation (QAM)

Ausgangslage: ASK und PSK

Bei ASK und PSK können mehr Symbole verwendet werden, um mehr Bits pro Symbol zu übertragen
Bei sehr vielen Symbolen liegen die möglichen Signalzustände jedoch immer dichter beieinander
Der Empfänger muss dadurch kleinere Unterschiede erkennen können
Das Verfahren wird anfälliger für Störungen

Quadraturamplitudenmodulation (QAM)

Trick: Es wird nicht nur ein Parameter verändert
QAM kombiniert unterschiedliche
- Amplituden und
- Phasenlagen
Ein Symbol entspricht einer bestimmten Kombination aus Amplitude und Phase

Bei gleicher Symbolrate können dadurch mehr Bits pro Sekunde übertragen werden.

Beispiel: 8-QAM

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Kurzzusammenfassung: Diagramm mit dem Titel „8QAM“, das eine blaue Sinusschwingung U über der Zeit t zeigt, in acht Abschnitte unterteilt, jeweils mit Amplituden‑/Phasenangaben und dreibittigen Codes; an jedem Abschnittsübergang ist „Phasenwechsel“ markiert.

Detaillierte Beschreibung: Oben mittig steht der Titel „8QAM“. Links ist die senkrechte Achse mit „U“ und Pfeil nach oben, unten rechts die waagerechte Achse mit „t“ und Pfeil nach rechts; in der Mitte verläuft eine dünne horizontale Nulllinie. Eine durchgehende blaue Sinuskurve ist durch sieben dünne vertikale Linien in acht gleich breite Zeitabschnitte geteilt. Über jeder Trennlinie befindet sich ein kleines gelbes Schild mit der Aufschrift „Phasenwechsel“ (insgesamt 7 Schilder). Unter jedem Abschnitt stehen zwei graue Kästen: oben Amplitude und Phase, unten ein dreibittiger Code. Von links nach rechts:
- Abschnitt 1: „1 | 0°“, darunter „000“; die Sinusamplitude ist groß.
- Abschnitt 2: „0,5 | 45°“, darunter „001“; die Amplitude ist kleiner.
- Abschnitt 3: „0,5 | 135°“, darunter „010“; kleine Amplitude.
- Abschnitt 4: „1 | 90°“, darunter „011“; große Amplitude.
- Abschnitt 5: „0,5 | 315°“, darunter „100“; kleine Amplitude.
- Abschnitt 6: „1 | 270°“, darunter „101“; große Amplitude.
- Abschnitt 7: „1 | 180°“, darunter „110“; große Amplitude.
- Abschnitt 8: „0,5 | 225°“, darunter „111“; kleine Amplitude.
Die sichtbaren Phasenangaben (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270°, 315°) und die Amplitudenwerte (1 bzw. 0,5) korrespondieren mit der relativen Lage und Höhe der Sinuskurve in den jeweiligen Abschnitten. — Abbildung EAS-12.13.1: Signalverlauf eines 8QAM-Signals, je Symbol mit Amplitude ($\num{0,5}$ bzw. $\num{1}$), Phasenlage und 3-stelliger Bitfolge

$\num{8}$ verschiedene Symbole
Jedes Symbol besitzt eine bestimmte Amplitude und Phasenlage
$\num{8}$ Symbole → $\num{3}$ Bits pro Symbol

Beispiel: 16-QAM

$\num{16}$ verschiedene Signalpunkte
Jeder Punkt entspricht einem Wertepaar $(I,Q)$
Daraus ergeben sich unterschiedliche Amplituden und Phasenlagen
$\num{16}$ Symbole → $\num{4}$ Bits pro Symbol

AE403: Wie werden Informationen bei der Quadraturamplitudenmodulation (QAM) mittels eines Trägers übertragen? Durch ...

A: separate Änderung des elektrischen und magnetischen Feldwellenanteils

B: richtungsabhängige Änderung der Frequenz

C: Änderung der Amplitude und der Phase

D: nichtlineare Änderung der Amplitude

Wie wird ein QAM-Signal erzeugt?

Nachdem wir das Konstellationsdiagramm kennengelernt haben, stellt sich die Frage:

Wie erzeugt ein Sender einen gewünschten Signalpunkt?

Dazu kann ein I/Q-Modulator verwendet werden.

I/Q-Modulator

1) Kurzbeschreibung: Blockschaltbild mit Signalfluss von links nach rechts mit zwei Mischern, einem Generator „G“, einem Block „φ“ und einem Addierer; die Eingänge „I“ und „Q“ werden jeweils gemischt und die Ergebnisse zum Ausgang „X“ zusammengeführt..

2) Ausführliche Beschreibung: Gezeigt ist ein Blockschaltbild aus vier untereinander stehenden Blöcken. Oben links führt eine Verbindung vom Anschlusspunkt „I“ nach rechts in einen Mischer (Quadrat mit Kreis und diagonaler „X“-Markierung). Unterhalb des Mischers befindet sich ein Block mit der Aufschrift „G“, drei wellenförmigen Linien und einem kleinen Rechteck mit je einer Linie darüber und darunter (Oszillator). Aus „G“ führt eine vertikale Linie nach oben zum oberen Mischer sowie eine weitere vertikale Linie nach unten zu einem Block mit dem Symbol „φ“. Vom „φ“-Block führt eine vertikale Linie nach unten in einen unteren Mischer (gleiches Symbol wie oben). Links unten führt eine Linie vom Anschlusspunkt „Q“ nach rechts in diesen unteren Mischer. Vom rechten Ausgang des oberen Mischers führt eine horizontale Leitung nach rechts und knickt nach unten ab zu einem Addierer (Quadrat mit Kreis und Pluszeichen). Vom rechten Ausgang des unteren Mischers führt eine horizontale Linie nach rechts und dann nach oben in den unteren Eingang des Addierers. Rechts vom Addierer führt eine horizontale Linie zu einem Anschlusspunkt „X“. — Abbildung EAS-12.13.3: Blockschaltbild eines I/Q-Modulators

Zwei Träger mit gleicher Frequenz
Phasenverschiebung von $\qty{90}{\degree}$
Ein Träger wird mit dem I-Signal gewichtet
Der andere Träger wird mit dem Q-Signal gewichtet
Anschließend werden beide Signale addiert

I und Q bestimmen Amplitude und Phase

Jeder Signalpunkt im Konstellationsdiagramm entspricht einem Wertepaar $(I,Q)$
Durch Änderung von I und Q ändern sich
- die Amplitude und
- die Phasenlage des resultierenden Signals

Damit kann der I/Q-Modulator jeden gewünschten Punkt des Mappings erzeugen.

I/Q-Modulation ausprobieren

I 50 % Q 50 %

I- und Q-Anteil

Summiertes I/Q-Signal

Konstellationsdiagramm

A = 71 % φ = 45°

AF632: Wie groß muss die Phasenverschiebung $\varphi$ in der dargestellten Modulatorschaltung sein, damit eine korrekte Quadraturmodulation vorliegt?

A: 90 °

B: 180 °

C: 0 °

D: 45 °

AE404: Wie wird Quadraturamplitudenmodulation (QAM) üblicherweise erzeugt? Durch ...

A: Änderung der Amplituden und Addition zweier um 90 ° phasenverschobener Träger

B: richtungsabhängige Änderung der Frequenz (bzw. richtungsinvariante Änderung der Amplitude)

C: nichtlineare Änderung der Amplitude (Quadratfunktion bzw. Quadratwurzel)

D: separate Änderung der Amplitude des elektrischen und magnetischen Feldwellenanteils

I und Q aus Software

Ein Mikrocontroller, Signalprozessor oder SDR berechnet die Werte für I und Q
Für jedes Symbol wird das entsprechende Wertepaar $(I,Q)$ bestimmt

Beispiel 16-QAM:

$\num{4}$ mögliche I-Werte
$\num{4}$ mögliche Q-Werte
$\num{4}\cdot\num{4}=\num{16}$ mögliche Signalpunkte

Vom Zahlenwert zum I/Q-Signal

I und Q liegen zunächst als digitale Zahlenwerte vor
DA-Wandler erzeugen daraus analoge I- und Q-Signale
Diese Signale steuern den I/Q-Modulator

Das gewünschte Mapping kann damit zu einem großen Teil in Software festgelegt werden.

Software Defined Radio

Bei einem Software Defined Radio (SDR) wird ein großer Teil der Signalverarbeitung in Software ausgeführt
Die Software berechnet die benötigten I- und Q-Signale
Die Hochfrequenzhardware kann für viele unterschiedliche Modulationsverfahren gleich bleiben

Das Modulationsverfahren wird damit zu einem großen Teil durch Software bestimmt.

Nicht nur digitale Modulation

Ein I/Q-Modulator kann auch kontinuierlich veränderliche I- und Q-Signale verarbeiten.

Damit lassen sich beispielsweise erzeugen:

Nicht nur digitale Modulation

Derselbe I/Q-Modulator kann viele unterschiedliche Modulationsverfahren erzeugen
Lediglich die Verläufe von I und Q müssen anders berechnet werden
Die HF-Hardware kann weitgehend unverändert bleiben

Der I/Q-Modulator ist damit gewissermaßen das
„Schweizer Taschenmesser der Modulatoren“.

Symbolumschaltung und Bandbreite

Als Symbol werden in der Digitaltechnik die verschiedenen Zeicheneinheiten zur Übertragung des Informationsgehaltes bezeichnet.
Die Anzahl der pro Zeitspanne übertragenen Symbole ist die Symbolrate und wird in der Einheit Baud ($\unit{\baud}$) ausgedrückt.

Bei jeder Umschaltung zwischen zwei Symbolen wird die Amplitude, Frequenz oder Phase eines Trägers geändert.
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.

AE415: Welche Auswirkung hat eine Erhöhung der Umschaltgeschwindigkeit zwischen verschiedenen Symbolen bei digitalen Übertragungsverfahren auf die benötigte Bandbreite? Die Bandbreite ...

A: bleibt gleich.

B: sinkt.

C: steigt.

D: steigt im oberen und sinkt im unteren Seitenband.

AE214: Welches dieser amplitudenmodulierten Signale belegt die geringste Bandbreite?

Von der Morsetelegrafie kennen wir bereits Tastklicks, die breitbandige Störungen darstellen.
Sie entstehen, wenn beim Drücken bzw. Loslassen der Morsetaste der Träger plötzlich ein- bzw. ausgeschaltet wird.

AJ221: In den nachfolgenden Bildern sind mögliche Signalverläufe des Senderausgangssignals bei der CW-Tastung dargestellt. Welcher Signalverlauf führt zu den geringsten Störungen?

AJ220: Diese Modulationshüllkurve eines CW-Senders sollte vermieden werden, da ...

A: während der Aussetzer Probleme im Leistungsverstärker entstehen könnten.

B: die Stromversorgung überlastet wird.

C: wahrscheinlich Tastklicks erzeugt werden.

D: die ausgesendeten Signale schwierig zu lesen sind.

AFSK

Eine Sonderform der digitalen Modulation stellt das Audio Frequency Shift Keying (AFSK) dar.
Im Gegensatz zu ASK steht hier das „A“ nicht für Amplitude, sondern für Audio, also für hörbare Frequenzen (Niederfrequenz).
Es wird eine Frequenzumtastung (FSK) im Bereich deutlich unter $\qty{20}{\kilo\hertz}$ durchgeführt. Oftmals wird der Bereich von ca. $\qtyrange{300}{2700}{\hertz}$ genutzt.
Für eine Aussendung per Funk muss eine weitere Modulation stattfinden, beispielsweise per FM, AM oder SSB.

EE408: Was ist Audio Frequency Shift Keying (AFSK)?

A: Ein unmodulierter Hochfrequenzträger, bei dem die Frequenzabweichung im hörbaren Bereich liegt

B: Ein hochfrequentes PSK-Signal, das mittels automatischer Umtastung auf zwei NF-Träger übertragen wird, um Bandbreite zu sparen

C: Ein durch Frequenzumtastung erzeugtes NF-Signal, mit dem ein Hochfrequenzträger (z. B. mittels FM) moduliert werden kann

D: Eine Kombination aus digitaler Amplituden- und Frequenzmodulation, um zwei Informationen gleichzeitig zu übertragen

Shannon-Hartley-Gesetz

Welche Datenübertragungsrate erreichbar ist, hängt von der nutzbaren Bandbreite und dem Signal-Rauschverhältnis ab.
Aus diesen beiden Größen kann mit dem Shannon-Hartley-Gesetz die theoretisch maximal erreichbare Datenübertragungsrate für einen Übertragungskanal berechnet werden.
Ein leicht zu merkender Wert stellt sich bei einem Signal-Rausch-Verhältnis von $\qty{0}{\dB}$ ein.
Hier entspricht die Bandbreite in Hertz genau der maximal erreichbaren Datenrate in $\unit{\bit\per\second}$.

AE416: Welche Aussage trifft auf das Shannon-Hartley-Gesetz zu? Das Gesetz ...

A: besagt, dass theoretisch eine unendliche Abtastrate erforderlich ist, um ein bandbegrenztes Signal fehlerfrei zu rekonstruieren.

B: bestimmt für einen Übertragungskanal gegebener Bandbreite die höchste theoretisch erzielbare Datenübertragungsrate in Abhängigkeit vom Signal-Rausch-Verhältnis.

C: besagt, dass unabhängig von der Art der vorherrschenden Störungen eines Übertragungskanals theoretisch eine unbegrenzte Datenübertragungsrate erzielt werden kann.

D: bestimmt die maximale Bandbreite, die durch eine Übertragung mit einer bestimmten Datenübertragungsrate theoretisch belegt werden kann.

Schlechtere Signal-Rausch-Verhältnisse ermöglichen entsprechend weniger Datenrate, bessere Signal-Rausch-Verhältnisse größere Datenraten.
Da die Rechnungen dazu recht komplex sind, wurden die Prüfungsfragen so gestaltet, dass man das Ergebnis leicht abschätzen kann.

AE417: Ein Übertragungskanal mit einer Bandbreite von 2,7 kHz wird durch additives weißes Gaußsches Rauschen (AWGN) gestört. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) beträgt 0 dB. Welche Bitrate kann nach dem Shannon-Hartley-Gesetz etwa maximal fehlerfrei übertragen werden?

A: ca. 2,7 kBit/s

B: ca. 2,7 Bit/s

C: ca. 39 Bit/s

D: 0 Bit/s (Übertragung nicht möglich)

Lösungsweg

Durch ein SNR von $\qty{0}{\dB}$ entspricht die Bandbreite in $\unit{\hertz}$ genau der maximal erreichbaren Datenrate in $\unit{\bit\per\second}$, also $\qty{2,7}{\kilo\bit\per\second}$.

AE418: Ein Übertragungskanal mit einer Bandbreite von 10 MHz wird durch additives weißes Gaußsches Rauschen (AWGN) gestört. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) beträgt 0 dB. Welche Bitrate kann nach dem Shannon-Hartley-Gesetz etwa maximal fehlerfrei übertragen werden?

A: ca. 100 MBit/s

B: ca. 10 MBit/s

C: ca. 8 MBit/s

D: ca. 7 MBit/s

Lösungsweg

Durch ein SNR von $\qty{0}{\dB}$ entspricht die Bandbreite in $\unit{\hertz}$ genau der maximal erreichbaren Datenrate in $\unit{\bit\per\second}$, also $\qty{10}{\mega\bit\per\second}$.

AE420: Ein Übertragungskanal mit einer Bandbreite von 2,7 kHz wird durch additives weißes Gaußsches Rauschen (AWGN) gestört. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) beträgt -20 dB. Welche Bitrate kann nach dem Shannon-Hartley-Gesetz etwa maximal fehlerfrei übertragen werden?

A: ca. 2,7 kBit/s

B: 0 Bit/s (Übertragung nicht möglich)

C: ca. 5,4 kBit/s

D: ca. 39 Bit/s

Lösungsweg

Durch ein SNR von $\qty{-20}{\dB}$ muss die maximal erreichbare Datenrate kleiner als $\qty{2,7}{\kilo\bit\per\second}$ sein. Es kann nur $\qty{39}{\bit\per\second}$ richtig sein.

AE419: Ein Übertragungskanal mit einer Bandbreite von 10 MHz wird durch additives weißes Gaußsches Rauschen (AWGN) gestört. Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) beträgt 30 dB. Welche Bitrate kann nach dem Shannon-Hartley-Gesetz etwa maximal fehlerfrei übertragen werden?

A: ca. 10 MBit/s

B: ca. 8 MBit/s

C: ca. 100 MBit/s

D: ca. 7 MBit/s

Lösungsweg

Durch ein SNR von $\qty{30}{\dB}$ muss die maximal erreichbare Datenrate größer $\qty{10}{\mega\bit\per\second}$ sein. Es kann nur $\qty{100}{\mega\bit\per\second}$ richtig sein.

Quellencodierung

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Kurzfassung: Blockdiagramm mit einem beschrifteten Block „Quellencodierer“ zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangspfeil.

Detailbeschreibung: Eine waagerechte Linie verläuft von links nach rechts. Links zeigt ein Pfeil nach rechts auf einen quadratischen Block. Über dem Block steht der Text „Quellencodierer“. Im Inneren des Quadrats verläuft eine diagonale Linie von links unten nach rechts oben. Unter dem Block steht mittig der Text „01“. Vom rechten Rand des Quadrats führt die waagerechte Linie weiter und endet in einem nach rechts gerichteten Pfeil. Weitere Beschriftungen oder Achsen sind nicht vorhanden. — Abbildung EAS-12.17.1: Quellencodierer

Möglichst effiziente Nutzung des Frequenzspektrums.
$\rightarrow$ Kompression der Nutzdaten, die sogenannte Quellencodierung.
Entfernung von Redundanzen (z. B. Wiederholungen) oder Irrelevanzen (weniger wichtige Informationsteile) aus dem Datenstrom.

AE408: Wodurch kann die Datenmenge einer zu übertragenden Nachricht reduziert werden?

A: Quellencodierung

B: Kanalcodierung

C: Mehrfachzugriff

D: Synchronisation

Kanalcodierung

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Kurzfassung: Blockdiagramm mit einem „Sender“ links, einer Wolke mit der Aufschrift „Kanal“ in der Mitte und einem „Empfänger“ rechts; Funkwellen verlaufen zwischen jeweils einer Antenne am Sender und am Empfänger durch den Kanal.

Detaillierte Beschreibung: Links steht ein rechteckiges Gerät mit Frontplatte, beschriftet mit „Sender“. Auf der Front sind ein kleines Rechteck (Anzeige) und rechts ein großer runder Knopf erkennbar. Vom Gerät führt eine Leitung nach oben zu einer Antenne: ein kurzer vertikaler Mast mit einem dreieckigen Strahler oben. Rechts neben der Antenne sind mehrere gebogene Linien gezeichnet, die abstrahlende Funkwellen symbolisieren. In der Mitte befindet sich eine wolkenförmige Umrandung mit der Textbeschriftung „Kanal“. Rechts davon sind wieder mehrere gebogene Linien, die auf eine zweite Antenne zulaufen; diese Antenne ist gleich dargestellt (vertikaler Mast mit dreieckigem Strahler). Von der Antenne führt eine Leitung nach unten zu einem zweiten rechteckigen Gerät mit Frontplatte, beschriftet mit „Empfänger“. Auf dessen Front sind links zwei kleine Kreise und ein Rechteck (Bedienelemente/Anzeige) und rechts ein großer runder Knopf sichtbar. Die Anordnung verläuft horizontal: Sender links → Funkwellen → Wolke „Kanal“ → Funkwellen → Empfänger rechts. — Abbildung EAS-12.18.1: Kanal

Die Abbildung zeigt einen Sender und einen Empfänger, welche über einen Kanal miteinander verbunden sind.
Durch atmosphärische Einflüsse oder Aussendungen anderer Stationen kann es zu Störungen auf dem Kanal kommen, welche zu Fehlern bei der Übertragung führen.

Die Kanalcodierung fügt der zu übertragenden Information gezielt Redundanz hinzu, beispielsweise Wiederholungen oder Prüfsummen.

AE409: Was wird unter Kanalcodierung verstanden?

A: Verschlüsselung des Kanals zum Schutz gegen unbefugtes Abhören

B: Zuordnung von Frequenzen zu Sende- bzw. Empfangskanälen zur häufigen Verwendung

C: Hinzufügen von Redundanz vor der Übertragung zum Schutz vor Übertragungsfehlern

D: Kompression von Daten vor der Übertragung zur Reduktion der Datenmenge

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Zusammenfassung: Blockdiagramm mit einem rechteckigen Block „Kanalcodierer“ auf einer durchgehenden horizontalen Leitung mit Pfeilen, darunter die Ziffernfolge „0101“.

Detaillierte Beschreibung: Eine dünne horizontale Linie verläuft von links nach rechts; links zeigt ein Pfeil nach rechts auf einen mittig platzierten rechteckigen Block, rechts setzt sich die Linie mit einem weiteren Pfeil nach rechts fort. Über dem Block steht der Text „Kanalcodierer“. Im Inneren des Blocks verläuft eine diagonale Linie von der linken unteren Ecke zur rechten oberen Ecke. Unter dem Block, mittig, steht die Ziffernfolge „0101“. Weitere Beschriftungen oder Skalen sind nicht vorhanden. — Abbildung EAS-12.18.2: Kanalcodierer

Wir unterscheiden zwei Arten der Kanalcodierung:

Fehlererkennung: Man kann erkennen, dass bei der Übertragung ein Fehler aufgetreten ist, und dann z. B. eine erneute Übertragung anfordern.
Vorwärtsfehlerkorrektur: Fehler, die bei der Übertragung entstehen, werden mit Hilfe der Redundanz beim Empfänger korrigiert.

Fehlererkennung

Fehlererkennung: Parity Bit

Zusätzliches Prüfbit (Parity Bit) wird an Daten angehängt
Zwei Varianten:
Even Parity: Anzahl der Einsen wird auf gerade Anzahl festgelegt
Odd Parity: Anzahl der Einsen wird auf ungerade Anzahl festgelegt
Sender und Empfänger müssen sich über das verwendete Verfahren einigen

Even Parity: Beispiel 1

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Kurz-Zusammenfassung: Eine horizontale Reihe aus acht schwarz umrandeten Kästchen mit den Ziffern 1 und 0.

Detailbeschreibung: Die Kästchen sind gleich groß, weiß hinterlegt und jeweils mit einer schwarzen Serifenziffer beschriftet. Von links nach rechts stehen die Ziffern: „1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1“. Zwischen den Kästchen verlaufen schmale schwarze Trennlinien; es gibt keine weiteren Beschriftungen, Achsen oder Symbole. — Abbildung EAS-12.19.1: Ein Byte

Zu übertragendes Byte
Es werden 5 Einsen gezählt → ungerade Anzahl
Prüfbit muss auf $\num{1}$ gesetzt werden, um eine gerade Anzahl zu erreichen

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Zusammenfassung: Neun nebeneinander angeordnete Kästchen mit den Ziffern 1 und 0, wobei das rechte äußere Kästchen grau hinterlegt ist.

Detaillierte Beschreibung: Eine horizontale Reihe aus neun gleich großen, schwarz umrandeten Quadraten; in jedem steht mittig eine Ziffer. Von links nach rechts lauten die Ziffern: 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1. Die ersten acht Felder sind weiß, das neunte (rechts außen) ist hellgrau gefüllt. Es gibt keine Achsen, keine weiteren Beschriftungen oder Symbole. — Abbildung EAS-12.19.2: Das Byte mit Even Parity Bit

Das Prüfbit wurde auf $\num{1}$ gesetzt
Das resultierende Byte hat eine gerade Anzahl an Einsen
Bei einer Fehlerübertragung stimmt das Prüfbit nicht mehr

Even Parity: Beispiel 2

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1) Kurze Zusammenfassung: Eine horizontale Reihe aus neun umrandeten Quadraten mit den Ziffern 0 und 1; das rechte Endfeld ist grau hinterlegt.

2) Detaillierte Beschreibung: Von links nach rechts sind neun gleich große, schwarz umrandete Kästchen zu sehen. In den ersten acht, weiß hinterlegten Kästchen stehen in schwarzer Schrift die Ziffern: 0, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 1. Das neunte Kästchen am rechten Rand ist hellgrau hinterlegt und zeigt die schwarze Ziffer 0. Weitere Beschriftungen, Achsen oder Symbole sind nicht vorhanden. — Abbildung EAS-12.19.2: Byte mit Even Parity

Ursprüngliches Byte: 4 Einsen (gerade)
Prüfbit wird auf $\num{0}$ gesetzt

Fehlererkennung bei Bitfehlern

Bei einem Ein-Bit-Fehler wird die Parität umgekehrt → Fehler erkannt
Bei zwei Fehlern bleibt die Parität gleich → Fehler unentdeckt
Bei drei Fehlern ändert sich die Parität wieder → Fehler erkannt

AE411: Eine digitale Übertragung wird durch ein einzelnes Prüfbit (Parity Bit) abgesichert. Der Empfänger stellt bei der Paritätsprüfung einen Übertragungsfehler fest. Wie viele Bits einschließlich des Prüfbits wurden fehlerhaft übertragen?

A: Eine ungerade Anzahl Bits

B: Mindestens zwei Bits

C: Eine gerade Anzahl Bits

D: Maximal zwei Bits

AE412: Eine digitale Übertragung wird durch ein einzelnes Prüfbit (Parity Bit) abgesichert. Der Empfänger stellt bei der Paritätsprüfung keinen Übertragungsfehler fest. Was sagt dies über die Fehlerfreiheit der übertragenen Nutzdaten und des Prüfbits aus?

A: Die Übertragung war fehlerfrei oder es ist eine gerade Anzahl an Bitfehlern aufgetreten.

B: Die Nutzdaten wurden fehlerfrei, das Prüfbit jedoch fehlerhaft übertragen.

C: Die Übertragung war fehlerfrei oder es ist eine ungerade Anzahl an Bitfehlern aufgetreten.

D: Die Übertragung war fehlerfrei.

Erweiterte Fehlererkennung

Zusätzliche Prüfbits können Mehrbitfehler erkennen
Bei variablen Nachrichten werden oft Prüfsummenverfahren wie die zyklische Redundanzprüfung (CRC) eingesetzt
CRC erkennt Fehler bis auf eine gewisse Restwahrscheinlichkeit

AE410: Was wird unter zyklischer Redundanzprüfung (CRC) verstanden?

A: Umlaufende (zyklische) Überwachung einer Frequenz durch mehrere Stationen.

B: Die fortlaufende Prüfung eines zu übertragenden Datenstroms auf Redundanz.

C: Wiederholte (zyklisch redundante) Prüfung der Amateurfunkanlage auf Fehler.

D: Ein Prüfsummenverfahren zur Fehlererkennung in Datenblöcken variabler Länge.

Fehlerkorrektur

Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC)

Erkennt der Empfänger einen Fehler (z. B. mittels Prüfbits), kann er um eine erneute Übertragung bitten
Bei der Vorwärtsfehlerkorrektur wird zusätzliche Redundanz (z. B. weitere Prüfbits) hinzugefügt
So wird nicht nur erkannt, dass ein Fehler vorliegt, sondern auch an welcher Stelle $\rightarrow$ das fehlerhafte Bit kann berichtigt werden
Im Englischen spricht man von Forward Error Correction (FEC)

AE413: Sie verwenden ein Datenübertragungsverfahren ohne Vorwärtsfehlerkorrektur. Wodurch können Datenpakete trotz Prüfsummenfehlern korrigiert werden?

A: Duplizieren der Prüfsumme

B: Erneute Übertragung

C: I/Q-Verfahren

D: Wiederholte Prüfung

AE414: Was ist die Voraussetzung für Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC)?

A: Automatische Anpassung der Sendeleistung

B: Kompression vor der Übertragung

C: Erneute Übertragung fehlerhafter Daten

D: Übertragung redundanter Informationen

Hamming-Code – Fehlerkorrektur im Detail

Der Hamming-Code nutzt mehrere Parity Bits, um nicht nur Fehler zu erkennen, sondern auch zu korrigieren
Ziel: Ein einzelner Bitfehler soll lokalisiert und berichtigt werden

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1) Kurze Zusammenfassung: Eine waagerechte Reihe von elf nebeneinanderliegenden, schwarz umrahmten Kästchen, in denen abwechselnd die Ziffern 0 und 1 stehen.

2) Detaillierte Beschreibung: Die Kästchen sind rechteckig, gleich groß und auf weißem Grund dargestellt, jeweils mit einer einzelnen Ziffer zentriert. Von links nach rechts lauten die Ziffern: 1, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 0, 1, 1. Es sind keine Achsen, Pfeile oder zusätzlichen Beschriftungen vorhanden. — Abbildung EAS-12.20.1: Übertragung von 11 Bits

Beispiel: Übertragung eines 11-Bit-Datenworts
Ziel: Fehlererkennung und -korrektur bei einem Bitfehler

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1) Kurzbeschreibung: Eine waagerechte Reihe aus elf gleich großen, umrahmten Kästchen, jeweils mit den Kleinbuchstaben „a“ bis „k“ beschriftet.

2) Detaillierte Beschreibung: Von links nach rechts sind elf rechteckige Felder mit dünnem schwarzen Rahmen zu sehen, durch senkrechte Linien voneinander getrennt. In jedem Feld steht zentriert ein einzelner Kleinbuchstabe, in Reihenfolge: „a“, „b“, „c“, „d“, „e“, „f“, „g“, „h“, „i“, „j“, „k“. Weitere Beschriftungen, Achsen oder Symbole sind nicht vorhanden; Hintergrund und Felder sind hell. — Abbildung EAS-12.20.2: Alphabetische Benennung der Bitpositionen

Die Positionen der Bits werden alphabetisch benannt, um die einzelnen Bereiche zu identifizieren

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1. Kurzzusammenfassung: Ein 4×4-Raster mit schwarzen Gitterlinien; einige Felder enthalten schwarze Kleinbuchstaben von a bis k.

2. Detaillierte Beschreibung: Weißer Hintergrund, dicke schwarze Linien bilden ein 4 Spalten × 4 Zeilen großes Quadratgitter. Die Buchstaben stehen mittig in bestimmten Zellen. Bezeichnung der Positionen (Zeilen von oben nach unten 1–4, Spalten von links nach rechts 1–4): Zeile 1: Spalte 1–3 leer, Spalte 4 „a“. Zeile 2: Spalte 1 leer, Spalte 2 „b“, Spalte 3 „c“, Spalte 4 „d“. Zeile 3: Spalte 1 leer, Spalte 2 „e“, Spalte 3 „f“, Spalte 4 „g“. Zeile 4: Spalte 1 „h“, Spalte 2 „i“, Spalte 3 „j“, Spalte 4 „k“. Alle Buchstaben sind schwarz und in Kleinbuchstaben dargestellt. — Abbildung EAS-12.20.3: Neuordnung mit zusätzlichen Bits

Anordnung der Datenbits mit zusätzlichen Bit-Positionen für Parity Bits

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Kurzbeschreibung: Ein 4×4-Raster mit dicken schwarzen Linien; die Zellen enthalten teils die Zeichen p1–p4 und die Buchstaben a–k, eine Zelle ist leer.

Detailbeschreibung: Das Raster hat vier Zeilen und vier Spalten. Von oben nach unten, jeweils von links nach rechts gelesen:
- Zeile 1: Zelle 1 leer; Zelle 2 „p1“ (kursiv); Zelle 3 „p2“ (kursiv); Zelle 4 „a“.
- Zeile 2: Zelle 1 „p3“ (kursiv); Zelle 2 „b“; Zelle 3 „c“; Zelle 4 „d“.
- Zeile 3: Zelle 1 „p4“ (kursiv); Zelle 2 „e“; Zelle 3 „f“; Zelle 4 „g“.
- Zeile 4: Zelle 1 „h“; Zelle 2 „i“; Zelle 3 „j“; Zelle 4 „k“.
Die Buchstaben a–k sind in normaler, aufrechter Schrift gesetzt. — Abbildung EAS-12.20.4: Vier Parity Bits im Hamming-Code

Anstelle eines einzelnen Prüfbit werden vier Parity Bits ($p_1$–$p_4$) eingesetzt
Diese decken unterschiedliche Bereiche der Datenbits ab – ähnlich einem Kreuzworträtsel

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1) Kurze Zusammenfassung: Eine 4-zeilige, 16-spaltige Gittergrafik mit abwechselnd grau und weiß hinterlegten Zellen, die in vier identische 4-Spalten-Blöcke mit den Beschriftungen p1, p2, a, p3, b, c, d, p4, e, f, g, h, i, j, k unterteilt sind.

2) Detaillierte Beschreibung: Das Gitter besteht aus vier Zeilen und sechzehn Spalten, visuell in vier gleich breite Blöcke zu je vier Spalten gegliedert. In jedem Block wiederholt sich dieselbe Anordnung der Zelltexte. Zeile 1 eines Blocks zeigt (von links nach rechts): „p1“, „p2“, „a“ und eine leere Zelle. Zeile 2 zeigt: „p3“, „b“, „c“, „d“. Zeile 3 zeigt: „p4“, „e“, „f“, „g“. Zeile 4 zeigt: „h“, „i“, „j“, „k“. Viele Zellen sind grau hinterlegt, andere weiß; die Grau-/Weißflächen wechseln feldweise und das Wechselmuster wiederholt sich blockweise über die gesamte Breite. Es sind nur die genannten Buchstaben und Zeichenfolgen „p1“, „p2“, „p3“, „p4“ sichtbar; weitere Achsen, Pfeile oder Legenden sind nicht vorhanden. — Abbildung EAS-12.20.5: Zuweisung der Parity-Bereiche

Jedes Parity Bit sichert einen bestimmten Bereich der Daten ab

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Kurzfassung: Ein 4×4-Raster mit dicken schwarzen Linien zeigt Ziffern 0 und 1, einige Felder sind grau hinterlegt, mehrere Einträge haben kleine tiefgestellte Buchstaben; das Feld oben links ist leer.

Detaillierte Beschreibung:
- Rahmen: Schwarzer Rand, Raster mit dicken schwarzen Linien.
- Zeile 1 (von links nach rechts):
1) weiß, leer; 2) grau, „1“; 3) grau, „0“; 4) weiß, „1_a“ (a klein, tiefgestellt rechts unten).
- Zeile 2:
1) grau, „0“; 2) weiß, „1_b“; 3) weiß, „0_c“; 4) weiß, „0_d“.
- Zeile 3:
1) grau, „1“; 2) weiß, „1_e“; 3) weiß, „0_f“; 4) weiß, „1_g“.
- Zeile 4:
1) weiß, „1_h“; 2) weiß, „0_i“; 3) weiß, „1_j“; 4) weiß, „1_k“. — Abbildung EAS-12.20.6: Berechnung der Parity Bits (Even Parity)

Für jeden Bereich wird das Parity Bit mittels Even Parity berechnet
Tritt ein Fehler auf, können die fehlerhaften Bereiche identifiziert und korrigiert werden

Durch die Kombination der Parity-Bereiche lässt sich der fehlerhafte Bit-Standort bestimmen
Beispiel: Wird ein bestimmtes Bit (z. B. Bit $k$) während der Übertragung verändert, schlagen alle zugehörigen Paritätsprüfungen fehl – der Fehler liegt also bei Bit $k$

Sende- und Empfangsketten

Kombination von Quellencodierung und Kanalcodierung

Effektive Bandbreitennutzung durch intelligente Kombination
Gleichzeitige Fehlererkennung und -korrektur durch Redundanz

Sender-Prozess

Quellencodierer: Daten komprimieren
Kanalcodierer: Redundanz zur Fehlererkennung und -korrektur hinzufügen
Mapper: Binäre Daten auf Symbole (z. B. Amplitude & Phase bei QAM) abbilden

Empfänger-Prozess

De-Mapper: Symbole auf binäre Daten abbilden
Kanaldecodierer: Fehler erkennen und korrigieren
Quellendecodierer: Daten dekomprimieren

AF626: Welcher der nachfolgenden Blöcke vervollständigt den dargestellten, stark vereinfachten Sendezweig eines Funkgeräts für digitalen Sprechfunk korrekt?

AF628: Welcher der nachfolgenden Blöcke vervollständigt den dargestellten, stark vereinfachten Empfangszweig eines Funkgeräts für digitalen Sprechfunk korrekt?

AF629: Welcher der nachfolgenden Blöcke vervollständigt den dargestellten, stark vereinfachten Empfangszweig für digitales Amateurfunkfernsehen (DATV) korrekt?

AF627: Welcher der nachfolgenden Blöcke vervollständigt den dargestellten, stark vereinfachten Sendezweig für digitales Amateurfunkfernsehen (DATV) korrekt?

Vielfachzugriff

TDMA

Time Division Multiple Access – Zeitmultiplexverfahren
Die digitalen Nutzdaten werden getrennt und nacheinander über die dieselbe Frequenz gesandt
Am Empfänger wird der Datenstrom wieder zusammengesetzt

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Kurzfassung: 3D-Diagramm eines rechteckigen Blocks, der in vier farbige, senkrechte Segmente unterteilt ist, mit Achsenpfeilen mit den Beschriftungen f, t und P.

Detaillierte Beschreibung: In der Mitte steht ein großer quaderförmiger Block, in vier gleich breite, vertikal ausgerichtete Segmente geteilt. Von links nach rechts sind die Frontflächen der Segmente orange, grau, kräftig türkisblau und hellblau gefärbt; die Trennlinien verlaufen senkrecht. Die Oberseiten sind als abgeschrägte, nach rechts hinten weisende Flächen in aufgehellten Farbtönen dargestellt, entsprechend orangegelb, hellgrau und helltürkis; rechts ist zusätzlich die seitliche hellblaue Fläche sichtbar. Drei Achsenpfeile sind eingezeichnet: links oben zeigt ein Pfeil senkrecht nach oben mit der Beschriftung „f“, rechts unten zeigt ein Pfeil waagerecht nach rechts mit der Beschriftung „t“, und links unten zeigt ein Pfeil schräg nach links unten mit der Beschriftung „P“. Es sind keine Zahlenmarken oder weiteren Texte vorhanden. — Abbildung EAS-12.22.1: Zeitmultiplexverfahren mit drei Signalen

EE409: Wie werden bei Zeitmultiplexverfahren (TDMA) mehrere Signale gleichzeitig übertragen?

A: Im schnellen zeitlichen Wechsel auf derselben Frequenz

B: Zeitgleich auf unterschiedlichen Frequenzen

C: Zeitgleich auf unterschiedlichen Wegen

D: Zeitgleich mit Spreizcodierung im selben Frequenzbereich

CDMA

Code Division Multiple Access – Codemultiplexverfahren
Die digitalen Nutzdaten werden mit einem digitalen Code codiert (gemischt)
Am Empfänger wird derselbe digitale Code zum decodieren verwendet

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1) Zusammenfassung: Ein großformatiger, farbiger Quader in perspektivischer Darstellung mit drei Pfeilachsen, beschriftet „P“, „t“ und „f“.

2) Detaillierte Beschreibung: Auf weißem Hintergrund dominiert ein Quader, dessen Vorderseite als große, einfarbig orange Fläche zu sehen ist. Die Oberseite zeigt von vorn nach hinten mehrere parallel verlaufende Farbbänder: zuerst Orange (anschließend an die Vorderkante), dahinter ein schmaleres Gelb, dann ein breiteres Hellgrau und am hinteren Rand ein helles Cyan/Türkis. Die rechte Seitenfläche ist in senkrechte Streifen unterteilt: vorne ein schmaler gelblich-oranger Streifen, daran anschließend ein breiter hellgrauer Bereich und ganz rechts ein breiter cyan/türkisfarbener Streifen; unten an der vorderen rechten Kante ist ein kleiner, schräger gelblicher Keil sichtbar. Dünne Linien betonen die Kanten des Quaders. Drei schwarze Pfeilachsen ohne Skalen oder Zahlen sind eingezeichnet: unten links geht eine Pfeilachse schräg nach links unten und ist mit „P“ beschriftet, rechts am Quader zeigt eine Pfeilachse waagerecht nach rechts mit der Beschriftung „t“, und oben links ragt eine Pfeilachse senkrecht nach oben mit der Beschriftung „f“. Weitere Texte oder numerische Markierungen sind nicht vorhanden. — Abbildung EAS-12.22.2: Codemultiplexverfahren mit drei Signalen

EE411: Wie werden bei Codemultiplexverfahren (CDMA) mehrere Signale gleichzeitig übertragen?

A: Zeitgleich auf unterschiedlichen Wegen

B: Zeitgleich mit Spreizcodierung im selben Frequenzbereich

C: Zeitgleich auf unterschiedlichen Frequenzen

D: Im schnellen zeitlichen Wechsel auf derselben Frequenz

FDMA

Frequency Division Multiple Access – Frequenzmultiplexverfahren
Das digitale Signal wird auf mehrere Frequenzen aufgeteilt
Dadurch kann mehr Bandbreite verwendet werden

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1) Kurze Zusammenfassung: Ein isometrisch dargestellter Quader mit vier horizontalen Farbschichten und drei Achsenpfeilen, beschriftet mit P, t und f.

2) Detaillierte Beschreibung: Auf weißem Hintergrund ist ein quaderförmiger Block gezeigt, dessen Frontfläche durch drei horizontale Trennlinien in vier etwa gleich hohe Streifen unterteilt ist: von unten nach oben kräftiges Cyan, Hellgrau, Orange und Gelb (die gelbe Fläche bildet zugleich die Oberseite). Die rechte Seitenfläche zeigt die gleichen Schichten, deren Trennlinien nach hinten ansteigen und dadurch diagonal erscheinen; die obere rechte Kante ist gelb, darunter folgen hellgelb/gelblich, hellgrau und cyanfarbene Bereiche. Die Kanten und Trennlinien sind mit dünnen dunklen Linien gezeichnet. Es sind drei Achsenpfeile vorhanden: links oben ein senkrecht nach oben gerichteter Pfeil mit der Beschriftung „f“, rechts neben dem Quader ein waagerecht nach rechts zeigender Pfeil mit der Beschriftung „t“ und links unten vor dem Quader ein schräg nach links unten gerichteter Pfeil mit der Beschriftung „P“. Es gibt keine Skalen, Zahlen oder weiteren Text. — Abbildung EAS-12.22.2: Frequenzmultiplexverfahren mit drei Signalen

EE410: Wie werden bei Frequenzmultiplexverfahren (FDMA) mehrere Signale gleichzeitig übertragen?

A: Zeitgleich auf unterschiedlichen Frequenzen

B: Zeitgleich auf unterschiedlichen Wegen

C: Im schnellen zeitlichen Wechsel auf derselben Frequenz

D: Zeitgleich mit Spreizcodierung im selben Frequenzbereich

Orthogonales Frequenzmultiplexverfahren (OFDM)

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1) Kurzzusammenfassung: Diagramm mit der Überschrift — Abbildung EAS-12.23.1: Frequenzspektrum eines einfachen OFDM-Signals

Es ist auch möglich, einen Datenstrom auf mehrere Träger zu verteilen, die auf unterschiedlichen, jedoch nahegelegenen Frequenzen liegen.
Bei OFDM werden die einzelnen Träger in einem Abstand platziert, wo ein „Übersprechen“ vermieden wird.

Ein Vorteil dieses Vorgehens liegt darin, dass schmalbandige Störungen nur einen oder wenige Träger stören.
Im Zusammenspiel mit Fehlerkorrekturverfahren mit redundanter Datenübertragung, ist es so möglich, trotz schmalbandiger Störungen eine fehlerfreie Übertragung zu erreichen.

AE421: Orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) mit redundanter Übertragung sind besonders unempfindlich gegen ...

A: breitbandige Störungen, da das Gesamtsignal aus mehreren Einzelträgern besteht.

B: breitbandige Störungen, da es einen Träger mit hoher Bandbreite verwendet.

C: schmalbandige Störungen, da das Gesamtsignal aus mehreren Einzelträgern besteht.

D: schmalbandige Störungen, da es einen Träger mit hoher Bandbreite verwendet.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich aus der geringeren Symbolrate jedes einzelnen Trägers.
Durch die geringere Symbolrate ist die Dauer eines jeden Symbols länger.
Im Falle zeitlicher Verschiebungen aufgrund von Mehrwegeausbreitung ist der Anteil der Überlagerung zwischen den Signalen entsprechend geringer.

AE422: Bei welcher Art von Kanalstörung sind Orthogonale Frequenzmultiplexverfahren (OFDM) mit redundanter Übertragung besonders vorteilhaft?

A: Breitbandiges Rauschen

B: Mehrwegeausbreitung

C: Impulse durch Gewitter

D: Überreichweiten anderer OFDM-Sender

Synchronisation

Synchronisierung in der digitalen Übertragung

Dient dazu, dass der Empfänger den Beginn der Sendung erkennt
Sender und Empfänger stimmen sich zeitlich ab
Grundlage für das korrekte Dekodieren des Signals

AE407: Was versteht man bei der Übertragung von Daten unter Synchronisation?

A: Herstellung der zeitlichen Übereinstimmung zwischen Sender und Empfänger.

B: Asynchrone Frequenzwechsel, bei denen der Empfänger den Sender sucht.

C: Anpassung der Sendeleistung synchron zu den Ausbreitungsbedingungen.

D: Automatischer Abgleich von Datenbeständen von zwei oder mehr Stationen.

Polarmodulation

Polarmodulation: Grundidee

$I(t)$ und $Q(t)$ werden in Amplitude $A(t)$ und Phase $\varphi(t)$ umgerechnet.
Die Phase moduliert einen HF-Träger mit konstanter Hüllkurve.
Die Amplitude wird getrennt über die Versorgung der Endstufe aufgeprägt.

Warum ist das nützlich?

Das HF-Signal im Phasenpfad hat konstante Amplitude.
Dadurch ist keine lineare Endstufe nötig.
Es können effiziente Schaltendstufen verwendet werden, z. B. Klasse E mit $\eta \approx \qtyrange{80}{90}{\percent}$.

Vorteil im Funkgerät

Weniger Verlustleistung bedeutet weniger Wärme und weniger Stromverbrauch.
Kühlung und Kühlkörper können kleiner ausfallen das spart Gewicht.
Besonders attraktiv für QRP-Geräte, aber zunehmend auch für kommerzielle Transceiver.