Signalstärke und SNR
von Lothar, DL1DXL
(Dieser Beitrag wurde im AGCW-Kurier 1-2024 veröffentlicht)
Die Signalstärke lesen wir am S-Meter ab und teilen sie der Partnerstation mit, indem wir z.B. RST 569 senden. Dann ist die Signalstärke S6 bzw. -91 dBm Signalleistung am RX-Eingang bei Kurzwelle.
Wer sein eigenes CW-Signal vom Reverse Beacon Network (RBN) auswerten lässt, erfährt über die Seite im Internet nicht die Signalstärke, sondern mit welchem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) das Signal beim jeweiligen Skimmer aufgenommen wurde.
Eine Umrechnung zwischen beiden Parametern ist so ohne weiteres nicht möglich, da das Rauschen sehr orts- und zeitabhängig ist. Es spielen sowohl atmosphärische Störungen eine Rolle, die sich ständig ändern, als auch das sogenannte man-made Noise und natürlich das Eigenrauschen des RX.
| Kurzwelle | |
| S1 | -121 dBm |
| S2 | -115 dBm |
| S3 | -109 dBm |
| S4 | -103 dBm |
| S5 | -97 dBm |
| S6 | -91 dBm |
| S7 | -85 dBm |
| S8 | -79 dBm |
| S9 | -73 dBm |
| S9 + 10 dB | -63 dBm |
| S9 + 20 dB | -53 dBm |
| S9 + 40 dB | – 33 dBm |
Am Empfänger kann man das Rauschen verringern, indem man die Bandbreite reduziert. Sie darf aber nicht mehr reduziert werden, als das Signal an Bandbreite beansprucht, weil sonst Informationsverluste auftreten.
Bei CW A1A liegt die Bandbreite bei einigen zig Hertz und ist abhängig von der Gebegeschwindigkeit und der Flankensteilheit bei der Tastung des Signals.
Oft mit Ehrfurcht wird vernommen, dass man ein FT8-Signal noch gut aufnehmen kann, wenn es 20 dB unterm Rauschpegel liegt [1]. Respekt dem Entwicklerteam um K1JT!
Manch einer mag denken, man kann ein solches Signal kaum hören und wird auch niemanden damit stören. Doch die Realität sieht anders aus. Taucht ein FT8-Signal im CW-Bereich auf, weil DX-Expeditionen z.B. auf 80 m gern den CW-Bereich dafür nutzen, dann sind die Störungen so massiv, dass man CW kaum mehr aufnehmen kann. Wie lässt sich das erklären?
Eine SNR-Angabe ist nur sinnvoll, wenn dazu eine Bandbreite als Bezug angegeben wird. Ein FT8-Signal beansprucht eine Bandbreite von nur 50 Hz. Wenn gesagt wird, dass eine Dekodierung bis zu einem SNR von -20 dB möglich ist, muss man wissen, dass dieses SNR auf eine Bandbreite von 2500 Hz bezogen ist [2]. So manch ein FT8-OP wird seine Sendeleistung so weit erhöhen, wie von seiner PA (hoffentlich) noch einigermaßen verzerrungsarm verarbeitet werden kann. Schließlich soll der Anruf erfolgreich sein.
Jedwede Angabe des Signal-Rauschabstandes ohne Benennung der Messbandbreite ist Unsinn.
Im RX des CW-OP mit einer Bandbreite von 250 Hz ist das Rauschen schon um 10 dB geringer als bei 2500 Hz, und die FT8-Signale sind weniger QRP als man glaubt. Die FT8-Töne sind dann klar und deutlich zu hören und verteilen sich beim F/H-Modus bzw. beim Split-Betrieb über einen größeren Frequenzbereich, wie man hören kann.
Es stellt sich eine weitere Frage, ob nämlich CW A1A übertragungstechnisch viel schlechter ist als FT8. In seinem weltweit beachteten Buch „The Art & Skill of Radio Telegraphy“ schrieb NØHFF unter anderem:
„Wenn jemand in der Lage ist, sich auf ein Signal innerhalb einer Bandbreite von 50 Hz zu konzentrieren und einen Empfänger mit 3 kHz breitem Filter besitzt, bedeutet das, dass er ein CW-Signal hören kann, das fast 18 dB unter der Rauschschwelle liegt.“ [3]
Um den gleichen Bezug wie für FT8 zu haben, müssen wir hierfür auch eine Bandbreite von 2500 Hz statt 3000 Hz nehmen und kommen statt auf 18 dB nun auf 17 dB.
10 x lg (50 Hz / 2500 Hz) = -17 dB
Das heißt doch, das CW-Signal braucht nur um 3 dB (eine halbe S-Stufe) stärker zu sein, als ein FT8-Signal, um von einem Telegrafisten noch aufgenommen zu werden.
Hier muss man aber klar sagen, dass diese Rechnung nur für einen sehr guten CW-OP gilt.
Ist es denn überhaupt möglich, sich so sehr auf das 50 Hz schmale CW-Signal zu konzentrieren, dass alles andere ausgeblendet wird? Ja, das ist möglich und erfordert viel Training. Wer über längere Zeit mit einem Ø-V-1 (Audion-Geradeausempfänger) gehört hatte, entwickelte mit der Zeit zwangsläufig ein solches „physiologisches Filter“ im Gehirn. Aber auch in der heutigen Zeit kann man so etwas trainieren mit einem RX mit SSB-Bandbreite.
Es gibt also keinen Grund, vor Ehrfurcht zu erstarren, wenn man hört, dass ein FT8-Signal mit SNR = -20 dB aufnehmbar ist. Wir CW- Funker haben uns der freudigen Mühe unterzogen, den Morsecode zu erlernen und sind mit viel Training auch in der Lage, CW-Signale mit SNR = -17 dB zu lesen!
Natürlich wissen wir jetzt, dass sich diese spektakulär anhörenden negativen SNR-Werte auf eine Bandbreite von 2500 Hz beziehen.
Einige FT8-Freunde könnten erwidern, dass QSOs mit einem SNR bis -27 dB möglich sind. Dabei stellt sich aber auch die Frage, wie viele Wiederholungen dann nötig sind.
Mit unserer Betriebsart sind wir in besonderem Maße auf unsere Fähigkeiten angewiesen, die wir im Laufe eines langen Funkerlebens immer mehr vervollkommnen. Keinesfalls sollten wir sie verkümmern lassen.
[1] https://de.wikipedia.org/wiki/FT8
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/FT8
[3] https://www.darc.de/fileadmin/_migrated/content_uploads/pierpont.pdf
[4] https://dl0tud.tu-dresden.de/Translate/CWSkimmer13_Hilfe_PDF.pdf