WSPR vs QRSS/DFCW

Hallo Freunde!

Habe heute einen, meiner Meinung nach, sehr interessanten Vergleich angestellt. Nämlich, wie aus dem Topic schon zu erkennen, hab ich WSPR mit QRSS bzw. DFCW verglichen.

Kurz zusammengefasst, kann man schon sagen, dass QRSS bzw. DFCW deutlich weniger Signal brauchen, als WSPR. Wenn man jedoch noch die Datenübertragungsrate mitbetrachtet, dann hat WSPR klar die Nase vorn.

Hier nun die Langvariante:
Gewisse Dinge über WSPR sind vermutlich schon hinlänglich bekannt, möchte hier jedoch trotzdem ein paar Dinge ein wenig auffrischen und überdies noch meinen Versuchsaufbau erklären.

Ich wollte als ersten Schritt WSPR "kalibrieren". Ich wollte also wissen, wenn mir die Software sagt, dass sie ein Signal mit zB. -20 dB S/N empfangen hat, wieviel das wirklich ist, bzw. ob man das glauben kann.
Dazu habe ich vorerst mal ein WSPR Signal mit einem PC erzeugt. Von diesem gehe ich mal aus, dass es sauber ist, also ein S/N von weit mehr als 30 dB oder so haben sollte. WSPR meldete mir von diesem Signal ein S/N von 13 dB. Ich glaube WSPR stößt hier an seine obere Messgrenze, habe auch noch nie bessere S/N Werte gesehen.
Nun habe ich eine Rauschquelle genommen (FT-817 in USB ohne Empfangssignal) und dieses Audiosignal dem WSPR Signal überlagert. WSPR bezieht sich ja bei der S/N Definition auf die übliche SSB Bandbreite, daher hab ich auch tatsächliches SSB Rauschen für diesen Versuch genommen.

Zuerst habe ich also mit einem thermischen Leistungsmesskopf (damit ich true RMS messen kann) die beiden Signale auf gleichen Level eingestellt und dann, beide überlagert, der Soundkarte für WSPR geliefert. Dies sollte also ein S/N von 0 dB sein. WSPR lieferte mir hier ein S/N von -2 dB, scheint also ein wenig anders zu rechnen, aber immerhin die Größenordnung stimmt.
Im nächsten Schritt habe ich das WSPR Signal um 25 dB abgeschwächt, also ein S/N von 25 dB geschaffen. WSPR zeigte mir -27 dB, also die Software bleibt zumindest konsequent.
Bei -27 dB erhielt ich von WSPR -28dB. Bei -30 dB erhielt ich von WSPR kein Ergebnis mehr.

Im nächsten Schritt wechselte ich nun die Software (SpectrumLab) und die Signalquelle (Signalgenerator) um QRSS bzw. DFCW Signale (händisch) zu erzeugen.

Ich begann mit QRSS3 und dem gleichen Level, den WSPR gerade noch dekodieren konnte (-27dB S/N), ich sendete ein "O" und dabei entstand dieses Bild:

Man kann das "O" noch recht schön erkennnen, ist aber schon an der unteren Grenze der Sichtbarkeit. Man muss beachten, dass Punkte natürlich nur ein drittel der Länge haben und damit nicht mehr so eindeutig erkennbar sind, wie Striche. Also QRSS3 bzw. DFCW3 wäre etwa gleich gut wie WSPR. Übrigens der "dicke Streifen" am Beginn des Screenshots ist WSPR mit SpectrumLab betrachtet jedoch mit 0 dB S/N.

Nun in QRSS geht ja noch deutlich mehr, also versuchen wir es mit QRSS60:

Der erste Strich wurde mit -30 dB S/N (immer nach Definition von WSPR), der zweite mit -35 dB, der dritte mit -40 dB (dies könnte man aber auch schon als 2 Punkte interpretieren) und der vierte mit -45 dB gesendet. Der letzte ist jedoch nur noch mit viel gutem Willen als Strich erkennbar und damit ist dieser Pegel auch nicht mehr für ein QSO geeignet.

Ich versuchte dann in DFCW60 mit -40dB ein Signal auf 1501 bzw 1501,4 Hz zu senden. Zwischen 12:20 und 12:30 kann man hier aber nicht viel erkennen. Hat mich etwas verwundert, da der Strich auf 1500 Hz mit -40dB doch recht gut noch erkennbar war. Hab dann zwischen ca. 12:35 und 12:50 eine Frequenztreppe in 0,1 Hz Schritten mit -35 dB gemacht. Die Unterschiede zwischen den Frequenzen sind kein JPG Fehler, sondern das war wirklich so. Auf 1501 und 1501,4 (dummer Zufall, dass ich mir für den Test zuvor genau dieses Frequenzpaar ausgesucht habe) lag ich gerade zwischen zwei Abtastfrequenzen im FFT und diese kamen damit nur "gelb" heraus, obwohl die drei Frequenzen dazwischen weiß waren. Vielleicht hätte ich hier mit SpectrumLab noch bessere Einstellungen finden können, aber dies zeigt, dass man hier vielleicht ein wenig aufpassen muss.

Im Anschluss daran hab ich dann noch ein DFCW CQ auf 1501,2 und 1501,3 mit -40dB gesendet, welches am Rande der Erkennbarkeit liegt. Das CQ mit -35 dB am Ende der Aufzeichnung ist aber sehr schön erkennbar.

Rein vom Signalpegel her ist also QRSS bzw. DFCW dem WSPR deutlich überlegen. Wenn ich mir jedoch den Informationsgehalt ansehe, dann ist WSPR deutlich vorne:
WSPR überträgt im Prinzip bis zu 12 oder 14 Zeichen in 2 Minuten (6 Zahlen/Buchstaben für das Rufzeichen, zwei Zahlen für die Sendeleistung und 4 bzw. 6 Zahlen/Buchstaben für den Locator). Ich weiß schon, dass WSPR komprimiert und nicht 12 bzw. 14 ASCII Zeichen überträgt. Es geht mir aber bei diesem Vergleich nicht um die Datenrate in Bit/s sondern um den Informationsgehalt und der ist am Besten vergleichbar, wenn man gleiche Information mit verschiedenen Modis übertragen möchte. In QRSS3 übertrage ich überschlagsmäßig 2 Buchstaben/Zahlen pro Minute. Damit brauche ich für 12 Buchstaben ca. 6 Minuten in QRSS60 damit also ca. 120 Minuten. DFCW braucht ca. halb so lang wie QRSS. Trotzdem ist WSPR noch immer schneller, denn mit QRSS3 (oder auch DFCW3) kann ich mit etwa der gleichen Empfindlichkeit nicht in der Geschwindigkeit von WSPR übertragen.

Möglich wäre natürlich, dass man aus SpectrumLab noch etwas mehr herausholen kann, da gibt es ja jede Menge Einstellmöglichkeiten.

73 de Andreas, oe3dmb