FT8 und FT4 im Detail – Digitale Betriebsarten im Amateurfunk

Die digitalen Betriebsarten FT8 und FT4 haben den Amateurfunk in den letzten Jahren stark geprägt. Entwickelt von Joe Taylor, K1JT, und seinem Team als Teil der WSJT-X Software, sind sie darauf ausgelegt, extrem schwache Signale zuverlässig zu dekodieren. Im Folgenden werfen wir einen Blick auf die technischen Grundlagen und Unterschiede.

Signalverarbeitung und Modulation

FT8

• Zeitschema: 15-Sekunden-Slots (12,64 s Übertragung, 2,36 s Decodierung)

• Modulation: 8-FSK (Frequency Shift Keying mit 8 Tönen)

• Symbolrate: 6,25 Baud (160 ms pro Symbol)

• Bandbreite: ca. 50 Hz

• Codierung: Low-Density Parity Check (LDPC), Forward Error Correction (FEC)

Jede FT8-Nachricht enthält 75 Bit Nutzdaten, die nach FEC zu 79 Bit erweitert werden. Daraus entstehen 174 Symbole, die in 15 Sekunden übertragen werden.

FT4

• Zeitschema: 7,5-Sekunden-Slots (6,08 s Übertragung, 1,42 s Decodierung)

• Modulation: ebenfalls 8-FSK

• Symbolrate: 23,4 Baud (41,7 ms pro Symbol)

• Bandbreite: ca. 90 Hz

• Nutzdaten: identisch zu FT8 (75 Bit pro Nachricht)

FT4 ist damit rund 2,5-mal schneller als FT8, allerdings auf Kosten der Dekodierbarkeit schwächerer Signale.

Synchronisation und Toleranzen

Die exakte Zeitsynchronisation ist entscheidend: Abweichungen von mehr als ±1 Sekunde führen oft zum Verlust der Decodierung. Deshalb ist ein Abgleich über NTP (Network Time Protocol) oder GPS empfohlen.

• Frequenzstabilität: Abweichungen von > ±1 Hz verschlechtern die Decodierbarkeit.

• Empfindlichkeit:

  • FT8: bis ca. –24 dB S/N (in 2,5 kHz Bandbreite)

  • FT4: bis ca. –16 dB S/N

Struktur der Nachrichten

Ein typisches FT8-QSO besteht aus stark standardisierten Nachrichten, um mit minimalen Bitmengen auszukommen:

• Rufzeichen (28 Bit, 37 mögliche Zeichen)

• Maidenhead-Locator (15 Bit, 4-stellig)

• Signalrapport (6 Bit, z. B. –10 dB)

• Protokollbits (CQ, RRR, 73 etc.)

Durch die Komprimierung lassen sich fast alle üblichen QSO-Elemente in nur 75 Bit unterbringen.

Anwendungen und Stärken

• DX-Verbindungen mit kleiner Leistung: Selbst QRP-Stationen mit 5 W und Drahtantennen erreichen regelmäßig weltweite Verbindungen.

• EME (Earth-Moon-Earth): FT8 kann auch bei Reflexionen über den Mond eingesetzt werden.

• Contestbetrieb (FT4): Durch die kürzeren Zyklen ist FT4 besonders für Wettbewerbe interessant.

Diskussion und Grenzen

Während die Effizienz unbestritten ist, gibt es auch Kritik:

• Fehlende Individualität: Die QSOs sind auf standardisierte Abläufe beschränkt.

• Automatisierungsgrad: Mit Programmen wie JTDX oder Auto-Sequencing ist fast vollständig automatisierter Betrieb möglich. Manche Funkamateure sehen darin den Verlust der „menschlichen Komponente“.

• Bandbelegung: Besonders im 20-m-Band ballen sich hunderte Stationen in einem 2–3 kHz breiten Bereich.