Inhaltsverzeichnis
- 1 Was ist WSPR?
- 2 Grundlegende Funktionsweise
- 3 Technische Anforderungen
- 4 Frequenzen und Bänder
- 5 WSPRnet – Das globale Netzwerk
- 6 Software-Varianten
- 7 Praktische Anwendungen
- 8 Besondere Entwicklungen und Anwendungen
- 9 Hardware-Lösungen
- 10 Installation und Erste Schritte
- 11 Wichtige Links und Ressourcen
- 12 Lizenzierung und Entwicklung
- 13 Fazit
Was ist WSPR?
WSPR (ausgesprochen „whisper“, deutsch „Flüstern“) steht für Weak Signal Propagation Reporter und ist ein Protokoll sowie Computerprogramm für schwache Signalkommunikation zwischen Amateurfunkern. Das Protokoll wurde ursprünglich von Joe Taylor, K1JT, entwickelt und ist heute als Open-Source-Software verfügbar.
WSPR ist ein automatisches Bakensystem, das speziell für die Erforschung von Ausbreitungsbedingungen mit extrem niedrigen Sendeleistungen entwickelt wurde. Das Programm kann Signale mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von bis zu -28 dB in einer 2,5 kHz Bandbreite dekodieren.
Grundlegende Funktionsweise
Übertragungsverfahren
WSPR verwendet Frequenzumtastung mit vier Symbolfrequenzen (4-FSK) und bietet im Rahmen der Faltungskodierung eine Vorwärtsfehlerkorrektur. Das WSPR-Signal hat eine sehr geringe Bandbreite von nur 5,9 Hz und benötigt damit etwa nur 0,1 % der Bandbreite eines AM-Rundfunksignals.
Zeitablauf
Die Aussendungen erfolgen über Intervalle von 2 Minuten Dauer, die jeweils zu geradzahligen Minuten beginnen (z. B. von xx:04 Uhr bis xx:06 Uhr). WSPR-Übertragungen dauern knapp unter 2 Minuten und übertragen dabei Rufzeichen, Locator und Sendeleistungsinformationen.
Übertragene Daten
WSPR-Übertragungen enthalten das Rufzeichen der Station, den Maidenhead Grid Locator und die Sendeleistung in dBm. Diese Daten werden kodiert und mit Forward Error Correction (Vorwärtsfehlerkorrektur) versehen, um die Robustheit der Übertragung zu verbessern.
Technische Anforderungen
Hardware
- Transceiver: SSB-fähiges Funkgerät für die gewünschten Bänder
- Soundkarte: Für die Modulation und Demodulation der Audiosignale
- Computer: PC mit Windows, Linux oder macOS
- Antenne: Effiziente Antenne für die genutzten Frequenzbänder
Software
Joe Taylor stellte mit der Vorstellung des Verfahrens eine entsprechende Software WSPR für PC mit Soundkarte als freie Software unter der GNU General Public License zur Verfügung. Heute ist WSPR vollständig in das WSJT-X-Softwarepaket integriert.
Zeitsynchronisation
Die Uhren von Sender und Empfänger müssen auf wenige Sekunden genau synchronisiert sein. Berichte legen nahe, dass Zeitdifferenzen von mehr als 2 Sekunden zu Fehlern führen. Viele Benutzer verwenden spezielle Software wie Dimension 4 zur Zeitsynchronisation.
Frequenzen und Bänder
WSPR wird hauptsächlich auf folgenden Bändern eingesetzt:
Langwelle (LF) und Mittelwelle (MF)
Kurzwelle (HF)
- 160 Meter: 1.8366 MHz
- 80 Meter: 3.5686 MHz
- 60 Meter: 5.2872 MHz / 5.3647 MHz
- 40 Meter: 7.0386 MHz
- 30 Meter: 10.1387 MHz
- 20 Meter: 14.0956 MHz
- 17 Meter: 18.1046 MHz
- 15 Meter: 21.0946 MHz
- 12 Meter: 24.9246 MHz
- 10 Meter: 28.1246 MHz
VHF und UHF
WSPRnet – Das globale Netzwerk
Stationen mit Internetanschluss können ihre Empfangsberichte automatisch in eine zentrale Datenbank namens WSPRnet hochladen, die auch eine Kartenfunktion beinhaltet.
Funktionen von WSPRnet
- Echtzeit-Karten: Darstellung der aktuellen Ausbreitung auf Weltkarten
- Datenbanksuche: Abfrage historischer Ausbreitungsdaten
- Statistiken: Analyse von Ausbreitungsmustern und -trends
- Automatisches Reporting: Direkter Upload von WSPR-Dekodierungen
Webadresse
Die offizielle WSPRnet-Website ist unter wsprnet.org erreichbar.
Software-Varianten
WSJT-X (Hauptversion)
WSJT-X ist ein Open-Source-Computerprogramm für Amateur-Schwachsignalkommunikation. WSJT-X bietet elf verschiedene Modi: FST4, FT4, FT8, JT4, JT9, JT65, Q65, MSK144, WSPR, FST4W und Echo.
Aktuelle Version (2025)
WSJT-X 3.0.0 Release Candidate 1 ist verfügbar und bringt viele neue Features mit sich, darunter:
- Echo-Modus für EME-Anwendungen
- Full-Duplex-Modus
- TCI-Unterstützung (Transceiver Control Interface)
- Verbesserte SuperHound/Fox-Funktionalität
WSJT-X Improved
WSJT-X_IMPROVED wird von Uwe Risse, DG2YCB, veröffentlicht und ist eine erweiterte Version der ursprünglichen WSJT-X-Software. Diese Version bietet zusätzliche Features wie:
- Dark Style-Oberfläche
- Zusätzliche GUI-Layouts (Alternative Layout und Widescreen)
- „Wait and Reply“ und „Wait and Call“-Funktionen
- Cloudlog-Unterstützung
WSJT-Z
WSJT-Z ist eine modifizierte Version der WSJT-X-Software, die ursprünglich als Automatisierungsprojekt entwickelt wurde. Es bietet erweiterte Automatisierungsfunktionen für FT8, FT4, JT-Modi und WSPR.
Praktische Anwendungen
Ausbreitungsstudien
WSPR wird hauptsächlich zur Erforschung der Funkwellenausbreitung eingesetzt. Mit Sendeleistungen von nur 200 mW können Signale regelmäßig Europa und Südamerika erreichen. Ein besonders beeindruckendes Beispiel ist eine 80-Meter-Verbindung zur Antarktis-Station DP0GVN.
Antennentest
WSPR eignet sich hervorragend zum Testen der Strahlungseffizienz von HF-Antennen. Durch die niedrigen Sendeleistungen kann die Antennenleistung objektiv beurteilt werden, ohne hohe HF-Leistungen zu benötigen.
Bandbeobachtung
Funkamateure nutzen WSPR zur kontinuierlichen Beobachtung der Bandbedingungen. Die automatische Natur des Systems ermöglicht eine 24/7-Überwachung ohne manuellen Eingriff.
Besondere Entwicklungen und Anwendungen
WSPR-X Modus
Seit Januar 2013 existiert WSPR-X, welches Baken-Aussendungen im 15-Minuten-Intervall ermöglicht und eine 9 dB höhere Empfindlichkeit erreicht. Dieser Modus eignet sich besonders für Lang- und Mittelwelle, da der geringe Tonabstand von nur 0,183 Hz kleiner ist als typische Doppler-Verschiebungen auf Kurzwelle.
MH370-Forschung
Im Mai 2021 schlug der Luft- und Raumfahrtingenieur Richard Godfrey vor, historische WSPR-Daten zur Definition des Flugwegs von Malaysia Airlines Flug 370 vom 8. März 2014 zu untersuchen. Dies zeigt das Potenzial von WSPR für unkonventionelle Anwendungen in der Signalanalyse.
Hardware-Lösungen
Spezialisierte WSPR-Baken
Es gibt spezielle WSPR-Beacon-Sender wie den Zachtek Desktop WSPR Beacon Transmitter, der GPS-Unterstützung für Timing und Standortbestimmung bietet. Solche Geräte ermöglichen einen einfachen Einstieg in WSPR ohne komplexe Software-Setup.
Niedrigere Frequenzbänder
Für LF-Betrieb (ca. 137,4 kHz) werden spezielle Verstärker benötigt – ein Beispiel zeigt einen Klasse-D-Verstärker mit ~200 Watt LF-Ausgang in eine Litzendraht-Ladespule mit Hochspannungen bis zu 15 kV.
Installation und Erste Schritte
Download-Quellen
- Offizielle WSJT-Homepage: wsjt.sourceforge.io
- SourceForge: sourceforge.net/projects/wsjt/
- WSJT-X Improved: sourceforge.net/projects/wsjt-x-improved/
- WSJT-Z: sourceforge.net/projects/wsjt-z/
Systemanforderungen
- Windows 7/8/10/11, Linux oder macOS
- Soundkarte (intern oder extern)
- Internetverbindung für WSPRnet-Reporting
- CAT-Interface für Transceiver-Steuerung (empfohlen)
Wichtige Links und Ressourcen
Offizielle Websites
- WSPRnet: wsprnet.org – Zentrale Datenbank und Kartendarstellung
- WSJT Homepage: wsjt.sourceforge.io – Offizielle Software-Downloads
- K1JT Princeton: physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/ – Joe Taylors Seite
Community und Unterstützung
- WSJT-X Improved Community: sourceforge.net/projects/wsjt-x-improved/lists/
- WSJT-Z Groups.io: groups.io/g/WSJT-Z/topics
- ARRL WSPR Sektion: arrl.org/wspr
Tools und Utilities
- WSPR Karten:
- M0XDK Map
- KB9AMG Monthly Stats
- WA2ZKD Spot Analysis
- DJ2LS WSPR Spot Heat Map
- LU7AA/LU7ABF Maps/Graphs
Dokumentation
- WSJT-X User Guide: Vollständige Bedienungsanleitung für alle Modi
- Technical Papers: Wissenschaftliche Arbeiten über WSPR-Technologie
Lizenzierung und Entwicklung
WSPR und WSJT-X stehen unter der GNU General Public License und sind freie Open-Source-Software. Neben Joe Taylor (K1JT) haben Bill Somerville (G4WJS), Steve Franke (K9AN), Nico Palermo (IV3NWV), Uwe Risse (DG2YCB), Brian Moran (N9ADG), John Nelson (G4KLA), Charlie Suckling (DL3WDG) und Roger Rehr (W3SZ) wesentlich zur Entwicklung beigetragen.
Fazit
WSPR hat sich als unverzichtbares Werkzeug für Funkamateure etabliert, die sich für Ausbreitungsstudien, Antennenanalyse und schwache Signalkommunikation interessieren. Die Kombination aus extrem geringer Sendeleistung, hoher Empfindlichkeit und globaler Vernetzung macht WSPR zu einem einzigartigen System im Amateurfunk.
Die kontinuierliche Weiterentwicklung durch die Community und die Integration in moderne Software-Pakete wie WSJT-X stellen sicher, dass WSPR auch zukünftig eine wichtige Rolle in der Funkausbreitung und experimentellen Kommunikation spielen wird.