------ R E K L A M A ------
Books!

PSK31 - wąsko i wydajnie. Emisje cyfrowe (1)

Emisje cyfrowe, mimo że wciąż w cieniu telegrafii i SSB, zyskują sobie coraz większą popularność. Ciągły rozwój techniki powoduje, że w wielu przypadkach do radia nie trzeba nawet podłączać komputera. Najnowsze transceivery posiadają możliwość samodzielnego nadawania i odbioru RTTY i PSK31. Także coraz więcej stacji dx-owych pracuje emisjami cyfrowymi. Być może już niedługo PSK31 czy V4 staną się równie popularne jak dziś fonia.  Dlatego warto poznać je nieco lepiej.

 

 PSK31 jest jedną z młodszych emisji cyfrowych. Autorem założeń jest Paweł Jałocha SP9VRC a twórcą emisji  Peter Martinez G3PLX. Powstały dwie wersje emisji: BPSK31 oraz QPSK31. Podstawą implementacji jest przesył danych binarnych (czyli zero-jedynkowych) za pomocą modulowania sygnału w fazie. W tym celu na wejście mikrofonowe nadajnika SSB podaje się sygnał podnośnej 1kHz. W zależności od fazy tego sygnału oprogramowanie odbiorcze dekoduje 0 lub 1. Przebieg sygnału PSK31 w najczęściej spotykanej wersji BPSK31 pokazuje rysunek 1.

Alfabet  PSK 31  bazuje na tablicy kodów ASCII.  Emisja obsługuje duże i małe litery alfabetu, cyfry, znaki pisarskie oraz formatowania. W PSK31 nie mają one stałej długości. Składają się z 1 do 10 bitów. Przyjęta koncepcja uwzględnia częstość występowania liter w języku angielskim. Znaki nadawane częściej są krótsze. W obrębie żadnego z nich nie występują dwa kolejne bity 0. Ponadto wszystkie znaki alfabetu PSK31 zaczynają się i kończą bitem 1. Kombinacja dwóch kolejnych bitów < 0 , 0> jest zarezerwowana jako odstęp między kolejnymi znakami. Aby określić początek znaku należy tylko odczytać, która faza jest zerem a która jedynką. Do tego celu program wykorzystuje wiedzę, że średnia długość znaku to 5,6 bitów a maksymalna 10 bitów.


Do głównych zalet PSK31 należą:

- bardzo dobra efektywność emisji w stosunku do użytej mocy nadajnika

- bardzo duża wąskopasmowość ((31,25Hz na poziomie -3dB i 62Hz na poziomie -64dB)

- duża odporność na zakłócenia oraz sygnały na częstotliwościach bliskich częstotliwości pracy

PSK31 jest dobrze dekodowana nawet przy bardzo słabych sygnałach, na poziomie 4dB odstępu sygnału od szumu*. Oznacza to, że jest ona idealnym wyborem dla pracy QRP. Szacuje się, że nadajnik PSK31 pracujący mocą 5W osiąga efektywność zbliżoną do nadajnika telegraficznego o mocy 200W przy założeniu używania w odbiorniku filtra o szerokości 500Hz.

Wąskie pasmo pracy uzyskuje się dzięki ograniczeniu prędkości transmisji do 31,25 bitów/s** czyli ok. 5 - 6 znaków na sekundę. Jest to prędkość wystarczająca do prowadzenia łączności z pisaniem na klawiaturze. Dodatkowo zawężenie pasma jest możliwe poprzez odpowiednie ukształtowanie sygnału. Nadawany sygnał nie jest prostokątny lecz kosinusoidalny.

Odporność na zakłócenia PSK31 wynika z zastosowania modulacji fazy oraz tylko jednej podnośnej. Emisja jest niewrażliwa na podnośne innych sygnałów PSK, także tych znajdujących się bardzo blisko częstotliwości pracy. Dla zapewnienia jeszcze większej odporności zaprojektowana została emisja QPSK31.

 

QPSK31

Emisję tę można traktować jako rozszerzenie standardu PSK31. O ile w BPSK31 sygnał może przyjmować fazę 0 i 180 stopni, to w QPSK może mieć 0 - 90 - 180 i 270 stopni. Dodatkowo, aby wzmocnić odporność na zakłócenia zastosowano kod samokorygujący Viterbiego. Emisja dodatkowych bitów powoduje, że mimo użycia dwóch dodatkowych stanów fazy prędkość pozostaje na zbliżonym poziomie. QPSK31 jest bardziej niż BPSK31 odporna zakłócenia impulsowe ale wymaga większego odstępu sygnału od szumu oraz większej stabilności częstotliwości.

 

CZĘSTOTLIWOŚCI PSK31

Emisją PSK31 pracuje się w obrębie wycinków pasm amatorskich przeznaczonych dla wąskopasmowych emisji cyfrowych. Środek aktywności stanowią częstotliwości:

1,8MHz = 1838,15kHz,

3,5MHz = 3580,15kHz,

7MHz = 7035,15kHz, 7080,15 - II region IARU

10MHz = 10142,15kHz,

14MHz = 14070,15kHz,

18MHz = 18100,15kHz,

21MHz = 21080,15kHz,

24MHz = 24920,15kHz,

28MHz = 28080,15kHz, 28120kHz,

50MHz = 50,285MHz,

144MHz = 144,138MHz,

432MHz = 432,088MHz,

1,3GHz = 1296,138MHz,

2,3GHz = 2320,138MHz,

 

OPROGRAMOWANIE


Istnieje bardzo wiele programów obsługujących PSK31. Do najpopularniejszych należą: MixW, MultiPSK, DigiPan, MultiPsk Deluxe, MMvari. Podłączenie komputera polega na podaniu sygnału z radia na wejście karty dźwiękowej oraz sygnału z karty dźwiękowej na wejście audio transceivera. Sterowanie nadawaniem jest realizowane przy pomocy portu COM, także emulowanego programowo na USB.

 

 

 * dotyczy BPSK31

** prędkość 31,25 bitów/s została wybrana ze względu częstotliwość próbkowania w większości procesorów DSP. Wynosi ona 8kHz czyli 31,25 x 256.

 

By: Joomla Free Templates