5. Emisje PSK31, FSK31 i MFSK16

    System PSK31 został opracowany przez Petera Martineza, G3PLX, w oparciu o koncept Pawła Jałochy, SP9VRC. Głównym polem jego zastosowania jest dialog w stylu dalekopisowym. Ze względu na stosunkowo niewielką szybkość transmisji i nieskomplikowane mechanizmy zabezpieczające przed przekłamaniami nie nadaje się on zasadniczo do transmisji plików dwójkowych. Stosowana szybkość transmisji 31,25 bit/s może wydawać się mała ale dzięki zastosowaniu kodu o zmiennej długości znaku efektywna szybkość transmisji jest zbliona do szybkości dalekopisowej (RTTY) i jest wystarczająca do prowadzenia dialogu. Zamiast kluczowania częstotliwości stosuje się dwu- lub czterofazowe kluczowanie fazy. Dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu impulsów kluczujących - mają one kształt podniesionego cosinusa - jak i też właściwościom kluczowania fazy sygnał PSK31 zajmuje wąskie pasmo częstotliwości: 40 Hz na poziomie -3 dB i 80 Hz na poziomie -40 dB. Zajmowane pasmo jest więc węższe aniżeli w przypadku pozostałych amatorskich emisji cyfrowych ale i węższe niż dla telegrafii. Ilustracja pierwsza przedstawia sygnał RTTY a druga - PSK31.




    W systemie PSK31 stosowane są dwa rodzaje modulacji (odpowiadające dwóm trybom pracy): BPSK i QPSK. W pierwszym z nich kluczowana fala przyjmuje dwa położenia fazy różniące się od siebie o 180 °. W drugim są to cztery położenia rozmieszczone co 90 °. Dodatkowa pojemność kanału jest wykorzystana do transmisji informacji służącej do korekcji przekłamań.
    System PSK31 jest opisany szczegółowo na dysku śR-02 i w Internecie m.in. w witrynach aintel.bi.ehu.es/psk31.html i www.teleport.com/~nb6z/psk31.htm.

5.2. Praca emisją PSK31
    PSK31 wymaga szczególnej staranności w ustawieniu parametrów nadawania, odbiornika i konfiguracji programu, głównie ze względu na jego wąskopasmowość. Przesterowanie nadajnika powoduje nadmierne poszerzenie widma i utratę najważniejszej zalety systemu. Precyzja dostrojenia odbiornika jest zależna od rodzaju wybranego filtru. Do współpracy z programami stosującymi płytkę d`więkową komputera jako modem cyfrowy najlepiej stosować foniczny filtr SSB a po dostrojeniu odbiornika tak aby podzakres cyfrowy znalazł się w paśmie przenoszenia odbiornika (korzystnie jest aby interesujące stacje znalazły się w pobliżu środka pasma) wyboru stacji dokonuje się na ekranie za pomocą myszy. Programy tej kategorii są wyposażone w wąskopasmowy filtr cyfrowy i automatyczną regulację dostrojenia kompensującą niestabilności częstotliwości stacji. Automatyka dostrojenia powinna być zasadniczo stale włączona. Do wyjątkowych sytuacji, w których wymagane jest wyłączenie automatyki należy odbiór słabej stacji w pobliżu silnego sygnału, który mógłby spowodować przeskok automatyki.
    Użytkownicy kontrolerów PTC-II(e) powinni włączyć filtr wąskopasmowy i kompensować ew. niestabilności częstotliwości przez dostrajanie odbiornika. Filtr wąskopasmowy można włączyć, korzystając z programu, także w przypadku silnych zakłóceń. Wymaga to oczywiście precyzyjniejszego dostrojenia odbiornika przez operatora.
    Kompresor mowy powoduje zniekształcenia sygbału i znaczne poszrzenie jego widma i z tego też powodu powinien być wyłączony. Standardowo stosowana jest górna wstęga (USB) chociaż w trybie BPSK wybór wstęgi jest nieistotny. W trybie QPSK wymagana jest zgodność wstęg bocznych a ew. niezgodność musi być skompensowana przez inwersję położenia sygnału. Do włączania nadajnika można użyć VOX-u lub każdego innego z dostępnych w MixW sposobów. Na ilustracji poniżej widoczne jest widmo odbieranego sygnału po włączeniu filtru SSB. Jak widać w paśmie przenoszenia filtru mieści się większa liczba stacji, (w przykładzie 8) które mogą być wybierane przez operatora za pomocą myszy.



    Zaleca się stosowanie możliwie małych mocy nadawania. Dzięki wąskopasmowości emisji małe moce nadawania są w zupełności wystarczające. Jest to typowa emisja QRP.

    Przeważnie stosowana jest modulacja BPSK, natomiast modulacja QPSK bywa stosowana jedynie w warunkach wymagających korekcji przekłamań. Zasady korzystania z automatyki dostrojenia (AFC) omówiono powyżej. Pole "Lock" ("chwytanie") powinno pozostać niezaznaczone (częstotliwości nadawania i odbioru są równe sobie) poza przypadkani odbioru stacji niestabilnych, wymagających znacznego dostrajania za pomocą automatyki. Blokada szumów i jej próg mogą być dowolnie ustawiane przez operatora w zależności od warunków odbioru. Pole inwersji jest nieczynne dla BPSK ponieważ jest ono niestotne. Jak to omówiono powyżej inwersja może być konieczna jedynie dla modulacji QPSK. Inwersji położenia sygnału można dokonać w trakcie pracy na pasmach za pomocą menu "Mode | Inverted" ("Emisja|Odwrócenie"). Podobnie jak w przypadku pozostałych rodzajów emisji odwrócenie położenia odnosi się do standardowego położenia dla wybranej wstęgi bocznej. Położenie widma sygnału jest dobierane przez program w zależności od wybranej w menu "Configure | Spectrum" ("Konfiguracja | Widmo") wstęgi. W przypadku sterowania radiostacji za pomocą poleceń CAT można w ww menu wybrać pozycję "Auto". Położenie widma jest wówczas dobierane przez program po odpytaniu wstęgi wybranej w radiostacji.

    Sygnał PSK31 jest widoczny w oknie widma w postaci dwóch linii przypominających nieco tory kolejowe. W celu dostrojenia programu do wybranej stacji należy ją zaznaczyć za pomocą lewego klawisza myszy.
    Po zaznaczeniu stacji tekst nadawany przez nią jest wyświetlany w oknie odbiorczym. Jeżeli pomimo, że sygnał stacji jest silny tekst nie pojawia się w oknie warto sprawdzić czy nie występuje niezgodność wstęg bocznych (istotne tylko dla modulacji QPSK).
    Tekst przeznaczony do nadania należy, analogicznie jak we wszystkich innych rodzajach emisji, wpisać do okna nadawczego. Nadajnik jest włączany za pomocą przycisku T/R w oknie MixW, klawisza Pause/Break albo pola TX/RX w linii infoermacyjnej. Nadany tekst jest kopiowany do okna odbiorczego. Operator może na bieżąco dopisywać dalszy tekst do okna nadawczego lub modyfikować istniejący (jeszcze nie nadany). W celu zakończenia transmisji należy ponownie nacisnąć jeden z wymienionych powyżej elementów. Klawisz ESC (escape) powoduje natychmiastowe przerwanie transmisji bez nadania całości tekstu. Operator może zautomatyzować przebieg transmisji za pomocą makrorozkazów.
    Alfabet PSK31 obejmuje duże i małe litery oraz wszystkie znaki przestankowe, a więc nadawane teksty należy pisać w zwykły sposób zgodnie z zasadami pisowni. Odróżnia to emisję PSK31 od emisji RTTY i AMTOR gdzie dostępne są wyłącznie duże litery, cyfry i podzbiór znaków przestankowych.
    Wzmocnienie mikrofonu (wysterowanie) należy dobrać tak aby moc wyjściowa była równa najwyżej połowie mocy maksymalnej (mocy, przy której zaczyna działać ogranicznik), o ile w instrukcji nie podano niższej mocy dopuszczalnej dla pracy ciągłej. Emisja PSK31 nie wymaga stosowania większych mocy nadawania - można więc śmiało stosować moce QRP.
    Sygnał akustyczny pochodzący z komputera ma amplitudę rzędu 1 V i może powodować przesterowanie nadajnika nawet pomimo ustawienia wzmocnienia mikrofonowego w pobliżu minimum. Przeważnie konieczne jest włączenie dzielnika napięcia pomiędzy wyjście komputera i wejście mikrofonowe radiostacji.



    Na ilustracji przedstawiono sygnały kilku stacji PSK31. Zaznaczona stacja znajdująca się w pobliżu środka okna jest stacją odbieraną. Po lewej stronie widoczna jest stacja nadająca wypełniacze zamiast tekstu użytecznego. Po prawej stronie, zaznaczonz elipsą, widoczny jest sygnał stacji przemodulowanej. Zajmuje ona wielokrotnie szersze pasmo i powoduje zakłócenia w sąsednich kanałach. Stacje pracujące w zakresie liniowym charakteryzują się współczynnikiem zniekształceń nieliniowych (IMD) -25 dB lub poniżej. Wyświetlany w linii informacyjnej współczynnik zniekształceń nieliniowych dotyczy stacji korespondenta. Jakość własnego sygnału można ocenić dopiero na podstawie raportów korespondentów. W przypadku występowania zniekształceń nieliniowych należy zredukować poziom sygnału akustycznego (wysterowanie toru mikrofonowego).

5.3. FSK31
    Zasadniczą różnicą między emisjami PSK31 i FSK31 jest zastosowanie w tej ostatniej położeń fazy 90 i 270 ° (DBPSK) zamiast 0 i 180 °. FSK31 jest odporniejsza na przemodulowanie aniżeli PSK31. Porównanie widm emisji PSK31 i FSK31 na poziomie -40 dB przedstawiono poniżej.

Transmisja	Czysty sygnał		Lekkie przemodulowanie		Silne przemodulowanie
	PSK31	FSK31	PSK31	FSK31	PSK31	FSK31
Wypełniacze	31	31	220	124	500+	160
Przypadkowy tekst	80	60	220	93	500+	93

    Od strony operatorskiej nie ma różnic między emisjami PSK31 i FSK31.

5.4. Emisja MFSK16 w łącznościach DX-owych
    Służby profesjonalne są zainteresowane transmisją danych w sposób możliwie niezawodny przy wykorzystaniu nowoczesnych technologii, większych mocy nadawania lub szerszego pasma przenoszenia. Są one głównie zainteresowane niezawodną komunikacją na krótkie dystanse. Służba amatorska stawia sobie zasadniczo podobne cele, zwłaszcza w zakresach UKF, ale w zakresach krótkofalowych celem jest prowadzenie łączności na dalekich dystansach. W zakresach krótkofalowych istotnym ograniczeniem jest szerokość przyznanych zakresów pracy i ustawowe ograniczenie mocy nadawania. Wymagania odnośnie niezawodności i bezbłędności połączeń nie są tak wysokie jak w przypadku służb profesjonalnych. Wymagania odnośnie szybkości transmisji amatorskich są również niższe. Współzależność pomiędzy szbkością transmisji, jej niezawodnością i zajmowaną szerokością pasma opisana jest prawem Shannona. Opisuje ono wzajemną wymienność powyższych wielkości.
    Amatorzy mogą też w razie potrzeby poczekać na korzystniejsze warunki propagacji fal albo nawiązać połączenia ze stacjami akurat dostępnymi. Większość łączności amatorskich jest łącznościami bezpośrednimi w odróżnieniu od systemów rozpowszechniania wiadomości stosowanych przez służby profesjonalne.
    Postęp techniki spowodował, że do stosowanych od lat systemów RTTY i Hella doszły nowe j.np. PSK31. W nowo opracowanych systemach stosowane jest coraz częściej różnicowe kluczowanie fazy (DPSK) zapewniające poprawę stosunku sygnału do szumu i zmniejszenie stopy błędów w porównaniu z innymi sposobami modulacji. Jednym z najważnieszych problemów, z którymi spotyka się amatorska komunikaja na dalekich dystansach są zaniki selektywne i wahania jonosferyczne. Systemy stosujące kluczowanie fazy są jednak wrażliwe na oba te rodzaje zakłóceń.
    Jednym z rodzajów modulacji zapewniających odporność na wymienione rodzaje zakłóceń jest MFSK. Jest on w różnych odmianach stosowany przez służby wojskowe wielu krajów zachodnich i znany pod nazwami Piccolo i Coquelet.
    W amatorskim systemie MFSK wykorzystano możliwości oferowane przez cyfrową obróbkę sygnałów. Są one powszechnie dostępne dzięki komputerom PC i wbudowanym do nich podsystemom d`więkowym.
    W systemie MFSK (Multi - Frequency Shift Keying) stosuje się większą liczbę podnośnych akustycznych modulowanych sygnałem danych. Jest to więc swego rodzaju rozszerzenie konceptu znanego z emisji RTTY, w którym stosowana jest jedna kluczowana częstotliwościowo podnośna. Podnośne te mogą być transmitowane równolegle lub kolejno. Przykładowo w systemach Piccolo i Coquelet są one transmitowane kolejno a w systemie MT-Hella stosowane są obydwie możliwości.
    Stosowane są wąskie odstępy tonów co pozwala na otrzymanie znacznych efektywnych szybkości transmisji w ąskich zakresach częstoliwości - przykładowo 64 bit/s w paśmie 316 Hz. Na ilustracji poniżej przedstawiono widmo sygnału MFSK16 (stosującego 16 podnośnych) odległych od siebie o 15,625 Hz. Szybkość modulacji dla każdej z nich wynosi 15,625 boda. Wypadkowa szybkość transmisji wynosi 62,5 bit/s (ok. 80 słów/min). Szerokość zajmowanego pasma częstotliwości równa się 316 Hz. Dwie widoczne poziome linie odpowiadają częstotliwościom 1000 i 1300 Hz. Skala czasu równa się 20 sekundom. Widoczny pakiet danych zawiera ok. 120 znaków. W systemie MFSK16 stosowana jest korekcja FEC, a więc efektywna szybkość transmisji wynosi 31,25 bit/s (42 słowa/min).



    System MFSK charakteryzuje się następującymi zaletami:
- dużą odpornością na zakłócenia impulsowe i szumowe dzięki zastosowaniu w odbiorniku wąskopasmowych filtrów dla każdej z podnośnych.
- stosunkowo niska szybkość modulacji dla każdej z podnośnych zapewnia odporność na interferencje spowodowane odbiorem wielodrożnym. Wypadkowa szybkość transmisji jest wyższa dzięki zastosowaniu wielu podnośnych.
- moc nadajnika pozostaje stała.
- niewrażliwością na zaniki i wpływ efektu Dopplera.
- stopa błędów maleje wraz z powiększaniem liczby podnośnych - odwrotnie aniżeli w systemach PSK.

    Najważniejszymi wadami, albo niedogodnościami systemów MFSK są konieczność zapewnienia wysokiej stabilności częstotliwości stacji i konieczność precyzyjnego dostrojenia odbiornika związane z małymi odstępami podnośnych i zajmowanym wąskim pasmem częstotliwości. Różnica między częstotliwościami nadawania korespondentów nie powinna przekraczać 5 Hz. W stosunku do przepływności systemy MFSK zajmują szersze pasmo aniżeli sytemy PSK albo FSK z jedną podnośną. Indeks zawarty w oznaczeniu informuje o liczbie używanych podnośnych, np. w systemie MFSK16 stosowanych jest 16 podnośnych.

    Każda z 16 podnośnych jest nadawana przez krótki okres czasu, po którym następuje transmisja następnej z nich. Częstotliwości podnośnych są oddalone od siebie o wartość równą szybkości modulacji lub jej wielokrotności dla zapewnienia ich ortogonalności tzn. uniknięcia ich wzajemnego wpływu na siebie (zachodzenia na siebie ich widm). Podnośne są kluczowane za pomocą impulsów prostokątnych, a nie np. impulsów o kształcie podniesionego cosinusa jak w emisji PSK31. Stosowana jest detekcja niekoherentna.



Widmo impulsów prostokątnych ma obwiednię typu sin(x)/x:



    Widmo zawiera wierzchołki, pomiędzy którymi znajdują się miejsca o wartości 0. Pierwsze z miejsc zerowych jest oddalone od częstotliwości podnośnej o wartość równą szybkości modulacji, a następne - o jej wielokrotność. Rozmieszczenie widm kolejnych impulsów tak, aby wierzchołki jednych z nich przypadały w miejscach zerowych następnych minimalizuje wzajemne wpływy i przesłuchy. Wynika stąd, że odstępy podnośnych muszą być równe szybkości modulacji lub jej wielokrotności. Symulowane widmo sygnału składającego się z siedmiu tak rozmieszczonych podnośnych przedstawiono na następnej ilustracji.



    Skala na osi pionowej jest liniowa w zakresie 0 - 1 a na osi poziomej w radianach od -20 do +20 czyli obejmuje zakres ok. +/- 12 Hz. Szybkość modulacji wynosi w tym przykładzie 1 Hz. Następna ilustracja przedstawia rzeczywiste widmo sygnału składającego się z 8 podnośnych odległych o 31,25 Hz i modulowanych z szybkością 31,25 boda.


    Poziom 0 dB na wykresie odpowiada poziomowi jednej podnośnej a szerokość pasma wg normy CCIR wynosi 331,25 Hz (+/- 166 Hz). Na granicy pasma poziom sygnału leży poniżej -30 dB w stosunku do pojedyńczej nośnej. Moc sygnału poza tak zdefiniowanym zakresem leży poniżej 0,5 % całości.

    Kolejny przykład przedstawia widmo odebrane sygnału stacji oddalonej o 18000 km. Uwagę zwraca jego charakterystyczny wygląd.

    Korekcję przekłamań FEC zapewnia nadawanie danych dwukrotnie w pewnym odstępie czasu. Dzięki zastosowaniu dodatkowego kodowania osiągnięto ponad dwukrotne zwiększenie odporności na przekłamania. Różnica ta jest nazywana zyskiem kodowania.
    Powtarzanie bloków danych daje najlepsze rezultaty w przypadku zakłóceń rozmieszczonych równomiernie. Zakłócenia krótkotrwałe powodujące zafałszowanie większej liczby sąsiadujących ze sobą bitów mogą utrudnić lub uniemożliwić zdekodowanie danych przez dekoder Viterbiego. Aby zapobiec temu niekorzystnemu zjawisku bity danych są zamieniane między sobą (przeplatane, ang.inteleaving) przed nadaniem, a następnie ustawiane we właściwym porządku po stronie odbiorczej. Zakłócenie sąsiednich bitów nie odbija się wówczas tak niekorzystnie na pracy dekodera ponieważ przekłamane bity są w rzeczywistości oddalone od siebie (po usunięciu przeplatania).

    Pewne niejasności mogą być wywołane użyciem w opisie dwóch terminów: szybkości transmisji i szybkości modulacji. W pierwszym przypadku jednostką jest bit/s, a w drugim bod. W wielu omawianych w obecnej instrukcji systemach łączności obie te szybkości są liczbowo sobie równe i wystarczy podanie dla uproszczenia jednej z nich. Należy jednak pamiętać, że są to odrębne wielkości fizyczne. Najmniejszą jednostą ilości informacji jest bit, który jak wiadomo może przyjmować jeden z dwóch stanów - "0" lub "1". Dla użytkownika korzystającego z systemu łączności jedną z ważnych wielkości jest ilość informacji przekazywanych w jednostce czasu. Wielkość tą - szybkość transmisji - wyraża się właśnie w bitach/s. Przy bezpośrednim połączeniu urządzeń cyfrowych np. komputerów za pomocą łączy szeregowych lub komputera ze sterowaną przez niego radiostacją jest to jedyna wielkość fizyczna charakteryzująca szybkość wymiany danych. Zupełnie inaczej ma się sprawa w przypadku łączności radiowej albo łączności z wykorzystaniem modemów. Impulsy elektryczne odpowiadające poszczególnym bitom danych modulują sygnał nośnej (w.cz. lub akustycznej, ale w tym momencie jest to sprawa nie istotna). W najprostszym przypadku każdemu z możliwych stanów logicznych transmitowanego bitu odpowiada jeden stan nośnej - jednoznacznie określona wartość częstotliwości lub amplitudy. Czas trwania każdego ze stanów nośnej (symbolu) jest równy czasowi trwania bitu danych. Jednostką szybkości zmian stanu nośnej jest odwrotność ich czasu trwania wyrażana w bodach. Dla przyporządkowania 1 : 1 j.np. w emisji RTTY obie te, fizycznie różne wielkości przyjmują te same wartości liczbowe, przykładowo 50 bit/s - 50 bodów. W bardziej skomplikowanych systemach nośna może przyjmować więcej stanów lub występuje większa liczba nośnych. Czterostanowa modulacja fazy pozwala na jednoczesne przekazanie informacji zawartej w dwóch bitach danych. Czas trwania symbolu (każdego ze stanów nośnej) jest więc dwukrotnie dłuższy od czasu trwania bitu albo inaczej mówiąc szybkość modulacji wyrażona w bodach jest równa połowie szybkości transmisji (wyrażonej w bitach/s). Ośmiostanowa modulacja fazy pozwala na jednoczesną transmisję trzech bitów (stosunek szybkości transmisji do szybkości modulacji wynosi 3 : 1) itd. Ten sam efekt występuje w przypadku użycia większej liczby nośnych - osiem nośnych daje także stosunek szybkości transmisji do szybkości modulacji wynoszący 3 : 1, 16 - 4 : 1 itd.
    W systemach, w których dane są zabezpieczone w jakiś sposób przed przekłamaniem należy jeszcze odróżnić szybkość transmisji brutto od szybkości efektywnej czli szybkości netto. Mechanizm FEC wymaga wielokrotnej (w najprostszym przypadku dwukrotnej) transmisji danych - efektywna szybkość transmisji jest więc o połowę mniejsza od szybkości brutto, współczynnik kodowania wynosi 1/2. Przy obliczaniu efektywnej szybkości transmisji należy uwzględnić nie tylko liczbę powtórzeń ale także i wpływ sposobu dodatkowego kodowania danych, ich kompresji i ew. udział ew. danych służbowych (nagłówków, sum kontrolnych) w całości.
    Zwiększenie efektywnej szybkości transmisji można osiągnąć poprzez kompresję danych - w najprostszym przypadku przez zastosowanie kodu o długości znaku zależnej od prawdopodobieństwa jego wystąpienia. Przykładami tego rodzaju kodów są alfabet Morse'a i Varicode (alfabet PSK31). Dla zobrazowania korzyści z tego wynikających porównajmy średnią długość znaku w kilku najczęściej stosowanych alfabetach:
Międzynarodowy alfabet telegraficzny nr. 2 (kod Baudota) - 7,5 bita
Międzynarodowy alfabet telegraficzny nr. 5 (kod ASCII) - 10 bitów
Varicode PSK31 - 7-8 bitów.
Porównując długości znaków należy pamiętać, że kody ASCII i Varicode obejmują po 256 znaków, a kod Baudota tylko 62.
Długości podane dla kodu PSK31 są wartościami średnimi ponieważ prawdopodobieństwo występowania poszczególnych znaków jest zależne zarówno od języka - podstawą dla kodu PSK31 jest rozkład prawdpodobieństwa dla języka angielskiego - jak i od konkretnego tekstu. W systemie MFSK16 używany jest również kod o zmiennej długości znaku ale jest on różny od kodu PSK31.
    Szybkość transmisji bywa czasami podawana w postaci liczby słów/min zamiast w bitach/s. Jako podstawę przeliczenia przyjmuje się pięcioliterowe słowo (Paris) wraz z kończącym go odstępem. Dla otrzymania liczby słów/min należy szybkość wyrażoną w bitach/s podzielić przez średnią długość znaku w bitach, pomnożyć przez 60 i podzielić przez długość słowa (6).

Dla systemu MFSK16 otrzymujemy:
Szybkość modulacji - 15,625 boda
Szybkość transmisji brutto - 15,625 x 4 = 62,5 bit/s
Szybkość transmisji netto - 62,5 x 1/2 (wsp. FEC) ) 31,25 bit/s
Liczba słów/s - 31,25 / 10 (bitów/znak) = 3,125 znaków/s
Liczba słów/min - 31,25 x 60 / (10 x 6) = 31,25 słów/min.
Zajmowana szerokość pasma nieznacznie przekracza 250 Hz.
Dla porównania emisja RTTY zajmuje pasmo 300 Hz przy szybkości transmisji 45,45 bit/s czyli 60 słów/min i nie zapewnia żadnej korekcji przekłamań. Pakiet radio w zakresach krótkofalowych zapewnia szybkość transmisji 300 bit/s z korekcją przekłamań ale szybkość efektywna rzadko przekracza 30 słów/min a zajmowana szerokość pasma wynosi ok. 1 kHz. PSK31 oferuje szybkość transmisji 31,25 bit/s (31,25 słowa/min) i w trybie modulacji QPSK zapewnia korekcję przekłamań. Zajmowane jest pasmo nie przekraczające 100 Hz.



    Dla łączności DX-owych najbardziej interesujące są emisje PSK31 i MFSK16. PSK31 sprawuje się kiepsko na długich trasach i rzadko dają się zauważyć korzyści płynące z zastosowania korekcji FEC. Przeważnie więc nie jest ona stosowana. MFSK16 jest niewrażliwa na wpływ efektu Dopplera, mniej wrażliwa na wpływ zakłóceń interferencyjnych i pozwala na prowadzenie łączności przy podobnych poziomach sygnału. Wnioski te potwierdzają również symulacje wpływu warunków jonosferycznych.

    Emisja MFSK16 jest stosowana od niedawna w łącznościach amatorskich ale już zdążyła wykazać swoją przydatność na trasach DX-owych w wielu pasmach przy mocach nadawania rzędu 10 - 25 W a w paśmie 80 m w zasięgach lokalnych nawet przy mocach rzędu 100 mW.
    Obecny standard MFSK16 jest częściowo wzorowany na systemie Piccolo z następującymi różnicami:
- strumień transmitowanych danych ma charakter strumienia bitów, a nie znaków,
- podstwą jest pojedyńczy symbol, a nie ich para,
- strumień danych w emisji MFSK16 jest dodatkowo kodowany w celu zmniejszenia stopy błędów; stosowany jest kod splotowy z przeplataniem bitów,
- odstępy podnośnych i szybkości modulacji są dzielnikami liczby 125,2 (15,625 Hz, 31,25 Hz itd.),
- transmitowane podnośne są zsynchronizowane ze sobą w fazie (CPFSK),
- nie stosuje się dodatkowej modulacji fazy ani amplitudy.
    Zastosowany kod o zmiennej długości znaku (varicode) obejmuje pełny zbiór znaków ASCII i pozwala na transmisję zarówno tekstów jak i plików dwójkowych z zabezpieczeniem przed przekłamaniami. Jest on efektywniejszy od innych kodów tego typu dzięki mniejszej liczbie zarezerwowanych (niedopuszczalnych) kombinacji. W porównaniu z kodem PSK31 jest on efektywnieszy o ok. 20 %. średnia długość znaku w kodzie MFSK16 wynosi 7,44 bita co zapewnia wzybkość transmisji dochodzącą do 42 słów/min.
    Podnośne są transmitowane kolejno, a nie równolegle co nie wymaga zapewnienia liniowości toru nadawczego.

    "Oficjalna" witryna MFSK prowadzona przez Murray'a Greenmana, ZL1BPU nosi adres:
www.qsl.net/zl1bpu/MFSK/.

5.5. Praca emisją MFSK16
    Emisja MFSK16 zajmuje w przybliżeniu takie samo pasmo jak emisja RTTY z odstępem 170 Hz a więc ustawienia radiostacji są takie same. Zaleca się dostrojenie odbiornika za pomocą pokrętła precyzyjnego strojenia tak aby interesujące stacje znalazły się w pobliżu środka pasma przenoszenia filtru p.cz. odbiornika. Wyboru stacji dokonuje się analogicznie jak dla innych rodzajów emisji za pomocą myszy w oknie widma. Ze względu na to, że niektóre stacje korespondentów charakteryzują się niestabilnością częstotliwości opłaca się zanotować częstotliwość pracy na początku QSO i dokładniej obserwować ich dryf. Kształt znacznika myszy można zmienić z rombu na linię korzystając z menu "View | Use stick cursor" ("Widok|Znacznik w postaci linii").
Kompresor mowy powinien być wyłączony. Zamiast wstęgi górnej (USB) można korzystać z dolnej (LSB) po odwróceniu widma syganłu w programie. Nadajnik może być kluczowany w dowolny sposób np. za pomocą VOX-u. Wybór filtru zależy od tych samych kryteriów co dla innych rodzajów emisji tzn. filtr SSB pozwala na wygodniejsze dostrojenie za pomocą myszy i wymaga rzadszego dostrajania odbiornika ale w przypadku występowania zakłóceń filtr RTTY (FSK) może poprawić stosunek sygnału do szumu. Niestety nie zawsze możliwe jest włączenie filtru wąskopasmowego w trybie pracy SSB.
    W programie należy wybrać emisję MFSK16 w polu rodzaju emisji w linii informacyjnej. Parametry konfiguracyjne wprowadza się za pomocą menu "Mode settings" ("Parametry").

    Otwierane jest widoczne obok okno dialogowe. Częstotliwości nadawania i odbioru zależą od wyboru dokonanego w oknie widma, identycznie jak dla większości rodzajów emisji. Zaleca się dostrojenie odbiornika tak, aby interesujące stacje znalazły się w pobliżu środka pasma przenoszenia filtru p.cz. Częstotliwości nadawania i odbioru wynoszą wówczas w przybliżeniu 1500 Hz. Automatyka dostrojenia (ARCz - AFC) powinna być stale włączona ze względu na wymaganą dokładność dostrojenia. Blokada szumów i jej próg czułości powinny być ustawione tak aby program nie wyświetlał błędnych znaków. Pole inwersji pozwala na odwrócenie położenia widma syganłu. Położenie widma syganłu jest dobierane przez program w zależności od wybranej w menu "Configure | Spectrum" wstęgi bocznej. Odwrócenie położenia widma odnosi się do położenia standardowego dla wybranej wstęgi. W przypadku sterowania radiostacji za pośrednictwem złącza CAT program wybiera automatycznie położenie widma w oparciu o odczyt wybranej w radiostacji wstęgi po zaznaczeniu w ww menu pozycji "Auto":



    Stacje pracujące emisją MFSK16 spotyka się najczęściej w paśmie 20 m w pobliżu częstotliwości 14080 kHz. Brzmienie sygnałów jest zbliżone do brzmienia sygnałów RTTY. Na ilustracji poniżej przedstawiono widmo MFSK16 w oknie wska`nika wodospadowego:



    Składowe sygnału są rozsiane w całym zajmowanym przez nie paśmie. Jego szerokość przekracza nieznacznie szerokość pasma RTTY dla odstępu 170 Hz. Po wybraniu stacji w oknie widma za pomocą myszy w oknie odbiorczym pojawia się dekodowany tekst. Czas, który upływa pomiędzy wybraniem stacji a pojawieniem się tekstu jest nieco dłuższy aniżeli dla emisji RTTY czy PSK31. Tekst napływa w postaci bloków a nie ciągłego strumienia. Możliwe jest otworzenie większej liczby okien odbiorczych.

    Tekst przeznaczony do nadania należy wpisać do okna nadawczego. Nadajnik jest włączany za pomocą przycisku T/R w oknie programu, klawisza Pause/Break, pola TX/RX w linii informacyjnej albo menu "Options | TX" ("Options | RX" dla zakończenia nadawania).

---

---

Wydanie z dn. 25.02.2003.
© Prawa autorskie Krzysztof Dąbrowski, OE1KDA.