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 szybkoœć transmisji i nieskomplikowane mechanizmy zabezpieczające przed przekłamaniami nie nadaje się on zasadniczo do transmisji plików dwójkowych. Stosowana szybkoœć transmisji 31,25 bit/s może wydawać się mała ale dzięki zastosowaniu kodu o zmiennej długoœci znaku efektywna szybkoœć transmisji jest zbliona do szybkoœci dalekopisowej (RTTY) i jest wystarczająca do prowadzenia dialogu. Zamiast kluczowania częstotliwoœci stosuje się dwu- lub czterofazowe kluczowanie fazy. Dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu impulsów kluczujących - mają one kształt podniesionego cosinusa - jak i też właœciwoœciom kluczowania fazy sygnał PSK31 zajmuje wąskie pasmo częstotliwoœci: 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 pojemnoœć kanału jest wykorzystana do transmisji informacji służącej do korekcji przekłamań.
    System PSK31 jest opisany szczegółowo na dysku ŒR-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 starannoœci w ustawieniu parametrów nadawania, odbiornika i konfiguracji programu, głównie ze względu na jego wąskopasmowoœć. 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 dŸwiękową komputera jako modem cyfrowy najlepiej stosować foniczny filtr SSB a po dostrojeniu odbiornika tak aby podzakres cyfrowy znalazł się w paœmie przenoszenia odbiornika (korzystnie jest aby interesujące stacje znalazły się w pobliżu œrodka pasma) wyboru stacji dokonuje się na ekranie za pomocą myszy. Programy tej kategorii są wyposażone w wąskopasmowy filtr cyfrowy i automatyczną regulację dostrojenia kompensującą niestabilnoœci częstotliwoœci 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. niestabilnoœci częstotliwoœci przez dostrajanie odbiornika. Filtr wąskopasmowy można włączyć, korzystając z programu, także w przypadku silnych zakłóceń. Wymaga to oczywiœcie 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 zgodnoœć wstęg bocznych a ew. niezgodnoœć 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 paœmie przenoszenia filtru mieœci się większa liczba stacji, (w przykładzie 8) które mogą być wybierane przez operatora za pomocą myszy.



    Zaleca się stosowanie możliwie małych mocy nadawania. Dzięki wąskopasmowoœci emisji małe moce nadawania są w zupełnoœci 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 (częstotliwoœci 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 zależnoœci 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 zależnoœci 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 wyœwietlany w oknie odbiorczym. Jeżeli pomimo, że sygnał stacji jest silny tekst nie pojawia się w oknie warto sprawdzić czy nie występuje niezgodnoœć 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 całoœci 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 wyjœciowa 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 œmiało 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 wyjœcie komputera i wejœcie mikrofonowe radiostacji.



    Na ilustracji przedstawiono sygnały kilku stacji PSK31. Zaznaczona stacja znajdująca się w pobliżu œrodka 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. Wyœwietlany w linii informacyjnej współczynnik zniekształceń nieliniowych dotyczy stacji korespondenta. Jakoœć 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.
td>PSK31td>220 td>220

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

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

5.4. Emisja MFSK16 w łącznoœciach 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 łącznoœci na dalekich dystansach. W zakresach krótkofalowych istotnym ograniczeniem jest szerokoœć przyznanych zakresów pracy i ustawowe ograniczenie mocy nadawania. Wymagania odnoœnie niezawodnoœci i bezbłędnoœci połączeń nie są tak wysokie jak w przypadku służb profesjonalnych. Wymagania odnoœnie szybkoœci transmisji amatorskich są również niższe. Współzależnoœć pomiędzy szbkoœcią transmisji, jej niezawodnoœcią i zajmowaną szerokoœcią pasma opisana jest prawem Shannona. Opisuje ono wzajemną wymiennoœć powyższych wielkoœci.
    Amatorzy mogą też w razie potrzeby poczekać na korzystniejsze warunki propagacji fal albo nawiązać połączenia ze stacjami akurat dostępnymi. Większoœć łącznoœci amatorskich jest łącznoœciami bezpoœrednimi w odróżnieniu od systemów rozpowszechniania wiadomoœci 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 częœciej 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 odpornoœć 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 możliwoœci oferowane przez cyfrową obróbkę sygnałów. Są one powszechnie dostępne dzięki komputerom PC i wbudowanym do nich podsystemom dŸwiękowym.
    W systemie MFSK (Multi - Frequency Shift Keying) stosuje się większą liczbę podnoœnych akustycznych modulowanych sygnałem danych. Jest to więc swego rodzaju rozszerzenie konceptu znanego z emisji RTTY, w którym stosowana jest jedna kluczowana częstotliwoœciowo podnoœna. Podnoœne 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 możliwoœci.
    Stosowane są wąskie odstępy tonów co pozwala na otrzymanie znacznych efektywnych szybkoœci transmisji w ąskich zakresach częstoliwoœci - przykładowo 64 bit/s w paœmie 316 Hz. Na ilustracji poniżej przedstawiono widmo sygnału MFSK16 (stosującego 16 podnoœnych) odległych od siebie o 15,625 Hz. Szybkoœć modulacji dla każdej z nich wynosi 15,625 boda. Wypadkowa szybkoœć transmisji wynosi 62,5 bit/s (ok. 80 słów/min). Szerokoœć zajmowanego pasma częstotliwoœci równa się 316 Hz. Dwie widoczne poziome linie odpowiadają częstotliwoœciom 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 szybkoœć transmisji wynosi 31,25 bit/s (42 słowa/min).



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

    Najważniejszymi wadami, albo niedogodnoœciami systemów MFSK są koniecznoœć zapewnienia wysokiej stabilnoœci częstotliwoœci stacji i koniecznoœć precyzyjnego dostrojenia odbiornika związane z małymi odstępami podnoœnych i zajmowanym wąskim pasmem częstotliwoœci. Różnica między częstotliwoœciami nadawania korespondentów nie powinna przekraczać 5 Hz. W stosunku do przepływnoœci systemy MFSK zajmują szersze pasmo aniżeli sytemy PSK albo FSK z jedną podnoœną. Indeks zawarty w oznaczeniu informuje o liczbie używanych podnoœnych, np. w systemie MFSK16 stosowanych jest 16 podnoœnych.

    Każda z 16 podnoœnych jest nadawana przez krótki okres czasu, po którym następuje transmisja następnej z nich. Częstotliwoœci podnoœnych są oddalone od siebie o wartoœć równą szybkoœci modulacji lub jej wielokrotnoœci dla zapewnienia ich ortogonalnoœci tzn. uniknięcia ich wzajemnego wpływu na siebie (zachodzenia na siebie ich widm). Podnoœne 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 wartoœci 0. Pierwsze z miejsc zerowych jest oddalone od częstotliwoœci podnoœnej o wartoœć równą szybkoœci modulacji, a następne - o jej wielokrotnoœć. Rozmieszczenie widm kolejnych impulsów tak, aby wierzchołki jednych z nich przypadały w miejscach zerowych następnych minimalizuje wzajemne wpływy i przesłuchy. Wynika stąd, że odstępy podnoœnych muszą być równe szybkoœci modulacji lub jej wielokrotnoœci. Symulowane widmo sygnału składającego się z siedmiu tak rozmieszczonych podnoœnych 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. Szybkoœć modulacji wynosi w tym przykładzie 1 Hz. Następna ilustracja przedstawia rzeczywiste widmo sygnału składającego się z 8 podnoœnych odległych o 31,25 Hz i modulowanych z szybkoœcią 31,25 boda.


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

    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 odpornoœci 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 właœciwym porządku po stronie odbiorczej. Zakłócenie sąsiednich bitów nie odbija się wówczas tak niekorzystnie na pracy dekodera ponieważ przekłamane bity są w rzeczywistoœci oddalone od siebie (po usunięciu przeplatania).

    Pewne niejasnoœci mogą być wywołane użyciem w opisie dwóch terminów: szybkoœci transmisji i szybkoœci modulacji. W pierwszym przypadku jednostką jest bit/s, a w drugim bod. W wielu omawianych w obecnej instrukcji systemach łącznoœci obie te szybkoœci są liczbowo sobie równe i wystarczy podanie dla uproszczenia jednej z nich. Należy jednak pamiętać, że są to odrębne wielkoœci fizyczne. Najmniejszą jednostą iloœci informacji jest bit, który jak wiadomo może przyjmować jeden z dwóch stanów - "0" lub "1". Dla użytkownika korzystającego z systemu łącznoœci jedną z ważnych wielkoœci jest iloœć informacji przekazywanych w jednostce czasu. Wielkoœć tą - szybkoœć transmisji - wyraża się właœnie w bitach/s. Przy bezpoœrednim połączeniu urządzeń cyfrowych np. komputerów za pomocą łączy szeregowych lub komputera ze sterowaną przez niego radiostacją jest to jedyna wielkoœć fizyczna charakteryzująca szybkoœć wymiany danych. Zupełnie inaczej ma się sprawa w przypadku łącznoœci radiowej albo łącznoœci z wykorzystaniem modemów. Impulsy elektryczne odpowiadające poszczególnym bitom danych modulują sygnał noœnej (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 noœnej - jednoznacznie okreœlona wartoœć częstotliwoœci lub amplitudy. Czas trwania każdego ze stanów noœnej (symbolu) jest równy czasowi trwania bitu danych. Jednostką szybkoœci zmian stanu noœnej jest odwrotnoœć ich czasu trwania wyrażana w bodach. Dla przyporządkowania 1 : 1 j.np. w emisji RTTY obie te, fizycznie różne wielkoœci przyjmują te same wartoœci liczbowe, przykładowo 50 bit/s - 50 bodów. W bardziej skomplikowanych systemach noœna może przyjmować więcej stanów lub występuje większa liczba noœnych. Czterostanowa modulacja fazy pozwala na jednoczesne przekazanie informacji zawartej w dwóch bitach danych. Czas trwania symbolu (każdego ze stanów noœnej) jest więc dwukrotnie dłuższy od czasu trwania bitu albo inaczej mówiąc szybkoœć modulacji wyrażona w bodach jest równa połowie szybkoœci transmisji (wyrażonej w bitach/s). Oœmiostanowa modulacja fazy pozwala na jednoczesną transmisję trzech bitów (stosunek szybkoœci transmisji do szybkoœci modulacji wynosi 3 : 1) itd. Ten sam efekt występuje w przypadku użycia większej liczby noœnych - osiem noœnych daje także stosunek szybkoœci transmisji do szybkoœci modulacji wynoszący 3 : 1, 16 - 4 : 1 itd.
    W systemach, w których dane są zabezpieczone w jakiœ sposób przed przekłamaniem należy jeszcze odróżnić szybkoœć transmisji brutto od szybkoœci efektywnej czli szybkoœci netto. Mechanizm FEC wymaga wielokrotnej (w najprostszym przypadku dwukrotnej) transmisji danych - efektywna szybkoœć transmisji jest więc o połowę mniejsza od szybkoœci brutto, współczynnik kodowania wynosi 1/2. Przy obliczaniu efektywnej szybkoœci 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 całoœci.
    Zwiększenie efektywnej szybkoœci transmisji można osiągnąć poprzez kompresję danych - w najprostszym przypadku przez zastosowanie kodu o długoœci znaku zależnej od prawdopodobieństwa jego wystąpienia. Przykładami tego rodzaju kodów są alfabet Morse'a i Varicode (alfabet PSK31). Dla zobrazowania korzyœci z tego wynikających porównajmy œrednią długoœć znaku w kilku najczęœciej 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 długoœci znaków należy pamiętać, że kody ASCII i Varicode obejmują po 256 znaków, a kod Baudota tylko 62.
Długoœci podane dla kodu PSK31 są wartoœciami œrednimi 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 długoœci znaku ale jest on różny od kodu PSK31.
    Szybkoœć 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 szybkoœć wyrażoną w bitach/s podzielić przez œrednią długoœć znaku w bitach, pomnożyć przez 60 i podzielić przez długoœć słowa (6).

Dla systemu MFSK16 otrzymujemy:
Szybkoœć modulacji - 15,625 boda
Szybkoœć transmisji brutto - 15,625 x 4 = 62,5 bit/s
Szybkoœć 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 szerokoœć pasma nieznacznie przekracza 250 Hz.
Dla porównania emisja RTTY zajmuje pasmo 300 Hz przy szybkoœci transmisji 45,45 bit/s czyli 60 słów/min i nie zapewnia żadnej korekcji przekłamań. Pakiet radio w zakresach krótkofalowych zapewnia szybkoœć transmisji 300 bit/s z korekcją przekłamań ale szybkoœć efektywna rzadko przekracza 30 słów/min a zajmowana szerokoœć pasma wynosi ok. 1 kHz. PSK31 oferuje szybkoœć 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 łącznoœci DX-owych najbardziej interesujące są emisje PSK31 i MFSK16. PSK31 sprawuje się kiepsko na długich trasach i rzadko dają się zauważyć korzyœci 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 łącznoœci przy podobnych poziomach sygnału. Wnioski te potwierdzają również symulacje wpływu warunków jonosferycznych.

    Emisja MFSK16 jest stosowana od niedawna w łącznoœciach amatorskich ale już zdążyła wykazać swoją przydatnoœć na trasach DX-owych w wielu pasmach przy mocach nadawania rzędu 10 - 25 W a w paœmie 80 m w zasięgach lokalnych nawet przy mocach rzędu 100 mW.
    Obecny standard MFSK16 jest częœciowo 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 podnoœnych i szybkoœci modulacji są dzielnikami liczby 125,2 (15,625 Hz, 31,25 Hz itd.),
- transmitowane podnoœne są zsynchronizowane ze sobą w fazie (CPFSK),
- nie stosuje się dodatkowej modulacji fazy ani amplitudy.
    Zastosowany kod o zmiennej długoœci 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 %. Œrednia długoœć znaku w kodzie MFSK16 wynosi 7,44 bita co zapewnia wzybkoœć transmisji dochodzącą do 42 słów/min.
    Podnoœne są transmitowane kolejno, a nie równolegle co nie wymaga zapewnienia liniowoœci 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 œrodka 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 niestabilnoœcią częstotliwoœci opłaca się zanotować częstotliwoœć 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 zalaży 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. Częstotliwoœci nadawania i odbioru zależą od wyboru dokonanego w oknie widma, identycznie jak dla większoœci rodzajów emisji. Zaleca się dostrojenie odbiornika tak, aby interesujące stacje znalazły się w pobliżu œrodka pasma przenoszenia filtru p.cz. Częstotliwoœci nadawania i odbioru wynoszą wówczas w przybliżeniu 1500 Hz. Automatyka dostrojenia (ARCz - AFC) powinna być stale włączona ze względu na wymaganą dokładnoœć dostrojenia. Blokada szumów i jej próg czułoœci powinny być ustawione tak aby program nie wyœwietlał błędnych znaków. Pole inwersji pozwala na odwrócenie położenia widma syganłu. Położenie widma syganłu jest dobierane przez program w zależnoœci od wybranej w menu "Configure | Spectrum" wstęgi bocznej. Odwrócenie położenia widma odnosi się do położenia standardowego dla wybranej wstęgi. W przypadku sterowania radiostacji za poœrednictwem 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 najczęœciej w paœmie 20 m w pobliżu częstotliwoœci 14080 kHz. Brzmienie sygnałów jest zbliżone do brzmienia sygnałów RTTY. Na ilustracji poniżej przedstawiono widmo MFSK16 w oknie wskaŸnika wodospadowego:



    Składowe sygnału są rozsiane w całym zajmowanym przez nie paœmie. Jego szerokoœć przekracza nieznacznie szerokoœć 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. 06.07.2001.
© Prawa autorskie Krzysztof Dąbrowski, OE1KDA.