Введение в MFSK

in MFSK
Обновлено: 07 Июнь 2014
Просмотров: 2425

ЖУРНАЛ "РАДИОКЛУБ"  Image  ОСНОВЫ И ПРАКТИКА ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ РАДИОСВЯЗИ  Image  

Профессионалы

Инженеры, работающие в сфере профессиональной связи, всегда стремятся достигнуть скоростей и надежности передачи информации, недостижимых ранее. Для этого они готовы использовать сложные технологии, увеличивать ширину занимаемой полосы частот, а также увеличивать мощность сигнала. Вдобавок к этому коммерческие и военные заказчики, для которых разрабатывается такое оборудование, обычно заинтересованы в связи на короткое расстояние с высокой надежностью и относительно высокой мощностью сигнала. А вот стоимость обычно играет второстепенную роль. Такой тип связи обычно обладает двусторонним дуплексным режимом.

Любители

Хотя в некоторых случаях радиолюбительские разработки предназначены для достижения аналогичных целей (особенно на УКВ), передача информации на радиолюбительских КВ, СВ и ДВ диапазонах ограничена допустимой шириной полосы, допустимой мощностью, а также тем фактом, что радиолюбительская связь осуществляется в режиме полудуплекса. К счастью, радиолюбительские требование к надежности гораздо ниже. Радиолюбитель всегда может отложить связь до наступления хороших условий прохождения, или просто связаться с кем-то другим! Радиолюбители также заинтересованы в связях в реальном масштабе времени ("живом разговоре"), а не в автоматизированной передаче сообщений, принятой большинством других КВ-служб.

Радиолюбители, увлекающиеся не разговорами, а передачей текста или информации, часто заинтересованы в четкой передаче на очень большие расстояния, например, с одной стороны земного шара на другую. При этом занимаемая полоса частот должна быть минимальна (так как все радиолюбители работают в одном узком диапазоне), а мощностные характеристики - скромными. К счастью, скорость передачи также может быть весьма скромной, а это означает, что за счет скорости можно увеличить надежность, понизить необходимую мощность или уменьшить занимаемую полосу частот. Это как раз соответствует логическому принципу ранних работ по теории связи Клода Шеннона (1947г.)

Режимы DX-разговоров

Итак, существует постоянный интерес к улучшению качества связи на низких мощностях на большие дистанции, осуществляемой обычно в режиме диалога двух случайных корреспондентов. Причем каждый корреспондент по-очереди набирает текст на клавиатуре и отправляет набранный текст в эфир, а в это время второй корреспондент получает переданное и выводит его на экран (принтер). Именно в таком режиме долгие годы использовался режим радиотелетайпа (RTTY). Недавно в этих же целях вспомнили о режиме передачи "Хеллшрайбер", который оказался весьма эффективным. Более современные разработки, такие как PSK31 Питера G3PLX и PSK63F (входит в состав программы STREAM, написанной Nino IZ8BLY), заметно улучшили качество узкополосной связи.

В этих новых режимах, как видно на примере двух последних видов связи, предпочтение отдается дифференциальной бинарной модуляции сдвига фазы (DBPSK), так как DBPSK обеспечивает очень высокую чувствительность и подавление шумов. Следовательно, такие режимы идеально подходят для низких мощностей. Однако, наибольшими проблемами, с которыми сталкивается КВ-связь на дальние расстояния, являются селективное затухание и ионосферная модуляция сигнала, а не чувствительность. А PSK-режимы не очень хорошо "разбираются" с этими проблемами.

Опция MFSK

Немного радиолюбителей до недавнего времени слышало о режиме MFSK, а те, кто слышал, считали этот режим устаревшим и не обращали на него должного внимания. Однако, как показало недавнее "воскрешение" режима Хеллшрайбер, старые идеи, объединенные с современными технологиями, такими как DSP (Digital Signal Processing -цифровая обработка сигналов), могут оказаться весьма эффективными. Режим MFSK был успешно использован Министерством иностранных дел Британии, французскими и бельгийскими военными и другими пользователями, использовавшими такие системы, как Piccolo и Coquelet.

Эти системы были созданы для надежной связи в эпоху электромеханического оборудования, когда еще не использовались продвинутая обработка сигналов и упреждающая коррекция ошибок. Эти старые MFSK-системы обеспечивали очень хорошее качество для некритичных к скорости передач, обладали высокой чувствительностью и надежностью, показывали хорошие результаты в условиях затухания и нестабильной ионосферы без всякой коррекции ошибок. До сих пор существуют военные системы, аналогичные по своим принципам работы, которые используются по аналогичным причинам (например ALE).

Теперь появилась возможность модернизировать технологию MFSK, создав на основе персонального компьютера и звуковой карты высококачественный и недорогой режим, унаследовавший преимущества MFSK, а также преимущества DSP-технологий, так как современные "персоналки" достаточно быстры для осуществления такой обработки.

Обзор MFSK для начинающих

MFSK - это способ передачи цифровой информации с помощью нескольких частот (расширение двухчастотного режима RTTY до нескольких частот), причем обычно (но не обязательно) в каждый момент времени передается одна частота.

Сокращение MFSK означает Multi-Frequency Shift Keying (многочастотная манипуляция сдвигом частоты). Его не следует путать с сокращением MSK (Minimum Shift Keying - манипуляция минимальным сдвигом). Существует много разновидностей, использующих параллельное или последовательное излучение частот и комбинаций частот. MT-Hell может быть как параллельным, так и последовательным, DTMF-тоны в обычном телефоне являются параллельными парами тонов, а Piccolo и Coquelet, хотя и являются тоновыми парами, определенно являются последовательными режимами.

Передача в режиме MFSK звучит так, что ее ни с чем не спутаешь, почти музыкально. Именно поэтому режимы Piccolo и Coquelet получили свои названия (флейта "Пикколо" и "Петух").

В MFSK используется относительно небольшой разнос тонов, так что при заданной полосе частот достигается замечательная скорость передачи - типичными значениями являются 64 бита в секунду при полосе 316 Гц. На нижеприведенном рисунке вы видите спектрограмму сигнала MFSK16 (16 поднесущих) с расстоянием 15.625 Гц и скорость работы 15.625 бод. Передача осуществляется со скоростью 62.5 бита/сек (эквивалентно примерно 80 словам в минуту!) и занимает полосу 316 Гц. Две горизонтальные черные линии соответствуют 1000 Гц и 1300 Гц, а горизонтальный размер составляет около 20 секунд. В этой короткой передаче содержится около 120 букв. MFSK16 всегда работает с опережающей коррекцией ошибок (FEC), так что реальная скорость передачи составляет около 42 слов в минуту (31.25 бит/сек).

Спектрограмма сигнала MFSK16 

Рис.1 Спектрограмма сигнала MFSK16

Преимущества

Режим MFSK имеет ряд преимуществ:
- высокое подавление импульсных и широкополосных помех благодаря узкой в расчете на поднесущую полосе приемника;
- низкое значение скорости модуляции для достижения высокой чувствительности и подавления многолучевого затухания, скорость передачи информации превышает скорость передачи символов;
- постоянная мощность передатчика - непрерывная фаза, что ведет к снижению шумов манипуляции;
- терпимость к ионосферным эффектам, таким как доплеровский сдвиг, замирание, многолучевое прохождение.

Наиболее важным является тот факт, что с увеличением количества поднесущих уменьшается количество ошибок. При 32 поднесущих качество передачи не сравнимо ни с чем. Для систем PSK справедливо обратное утверждение.

Недостатки

Давайте быть объективными - у MFSK есть и недостатки! Основной из них - близкое расположение поднесущих и узкая в целом полоса частот детекторов каждой поднесущей. В результате дрейф частоты передатчика и/или приемника может стать проблемой, а точная настройка на частоту становится важнейшим требованием. На низких скоростях передачи становятся необходимыми точные индикаторы настройки и хорошая система автоподстройки частоты. Очень важно, чтобы передатчик был очень стабилен, а приемник работал точно на частоте передатчика. Совпадение частот и точность настройки должны быть не хуже 5 Гц.

Режим MFSK также при заданной скорости передачи информации занимает более широкую полосу частот по сравнению системами PSK или FSK.

Как работает MFSK

В MFSK-системе информация передается отдельными импульсами на различных частотах, а сама информация зависит от частоты импульсов. Точно также обстоит дело в FSK, например в режиме радиотелетайпа RTTY. Но, в отличие от RTTY, в MFSK используется не две частоты, а гораздо больше - от 6 до 64. Например, MFSK16 использует 16 частот. Каждая переданная частота близка по смыслу к точке кода Морзе. Эти "точки" следуют непрерывно друг за другом без разделяющей их паузы, но каждая на слегка другой частоте.

В MFSK-системах обычно используется некогерентное детектирование, а частоты располагаются так близко друг к другу, как только возможно (для того, чтобы не занимать широкую полосу частот). Излучаемые частоты должны отстоять друг от друга на расстояние равное или кратное частоте их переключение. В противном случае будет очень сложно отличить одну из этих частот от другой. Это позволяет независимо детектировать каждую частоту - результат детектирования одной частоты не влияет на результат детектирования другой частоты. Например, поднесущие частоты могут отстоять друг от друга на 20 Гц в том случае, если переключение с одной из них на другую происходит тоже 20 раз в секунду.

По традиции в системах MFSK каждая поднесущая включается/выключается мгновенно, а не плавно, как на приведенном ниже рисунке:

 Один импульс на каждой поднесущей

Рис.2. Один импульс на каждой поднесущей

Однако в реальном эфире вы не увидите одиночной посылки, аналогичной приведенной на рисунке, так как непрерывно передается поток элементов. А так как поднесущие переключаются с одной на другую с сохранением фазы (нет скачков фазы), то занимаемая полоса частот минимальна. Однако такое жесткое изменение частоты приводит к тому, что каждая поднесущая занимает частотный спектр, чья амплитуда имеет характерную форму sin(x)/x, точно так же, как и точка в коде Морзе:

 Частотный спектр жестко манипулируемого одночастотного тона

Рис.3. Частотный спектр жестко манипулируемого одночастотного тона

Форма спектра излученного сигнала имеет основной максимум на частоте основной несущей, с каждой стороны от которого расположены минимумы, равные нулю. Первые минимумы расположены на частотах, равных частоте несущей плюс/минус частота манипуляции. И максимумы и минимумы ясно видны на рисунке 3. Если вы тщательно рассмотрите спектрограмму на рис.1, то вы увидите эти боковые максимумы, расположенные выше и ниже основных точек. Большой максимум в центре рис. 3 является желательным сигналом, и именно он образует основные точки на рис.1.

Конечно, эти точки или тональные импульсы не изолированы друг от друга, а окружены с обеих сторон по времени другими импульсами на той же или одной из соседних частоте. Можно наложить друг на друга формы sin(x)/x от каждой точки и посмотреть, что получится в результате. А затем настроить временные интервалы таким образом, чтобы добиться наилучшего результата.

На рис.4 показан результат наложения семи таких форм друг на друга таким образом, что нули одной формы совпадают с максимумом соседней. Это сделано для того, чтобы минимизировать их взаимное влияние (энергия, предназначенная для одного канала, попадает в соседний) на приемной стороне. Очевидно, что этого можно добиться только в том случае, когда переключение с одной несущей на другую происходит с частотой, равной расстоянию между частотами несущих. На рис.4 показан результат численного моделирования, при котором расстояние между несущими равнялось X=? радиан, что соответствует передаче семи тонов последовательно переключаемых с частотой, равной разнице частот между соседними несущими.

 Частотный спектр семи последовательных импульсов на семи соседних частотах

Рис.4. Частотный спектр семи последовательных импульсов на семи соседних частотах

Вертикальный масштаб на этом рисунке линейный, диапазон изменения от 0 до 1, а горизонтальная ось от -20 до +20 соответствует примерно 24 Герцам (плюс/минус 12 Гц). Предполагается, что частота переключения составляет 1 Гц.

При передаче случайной информации центральный (широкий) максимум заполняется равномерно, то боковые максимумы остаются хорошо видимыми. На следующем рисунке показан спектр реального сигнала 8FSK, передающего случайные данные при частоте манипуляции 31.25 Гц и расстоянии между несущими тоже 31.25 Гц. Вертикальный масштаб на этом рисунке (рис. 5) логарифмический, так что боковые максимумы заметны гораздо лучше, чем на рис. 4. Заметьте, что боковые максимумы расположены с шагом 31.25 Гц, что в точности соответствует частоте манипуляции 31.25 Гц. Центральный широкий максимум и боковые максимумы слегка искажены, так как передаваемая информация не вполне случайна и не успевает осредниться за время записи спектрограммы.

 Спектр MFSK передатчика

Рис.5. Спектр MFSK передатчика

Спектрограмма измерялась при таких настройках аппаратуры, что уровень одной непрерывной несущей получался равным 0 dB. Стандартный метод вычисления необходимой для радиопередачи полосы частот установлен CCIR, и для вышеприведенной передачи она составляет 331.25 Гц (+/-166Гц). Посмотрев на приведенный спектр мы видим, что сигнал далеко не превышает -30 dB от одиночной несущей на таком расстоянии от средней частоты (обозначено вертикальными красными линиями) и намного лучше, чем установленный CCIR предел в 0.5% от полной мощности трансивера (около -20 dB). Качество (обозначено горизонтальной синей линией) настолько хорошо потому, что при использовании современной DSP-технологии сигнал излучается с использованием фазовосинхронизированных поднесущих (CPFSK). Так получается, что использование DSP наиболее удобно именно в том случае, когда продолжительность передачи каждой несущей обратно пропорциональна расстоянию между несущими.

Вот еще одна спектрограмма, на этот раз восьмитоновой передачи MFSK, принятой на расстоянии 18000 км на диапазоне 18 МГц. Обратите внимание на характерный внешний вид!

 Восьмитоновый сигнал MFSK на расстоянии 18000 км

Рис.6. Восьмитоновый сигнал MFSK на расстоянии 18000 км

Конволюционное кодирование

Теперь можно ввести в MFSK-систему важное усовершенствование и добавить упреждающую коррекцию ошибок (Forward Error Correction - FEC). Это позволит весьма существенно уменьшить количество ошибок на приеме. Так как MFSK сама по себе весьма надежна, то добавление механизма FEC делает эту систему "практически непробиваемой". Добавочным аргументом является то, что реализации FEC идеально подходят к особенностям MFSK.

Упреждающая коррекция ошибок достигается посылкой добавочной избыточной, но вполне определенной информации (обычно это удваивает количество информации), но это делается таким образом, что достигается более, чем двукратный выигрыш. Вдобавок к этому, при правильно спроектированной системе FEC достигаемый выигрыш в приеме превосходит потерю качества из-за необходимости использования двойной полосы частот для пересылки данных! Это называется выигрышем из-за кодирования.

Кодирование информации для FEC в принципе осуществляется просто. Наилучшим способом является перемножение данных в двоичном битовом потоке с помощью специального полиномиального алгоритма (процесс называется конволюционным кодированием), но процесс декодирования намного сложнее и трудно ожидать, что его может понять новичок. Если вы все же хотите узнать подробности, то советуем прочитать "Учебник по конволюционному кодированию" Чипа Флеминга: Tutorial on Convolutional Coding

Перемешивание

Одной из проблем в использовании FEC является то, что упреждающая коррекция ошибок срабатывает наилучшим образом, если ошибки распределены равномерно по передаваемой информации. К сожалению, помехи (особенно от статического электричества) имеют импульсный характер и, как правило, искажают сразу несколько соседних бит. Чтобы избежать этой проблемы, перед передачей порядок следования бит изменяется с помощью "мешалки" (Interleaver'а). Тогда, если импульс разрушает несколько соседних бит, процесс восстановления на приемной стороне исходного порядка бит распределяет ошибки по более широкому интервалу времени. Это заметно облегчает работу декодера системы FEC.

Биты и Боды

Одной из самых непонятных сторон MFSK является то, что частота переключения несущих не совпадает со скоростью передачи данных, из-за того, что посылка каждой несущей означает передачу более, чем одного бита данных. Чтобы объяснить это, мы определим все используемые понятия и покажем их взаимосвязь.

Частота манипуляции (переключения)

Основным элементом передачи любой информации в цифровом режиме является Символ. В большинстве режимов под символом понимается либо "0", либо "1", но в MFSK-системах количество содержащейся в каждом символе информации зависит от количества используемых несущих. При восьми несущих в символе содержится три бита, при 16 несущих - четыре бита и т.д. Каждая посылка какой-либо несущей соответствует в MFSK одному символу. Скорость передачи символов (частота манипуляции) всегда измеряется в бодах (символов/сек), величине обратной продолжительности одного символа (одной посылки).

Пропускная способность канала

Информация передаваемая несущими MFSK неизбежно кодируется тем или иным способом. Поэтому скорость передачи "необработанной информации" может не совпадать со скоростью вывода или ввода исходной информации. Однако пропускная способность канала всегда вычисляется как произведение числа бит на символ и частоты манипуляции. Пропускная способность канала измеряется в битах/секунду (бит/сек). Например, для режима 10-тибодововой 8FSK (8 несущих) на один символ приходится 3 бита, и пропускная способность такого канала составляет 3 бита х 10 бод = 30 бит/сек.

Скорость передачи информации пользователя

Очень часто информация кодируется с помощью системы FEC, предназначенной для уменьшения числа ошибок, появляющихся в процессе передачи. В случае систем MFSK наиболее подходящим типом FEC является последовательный тип, когда каждый бит пользовательской информации представлен двумя или более бит закодированной информации. Это отношение называется скоростью кодирования кодировщика. Например, если на каждый бит данных получается два закодированных бита, то скорость кодирования составляет 1/2 или 0.5. Таким образом,

(Скорость передачи информации пользователя) = (Пропускная способность канала) х (Скорость кодирования).

Кодирующий алфавит

Существует много способов кодирования алфавита для передачи. Возможно, самым на сегодня распространенным является ASCII (ITA-5), также широко используется ITA-2 (используется телепринтерами). MFSK16, так же как код Морзе и PSK31, основана на Варикоде, который в отличие от большинства алфавитов разным буквам назначает разное количество бит. Наиболее часто встречающимся буквам присваивается самое небольшое число бит, и поэтому передача происходит быстрее. Следовательно количество бит, приходящееся на какой-либо символ алфавита, зависит от частоты повторения этого символа. Например:

Символ Варикод
пробел 100
a 101100
e 1100
E 111011100
Z 101010110100
Таким образом, качество кодировки алфавита зависит от выбранного кода, а в случае Варикода и от передаваемого текста:
Алфавит бит/букву
ITA-5 ASCII 10
ITA-2 7.5
Varicode ~ 7 - 8
Преимущество Варикода состоит в том, что алфавит можно расширять практически бесконечно. Например, в него включены все европейские буквы с верхними значками, а также некоторые управляющие символы, не входящие в набор букв. Варикод, используемый в MFSK отличается от Варикода, используемого в PSK31, но основные принципы те же самые.

Другим важным преимуществом Варикода является то, что в случае потери синхронизации ее можно восстановить гораздо быстрее, чем в других системах. А это означает, что будет потеряна меньшая часть информации.

Скорость передачи текста

Пользователя более всего интересует скорость передачи реального текста, которая измеряется в буквах в секунду (Characters Per Second - CPS) или в словах в минуту (Words Per Minute - WPM). И в том и в другом случае результат зависит от выбранного алфавита, а скорость выраженная в словах в минуту зависит и от среднего размера слов. Для английского языка принято считать, что средний размер слов равен 5 буквам плюс 1 пробел. Итак, можно сказать, что:

Скорость передачи текста (CPS) = Скорость передачи информации пользователя/Количество бит на букву

Скорость передачи текста (WPM) = CPS x 60 / Количество букв в слове

Рабочий пример

Пусть мы используем систему MFSK с 16 поднесущими (16FSK), работающую на скорости 15.625 бод, скорость кодирования FEC = 0.5 и алфавитом ASCII, использующим 10 бит на 1 букву. Тогда:

Скорость манипуляции = 15.625 бод
Пропускная способность канала = 15.625 x 4 = 62.5 бит/сек
Скорость пользовательской информации = 62.5 * 0.5 (скорость FEC) = 31.25 бит/сек
Скорость передачи текста (CPS) = 31.25 / 10 CPS = 3.125 CPS
Скорость передачи текста (WPM) = 31.25 x 60 / (10 x 6) = 31.25 WPM
Сравнение

Любительское радио RTTY работая на 45.45 бод достигает 60 WPM без коррекции ошибок и занимает полосу около 300 Гц. Радиолюбительский Пакет работает на 300 бодах и корректирует ошибки, но его принцип слабо подходит для КВ условий. В результате редко достигает скорости 30 WPM. Пакет занимает полосу 1 в КГц. PSK31 работает на 31.25 бода, и в режиме QPSK передает скорректированный от ошибок текст со скоростью примерно 31.25 WPM. PSK31 занимает самую узкую полосу в 100 Гц.

 Скорость передачи необработанной информации для различных цифровых режимов и занимаемая полоса частот

Рис.7. Скорость передачи необработанной информации для различных цифровых режимов и занимаемая полоса частот

С точки зрения качества в приведенных примерах для DX QSO подходят только MFSK16 и PSK31. Часто на больших расстояниях PSK31 работает плохо, а коррекция ошибок в этом режиме практически не улучшает работы и поэтому используется редко. MFSK обладает по-крайней мере такой же чувствительностью и не подвержена влиянию доплеровского эффекта. Этот режим меньше реагирует на соседние мешающие станции и обладает более эффективной коррекцией ошибок. Те же самые результаты дают и тесты на имитаторе ионосферы.

MFSK16

Первые серьезные режимы радиолюбительского MFSK были разработаны в 2000 году. Это была MFSK16 (и более медленная, но более надежная MFSK8). С помощью программ Nino IZ8BLY первые QSO были проведены 18 июня 2000 года. Первое реальное QSO было проведено между IZ8BLY и ZL1BPU на частоте 18105 КГц, а второе - между ZL1AN и ZL1BPU на 3560 КГц. Во время первых тестов были проверены скорости от 7.8 до 31.25 бод, а количество поднесущих менялось в этих тестах от 8 до 32!

Принятые сегодня параметры спецификации MFSK16 - это оказавшийся наилучшим компромисс. Режимы MFSK8 и MFSK16 можно получить бесплатно, скачав программу "STREAM software", написанную Nino IZ8BLY, а также с помощью некоторых других бесплатных и коммерческих программ. С тех пор было разработано еще несколько режимов:

- THROB - автор Lionel G3PPT (параллельные пары несущих, FEC отсутствует).
- Domino - автор Con ZL2AFP (16-FSK с IFK-кодированием и последовательными парами несущих).
- Olivia - автор Pawel SP9VRC (64 последовательных несущих и FEC Уолша).
- Полная реализация ALE - автор Charles G4GUO (8 последовательных, широко разнесенных несущих).

MFSK16 - самая универсальная из них всех и на сегодня вполне может претендовать на звание самого подходящего для дальних связей режима. Это самый широко используемый MFSK-режим. Вот чего можно ожидать, используя MFSK16:

- На 17 метрах сигналы по длинному пути обычно слабы и подвержены замираниям, тем не менее можно проводить регулярные 1-часовые связи при мощности трансивера 25 Ватт и простой дипольной антенне.
- На 20 метрах условия гораздо более нестабильны, хотя сила сигналов больше, а диапазон открыт дольше. Прием по длинному пути достаточно хорош при мощности 25 Ватт. Вполне возможно создание сетей.
- На 80 метрах ночью очень шумно, часто сильно мешает многолучевое распространение. Принимается практически 100% информации при мощности 500 миллиВатт на расстоянии десятки километров (поперек города), а при мощности 10 - 25 Ватт - на расстоянии 3000 км от Австралии до Новой Зеландии. Такое практически невозможно в других цифровых режимах.

Программное обеспечение постоянно совершенствуется благодаря отзывам использующих его экспертов-тестировщиков. Именно эти тесты нарабатывают практический опыт и позволяют разработчикам улучшать способы управления режимом MFSK16.

Ионосферные имитационные тесты, проведенные Johan KC7WW на его прекрасной аппаратуре, показали прекрасные результаты. Режим MFSK16 выдержал сравнение с PSK31 и MT63.

Режим MFSK16 использует переключение несущих без сбоя фазы и многие другие улучшения, особенно на приемной стороне. Этот режим основан на Piccolo, но отличается от него важными параметрами:

- Передаваемая информация бит-ориентирована, а не символ-ориентирована (*1).
- Основной сигнал - единичный символ, а не пара символов.
- Встроена кодировка, корректирующая ошибки.
- Разнос несущих и скорость манипуляции получаются деление 125 на целое число (*2).
- Передаваемые несущие фазово синхронизированы CPFSK.
- Не передается никакой AM информации или фазы символов (*3).

(*1) - Поэтому система может передавать текст и бинарные файлы, любой алфавит может использовать FEC

(*2) - Несущие и скорость манипуляции (15.625 Гц, 31.25 Гц, и т.д.) выбраны для того, чтобы согласоваться со стандартной частотой дискретизации звуковых карт 8000 Гц.

(*3) - Это означает, что передатчик должен быть линейным. Используя систему FFT передатчика можно выделить фазу несущей, а из нее - фазу символа. Это очень надежно и быстро.

Конечно, MFSK16 ориентирована на компьютер, а не не электромеханическую систему. Поэтому ее просто реализовать и использовать, если вы знакомы с работой за компьютером. То же самое относится и к PSK31 и Хеллшрайбер'у. Все, что вам надо - компьютер Pentium-класса, звуковая карта Soundblaster с 16-битовым звуком, а также операционная система Windows 95/98/NT/2000/XP или еще более новая. Спецификация программного обеспечения MFSK16 включает в себя:

- Точная настройка на рабочую частоту по принципу "укажи и щелкни".
- Конволюционная FEC с перемешиванием для уменьшения частоты ошибок.
- FFT-фильтрация и определение символов.
- Две скорости манипуляции (и количества несущих) для выбора оптимального режима в текущих условиях.

Варикод MFSK16 немного более эффективен, чем в других режимах, так как здесь нет необходимости резервировать комбинации "000", "0000" и т.д. для режима молчания. А это позволяет слегка уменьшить среднее количество бит, приходящихся на одну букву. Запрещена только комбинация "001", так именно она означает конец одной буквы и начало следующей. Скорость при передаче разговорного текста почти на 20% выше, чем при использовании варикода G3PLX. Для такого текста на одну букву приходится 7.44 бита, что дает скорость передачи 42 WPM при скорости передачи информации пользователя 31.25 бода.


по материалам статей Murray Greenman, ZL1BPU

СОДЕРЖАНИЕ раздела журнала РАДИОКЛУБ

Яндекс.Метрика