MT63: техническое описание

in PSK
Обновлено: 23 Июнь 2014
Просмотров: 1739

ЖУРНАЛ "РАДИОКЛУБ"  Image  ОСНОВЫ И ПРАКТИКА ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ РАДИОСВЯЗИ  Image  

MT63 предназначена для непосредственного общения между радиолюбителями и обеспечивает надежность связи в очень плохих условиях. Поэтому в MT63 используется не ARQ, а FEC-технология коррекции ошибок. Модем MT63, созданный на базе высокопроизводительного DSP-процессора (либо внешний специализированный модуль, либо программный вариант на базе звуковой PC-карты), излучает 64 тона, расположенных через каждые 15.625 Гц в полосе частот шириной 1 КГц. Звуковой сигнал занимает полосу частот от 500 Гц до 1500 Гц. Каждый из 64 звуковых тонов (поднесущих) модулируется дифференциальной биполярной (двухуровневой) фазовой модуляцией со скоростью 10 бод. Так как длина FEC-кода Уелша выбрана равной 64 битам, скорость передачи букв совпадает со скоростью модуляции и составляет (при использовании FEC) 10 семибитовых символа в секунду (около 100 слов в минуту). На нижеприведенном рисунке приведен спектр сигнала MT63 (автор - EA2BAJ):
 спектр сигнала MT63
Можно также использовать две другие полосы частот: 500 Гц и 2000 Гц. В этих двух случаях расстояние между поднесущими и скорость передачи на каждой из них изменяются пропорционально занимаемой полосе частот. Соответственно, пропорционально занимаемой полосе частот изменяется и суммарная скорость передачи. Это описание касается, в основном, основного режима с занимаемой полосой частот 1 Кгц. Дополнительное удваивание времени "размазывания" улучшает устойчивость к всплескам помех, но увеличивает задержку в передаче информации (во времени прохождения информации через кодировщик и декодировщик). Путем пропорционального изменения временных характеристик можно получить и другие значения характеристик канала передачи информации, но нижняя звуковая частота всегда остается равной 500 Гц.

Полоса частот

Звуковые частоты

Скорость модуляции

Скорость передачи

'Размазывание' буквы

500 Гц

500 - 1000 Гц

5 бод

5 симв/сек

6.4 или 12.8 сек

1000 Гц

500 - 1500 Гц

10 бод

10 симв/сек

3.2 или 6.4 сек

2000 Гц

500 - 2500 Гц

20 бод

20 симв/сек

1.6 или 3.2 сек

7-битовая информация, поступающая с клавиатуры или из файла (кодировка - ASCII, 7 бит), в дальнейшем кодируется с помощью функции Уолша в 64 бита, что обеспечивает высокую надежность FEC-коррекции ошибок с высокой избыточностью. Функция Уолша гарантирует, что даже еслилюбые 16 бит из 64 будут искажены, информация на выходе декодера будет восстановлена полностью.

На следующем рисунке показана развертка во времени спектра принимаемого сигнала MT63 (диапазон 3.5 МГц, 10 секунд приема, расстояние 3000 км, мощность 50 Вт). Прекрасно видны полосы селективного замирания, проходящие через сигнал. Тем не менее, в принятой информации ошибок не было.

 развёртка по времени спектра принимаемого сигнала MT63
Никаких особых требований к точности настройки не предъявляется, так как логика захвата сигнала способна скомпенсировать ошибку до 50 Гц в установке рабочей частоты трансивера. Правда, чем грубее настройка, тем хуже работает система коррекции ошибок, так как ошибка в настройке эквивалентна блокировке передачи на некоторых несущих. А это, в свою очередь, уменьшает избыточность сигнала. Информация о фазе несущего сигнала выделяется в декодере с помощью техники быстрого преобразования Фурье (FFT). Вариации фазы, вызванные нестабильностью ионосферы, отслеживаются с помощью дифференциального определения фазы несущей.

При скорости модуляции 10 бод влияние ионосферы на фазу сигнала из-за эффекта Допплера весьма заметно (из-за большей продолжительности одного бита, оно еще больше, чем в случае PSK31). Но качество передачи все равно остается заметно лучше чем у PSK31 из-за чрезвычайно высокой избыточности сигнала MT63, что обеспечивает эффективную работу системы FEC-коррекции ошибок.

Приёмная часть использует 64 дифференциальных фазовых детектора двухфазного сигнала, работающих в параллельно. Эти детекторы игнорируют изменения частоты и амплитуды принимаемого сигнала и выдают "мягкое" решение для 64декодеров Уолша. Так как во всех 64 каналах одновременно генерируются решения с помощью функции Уолша, то принимающая программа просто выбирает решение, обеспечивающее наименьшую ошибку. Эта технология позволяет избежать неопределенности в частоте в том случае, когда некоторые поднесущие пропадают из-за замирания или помех или из-за неточной настройки (некоторые несущие могут быть декодированы вместо своих соседей). Демодуляторы приемника передают декодерам решения в виде COS(разница фаз), что еще больше улучшает работу FEC-декодера Уолша.

Конечно же, существует бесчисленное множество способ декодирования 64 несущих. Павел опробовал многие (но далеко не все!) из них и выбрал тот, который работал наилучшим образом. В этой сфере существует большое поле для экспериментирования. Параметры MT63, указанные в вышеприведенной таблице, были выбраны на основе экспериментов по связям на коротких и 20000 км дистанциях.


материал для публикации подготовил Виктор Кособоков, R3BB

СОДЕРЖАНИЕ раздела журнала РАДИОКЛУБ

Яндекс.Метрика