Приветствую Всех!

Коллеги, предлагаю продолжить обсуждение цифровых видов модуляции.

Провести сравнение используемых кодеков.

Провести энергетическое сравнение разных видов цифровой модуляции (дальнобойность, пробиваемость).

Рассмотреть практические, профессиональные и любительские реализации.

Поделиться практическим опытом модуляции/демодуляции в Ваших конструкциях.

Да и вообще выразить объективные и субъективные мнения из практики:)

С уважением,

RN3ASW
Коллеги, предлагаю продолжить обсуждение цифровых видов модуляции.
Ну так начните, хоть с чего нибудь, к примеру с сравнение используемых кодеков или Поделиться практическим опытом модуляции/демодуляции в Ваших конструкциях.
С удовольствием почитаю.

Краткое описание PSK протоколов

За последние годы количество цифровых протоколов для любительского радио, значительно выросло, также растет и семейство PSK протоколов. Я предлагаю вашему вниманию краткие характеристики каждого протокола и самые существенные отличия.
--------------------------------------------------------------------------------


PSK31 PSK63 PSK125 PSK250
Cамое старое семейство PSK протоколов, в которых используется двухфазовая модуляция, между собой они отличаются только скоростью передачи информации и соответственно полосой занимаемой в эфире. Основан этот протокол, на модуляции двух фаз, 0 и 180 градусов, это достаточно эффективный способ передачи информации, при небольших помехах. Нужно отметить что манипуляция фазами сигнала, всегда ограничивает дальность связи из-за значительных фазовых искажений увеличивающихся при увеличении расстояния между корреспондентами! Увеличение скорости, с одной стороны ухудшается соотношение сигнал/шум, с другой стороны, позволяем быстрее передавать информацию. Другое название этих протоколов BPSK. Авторы протоколов G3PLX, AE4JY, KH6TY.

Скорость модуляции несущей: 31.25 , 62.5 , 125 , 250 , 500 бод
Скорость передачи текста: 37 - 590wpm в зависимости от символов и скорости
Модуляция: DBPSK
Режим: для BPSK не имеет значения, LSB или USB боковая используется
Ширина полосы занимаемой в эфире: 70 - 700Гц
Демодуляция: когерентная
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Исправление ошибок: отсутствует
Допустимый уход частоты: не более 50Гц в минуту
Минимальное соотношение сигнал/шум: -11дб для BPSK31, -7дб для PSK63 и +5дб для BPSK500

Программа MMVARI поддерживает работу BPSK на нестандартных скоростях 20, 45.45 и 93.75 бод, работайте на них только по договоренности. Повседневные QSO проводите на скорости 31.25. Некоторые программы (MixW), поддерживают BPSK500 этот режим имеет большую скорость передачи, но очень низкую помехоустойчивость.
--------------------------------------------------------------------------------


QPSK31 QPSK63 QPSK125 QPSK250
Семейство протоколов аналогичное предыдущему, только здесь используется манипуляция уже четырьмя фазами (0-90-180-270 градусов). Отличаются друг от друга только скоростью и полосой занимаемой в эфире. При увеличении скорости - ухудшается соотношение сигнал/шум. Родоначальник этих протоколов G3PLX, более скоростные варианты разработаны другими радиолюбителями. Программа MixW, поддерживает работу в режиме QPSK500.

Скорость модуляции несущей: 31.25 , 62.5 , 125 , 250 , 500бод
Скорость передачи текста: 37 - 650wpm в зависимости от символов и скорости
Модуляция: DQPSK
Для QPSK важно какая боковая полоса используется, LSB - USB. Рекомендуется использовать USB.
Ширина полосы в эфире: 70 - 700Гц
Демодуляция: когерентная
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Исправление и коррекция ошибок: отсутствует
Минимальное соотношение сигнал/шум: -9дб для QPSK31

--------------------------------------------------------------------------------


PSK63F PSK125F PSK220F
Попытки улучшения классических BPSK протоколов, привели к созданию PSK63F и PSK125F. Улучшения заключаются в добавлении системы прямой коррекции ошибок (FEC) что делает их более устойчивыми к помехам. Обратите внимание, что PSK63 и PSK125 не совместимы с PSK63F и PSK125F, хотя в эфире их сигналы выглядят одинаково! Автор этих протоколов IZ8BLY, задумал их как более помехоустойчивую альтернативу PSK31/63/125 и QPSK. В программе Stream, для работы в PSK63F/125F используются цифровые фильтры и очень эффективный, адаптивный декодер оригинальной разработки.

Вот что пишет сам автор IZ8BLY :
''PSK63F был разработан, чтобы сделать связь более устойчивой, по сравнению с PSK31 в двух случаях, во первых, более высокая скорость передачи (62.5 бод) значительно уменьшает кол-во ошибок при эффектах допплера и во-вторых, возникающие во время приема ошибки устраняются с помощью постоянно работающей FEC. В отличие от QPSK31, чувствительность PSK63F к допплерным эффектам не увеличевается, потому что используется более эффективное кодирование и большая скорость чем в PSK31, хотя полоса пропускания сигнала шире всего в два раза. PSK63F идеально подходит для коротких DX QSO дальностью до 10000 км, для местных QSO и для работы на УКВ. Протокол очень терпим к дрейфу частоты и неточной настройке. Это хороший протокол для новичков и для работы QRP. PSK63F показал отличные результаты при DX на 6m и 15m - 10m, когда эти диапазоны открыты. PSK63F полезен для передачи небольших текстовых файлов, он не так чувствителен к помехам как PSK31 и устойчив к QRM как MFSK16.''

Протокол PSK220F предложен F6CTE в 2005 году, он основан на PSK63F (PSK125F), только увеличена скорость, что позволило дополнить этот протокол возможностью передачи не только текстов, но и изображений PSK220F+DIGISSTV. Реализован он в программе MULTIPSK.

Скорость модуляции несущей: 62.5 , 125 , 220.5бод
Скорость передачи текста: 31.25 , 62.5 , 150bps
Модуляция: DBPSK
Боковая LSB или USB имеет значение, рекомендуется USB
Ширина полосы занимаемой в эфире: 110, 230, 430Гц.
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Исправление ошибок: FEC (прямое исправление ошибок)
Допустимый уход частоты: не более 60Гц в минуту, 180Гц в минуту для PSK220F
Минимальное соотношение сигнал/шум: -12дб, -9дб. (-7дб. для PSK220F)

--------------------------------------------------------------------------------


PSKFEC31
Протокол предложенный F6CTE в 2003 году, для работы в QRM, при федингах, при очень низком уровне сигнала и при эффектах доплера. Помехоустойчивость PSKFEC31 выше чем у PSK31, благодаря FEC. Автор считает, что протокол PSKFEC31 вобрал в себя все лучшее из других PSK протоколов. В PSKFEC31 улучшена синхронизация при очень низких уровнях сигнала. На передачу используется специальная форма импульса. Набор символов ограничен большими буквами латинского алфавита и цифрами, что также благоприятно сказывается на качестве приема информации.

Скорость модуляции несущей: 31.25бод
Скорость передачи текста:28wpm
Модуляция: DBPSK
Боковая полоса LSB или USB, имеет значение.
Ширина сигнала занимаемая в эфире: 160Гц.
Демодуляция: когерентная
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Исправление ошибок: FEC
Допустимый уход частоты: не более 60Гц в минуту.
Минимальное соотношение сигнал/шум: -14.5дб.

--------------------------------------------------------------------------------


PSK10
Интересная разновидность PSK предложенная французским радиолюбителем F6CTE в 2001 году и реализованная в его программе MULTIPSK. За счет уменьшения скрости обмена информацией, увеличена общая чувствительность и соответственно соотношение сигнал/шум при котором сохраняется возможность принимать текст. В отличии от PKS31 здесь отслеживается не обнаружение другой фазы из двух возможных, а ее инверсия (отсутствие одной фазы говорит о наличии другой, без ее анализа).

Скорость модуляции несущей: 10бод
Скорость передачи текста: 18wpm зависит от символов
Модуляция: DBPSK
Имеет значения, какая боковая полоса используется, LSB или USB. Рекомендуется USB
Ширина полосы в эфире: 40Гц.
Демодуляция: когерентная
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Исправление и корректировка ошибок: отсутствует
Допустимый уход частоты: не более 40Гц в минуту
Минимальное соотношение сигнал/шум: -17дб.

--------------------------------------------------------------------------------


PSKAM10 PSKAM31 PSKAM50
Семейство улучшенных PSK протоколов предложенных радиолюбителем F6CTE (автором программы MULTIPSK) в 2003 году. За основу протоколов взят принцип AMTOR FEC, где каждый символ передается два раза с разносом по времени. Принцип анализа фаз, такой как в PSK10. Протокол PSKAM10 имеет высочайшую чувствительность и не уступает слуховому приему CW!

Скорость модуляции несущей: 10 , 31 , 50бод
Скорость передачи текста 6 , 20 , 31wpm
Модуляция: DBPSK
Имеет значение, какая боковая полоса используется, LSB или USB.
Рекомендуется всегда использовать USB, независимо от диапазона.
Для увеличения помехозащищенности, используется сокращенный набор букв и символов(56).
Ширина полосы в эфире: 50, 80, 260Гц.
Демодуляция: когерентная
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Коррекция ошибок: нет, но символы передаются два раза с временным разносом
Допустимый уход частоты без потери связи: не более 40Гц в минуту
Минимальное соотношение сигнал/шум: -19.5дб. для PSKAM10, -14дб. , -11.5дб.

--------------------------------------------------------------------------------


GMSK
Эта модуляция давно и успешно используется в GSM сетях для передачи голоса. GMSK это чтото среднее между PSK и FSK. Впервые в любительской связи, этот протокол был использован в программе MMVARI. Для GMSK, не нужен линейный передатчик.

Скорость модуляции несущей: 20 , 31.25 , 45.45 , 62.5 , 93.75 , 125 , 250 бод
Скорость передачи текста: 30 - 290wpm
Модуляция: гауссовская двухпозиционная частотная манипуляция с минимальным сдвигом
Боковая полоса (LSB-USB), не имеет значения.
Ширина полосы в эфире: 50 - 360Гц.
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Коррекции ошибок нет
Минимальное соотношение сигнал/шум: чуть лучше чем у BPSK.

--------------------------------------------------------------------------------


CHIP64 CHIP128
Новые протоколы предложенные IZ8BLY (автором MFSK8, MFSK16, PSK63F) в 2005 году, которые основываются на самых последних достижениях в области цифровой связи на КВ. Работа этих протоколов требует значительных ресурсов от ПК, так как во время декодирования сигнала, нужны быстрые математические вычисления с плавающей точкой.

Скорость модуляции несущей: 300 бод
Скорость передачи текста: 37.5bps (21.09)
Модуляция: d-bpsk
Боковая полоса (LSB-USB), не имеет значения.
Ширина полосы в эфире: 200Гц.
Синхронизация: автоматическая, по сигналу
Коррекции ошибок есть, сложные вычисления и алгоритмы
Минимальное соотношение сигнал/шум: лучше чем у BPSK.


Игорь - UA6HJQ

RN3ASW

Почитайте на этом форуме тему "Модемы на КВ" и особенно выкладки и статьи от пользователя starche.

Здравствуйте!

Начну, с субъективного...

При проведении субъективного сравнения между C4FM (APCO 25 Фаза I) и 4FSK/FDMA (IC-F4029SDR)

...победил 4FSK/FDMA:)

Оценка проводилась с одновременным использованием следующих радиостанций*:

от C4FM - Motorola XTS 1500 c Motorola XTS 2500, Vertex Standard VX-P924 с VX-P929
и Icom IC-F80DS и IC-F80DT.

от 4FSK/FDMA - IC-F4029SDR.

* - для уменьшения влияния согласования антенн, радиостанции настраивались на одинаковое излучение мощности в эфир. Испытания проводились на частоте 446 мГц в режиме "прямого канала".


Критерии оценки:

1- зона уверенной связи в прямой видимости, в плотной городской застройке, в бетонном здании, в лесу, а также при движении в автомашине;
2- разборчивость речи при минимальном принимаемом сигнале;
3- искажения вносимые кодеком и НЧ трактом (на слух);
4- сервисные возможности (статусные сообщения, сигналлинг в прямом канале и т.п.);
5- эргономика, габариты;
6- технологичность исполнения (взгляд изнутри);
7- доступность оборудования, цена:)

Комплект - Motorola XTS 1500 c Motorola XTS 2500:
("-" пункт из "Критерии оценки" и относительный оценочный бал 1-5)

"1"- 5;
"2"- 4,5;
"3"- 4;
"4"- 2;
"5"- 4;
"6"- 5;
"7"- 1.

Комплект - Vertex Standard VX-P924 с VX-P929:
("-" пункт из "Критерии оценки" и относительный оценочный бал 1-5)

"1"- 4;
"2"- 3,5;
"3"- 3,5;
"4"- 2;
"5"- 4;
"6"- 3,5;
"7"- 3.

Комплект - Icom IC-F80DS и IC-F80DT:
("-" пункт из "Критерии оценки" и относительный оценочный бал 1-5)

"1"- 4;
"2"- 4;
"3"- 4;
"4"- 2;
"5"- 4;
"6"- 4;
"7"- 2.

При перекрёстной связи Motorola, Vertex Standard и Icom в C4FM - режиме, наблюдалось ухудшение связи.

Комплект - Icom IC-F4029SDR и IC-F4029SDR:
("-" пункт из "Критерии оценки" и относительный оценочный бал 1-5)

"1"- 5;
"2"- 4;
"3"- 5;
"4"- 5;
"5"- 5;
"6"- 3;
"7"- 5:)

Скоро смогу включить в этот эксперимент Icom IC-F4063 с модулем UT-119H.



Почему "субъективного сравнения"?

Мнение человека, почти всегда субъективно...:)

Более объективное сравнение проведу позже и в равноценных режимах**.

C4FM APCO 25 (Фаза I) ширина 12,5 кГц.




4FSK/FDMA ширина 6,25 кГц.



** - Равноценным можно считать CQPSK APCO 25 (Фаза II) ширина 6,25 кГц.

Присоеденяйтесь, сравнивая:)


Уважаемый sea,

Спасибо за обзор.


Уважаемый Zmej,

Почитайте на этом форуме тему "Модемы на КВ" и особенно выкладки и статьи от пользователя starche.

Спасибо, почитаю.

С уважением,

Уважаемый sea,

Спасибо за обзор.

Обзор я скопипастил у UA6HJQ

RN3ASW

При перекрёстной связи Motorola, Vertex Standard и Icom в C4FM - режиме, наблюдалось ухудшение связи

Интересно. Американские коллеги делали тесты и клянуться, что между сертифицированными APCO 25 Phase I радиостанциями разницы нет. В частности, в разнородных парах от Motorola, Vertex и ICOM. В том числе, такую информацию давал перец, работающий в лаборатории, которая занимается APCO-сертификацией. Гипотетически возможная разница списывалась на различный alignment радиостанций.

Вы можете описать какого рода было ухудшение при работе с разнобрендовых станций? Уменьшение радиуса действия связи (то есть срывы на баааааааааааа мааааааааааааа там, где уверенно работали две Моторолы)? Худшая разбираемость голоса при уверенной демодуляции (на баааааааааааа мааааааааааааа срывов нет, но само качество восстановленой речи ниже)? Или что-то еще?

RN3ASW А чего б не положить записи апко 25 фаза 1 и апко 25 фаза 2? Для полной картины.

Mesh

А чего б не положить записи апко 25 фаза 1 и апко 25 фаза 2? Для полной картины.

Вряд ли у кого-то в РФ есть железо с APCO 25 Phase II. Первое упоминание о трансиверах соответсвуюзих APCO 25 Phase II было сделано фирмой M/A-COM менее года назад, причем, как я понял, речь шла о перспективе.

Rulez Reloaded Понял. Чёто показалось что RN3ASW имеет доступ к этой вещи. Жаль, cqpsk в глаза не видел. Потрогать охота. ;)

Mesh

Я так понял речь шла об альтернативе 4FSK/FDMA под сетку 6,25.

Так это об цифровой модуляции для передачи голоса? А-ля DSTAR?
Тогда я пасс - не интересно пока :(

RN3ASW
Благодарю, интересно.

Zmej
для передачи голоса?
Тогда я пасс - не интересно пока :(
А для передачи не голоса в АРСО другая модуляция используется?

Здравствуйте!

Уважаемый Rulez Reloaded,

Американские коллеги делали тесты и клянуться, что между сертифицированными APCO 25 Phase I радиостанциями разницы нет. В частности, в разнородных парах от Motorola, Vertex и ICOM. В том числе, такую информацию давал перец, работающий в лаборатории, которая занимается APCO-сертификацией. Гипотетически возможная разница списывалась на различный alignment радиостанций.

Разница есть, однозначно. В пользу Motorola XTS. Аlignmentы радиостанций пока глубоко не крутил, если будет улучшение при тонкой настройке - поправлю результаты тестирования. Спасибо.

Вы можете описать какого рода было ухудшение при работе с разнобрендовых станций? Уменьшение радиуса действия связи (то есть срывы на баааааааааааа мааааааааааааа там, где уверенно работали две Моторолы)? Худшая разбираемость голоса при уверенной демодуляции (на баааааааааааа мааааааааааааа срывов нет, но само качество восстановленой речи ниже)? Или что-то еще?

Именно это и есть, всё Вами перечисленное понемножку:) В разных парах по-разному, а всё вместе - это уменьшение дальности связи.


Уважаемый Mesh,

RN3ASW А чего б не положить записи апко 25 фаза 1 и апко 25 фаза 2? Для полной картины.

Как только будет возможность, сразу положу сигнал и расскажу о тесте.


Уважаемый 797,

А для передачи не голоса в АРСО другая модуляция используется?

Посмотрите, пожалуйста, здесь, там подробнее всё рассказано.

С уважением,

RN3ASW

Именно это и есть, всё Вами перечисленное понемножку:) В разных парах по-разному, а всё вместе - это уменьшение дальности связи.

Понял. Насколько критичная эта разница на практике?

797
А для передачи не голоса в АРСО другая модуляция используется?

Я не вникал в эту систему. Хотя и встречалось ее обсуждение на заграничных форумах по D-STAR, но как правило D-STARовцы помешаны только на цифровом голосе, они этот арсо25 обсуждали как некую аналогию D-STAR в плане передачи речи и всё...



RN3ASW
Посмотрите, пожалуйста, здесь, там подробнее всё рассказано.

Посмотрел, но конкретно по т.н. "модемному уровню" там почти ничего не написано только упоминалось о скоростях в 7200 , 9600 и возможности передать данные. Если у кого есть ссылки выкладывайте.

Здравствуйте!

Уважаемый Rulez Reloaded,

Насколько критичная эта разница на практике?

На практике терпимо, если работать не в сети Motorola ASTRO.
Но если работать на границах зоны связи, выбор за Motorola XTS.
(Видимо из-за гораздо более высокого технологического уровня реализации станций Motorola XTS 1500-2500)

Нужно также помнить, что в Motorola - APCO 25 это ASTRO, т.е. фирменный стандарт со своими нововведениями...


Уважаемый 797,

А для передачи не голоса в АРСО другая модуляция используется?

Модуляция используется та же. Только есть несколько алгоритмов передачи данных, в том числе вместе с голосом.

С уважением,

Приветствую Всех!

Уважаемый Zmej,

Так это об цифровой модуляции для передачи голоса? А-ля DSTAR?
Тогда я пасс - не интересно пока :(

А мне D-Star очень даже понравился.

Я даже предлагаю в Москве и МО репитеры D-STAR поставить.

С уважением,