Transcript Modulation par Déplacement de Fréquence

Modulations Numériques
Pour les Radioamateurs
Christian POUMIER
F6ECI site http://f6eci.fr
BRIVE 29/03/2014
SOMMAIRE
Historique
Théorie
MDA MFM QAM OFDM
Correction d'erreur
Distorsion du canal de propagation
PAUSE
Modes numériques radio amateur
CW RTTY
PSK MSK ROS
JT65 WSPR OPERA
Emetteur Récepteur
Concours
Club
Annexes
2
Historique
L'homme utilise des communications numériques avec
codage depuis longtemps
Le TAM TAM, les cornes
Signaux de fumée, les feux
Télégraphe chape
1838 Samuel morse invente le code morse (c'est un
varicode)
1874 première ébauche du code BAUDOT
1894 Liaison radio électrique en OOK ( Albert TURPAIN)
1930 Liaison RTTY
1970 Liaison en mode PSK et QPSK pour les faisceaux
hertziens
3
THEORIE DES MODULATIONS
NUMERIQUES
4
THEORIE
Une modulation numérique possède des états de valeur
entière par rapport à la modulation analogique qui elle
possède une infinité de valeur.
L'avantage principal pour une modulation numérique c'est
la tenue au bruit
5
THEORIE définitions
Qualité du signal Taux d'Erreur Bit
(BER )
Représente le pourcentage de bit faux
C/N c'est le rapport signal sur bruit la bande de bruit utilisé
par les radioamateurs est de 2500 Hz par convention
Eb= Energie par bit après démodulation et Correction
d'erreur
N0= Bruit de densité spectrale dans la bande optimum
Fb = débit binaire
Es= Energie symbole M=nombre d'état par symbole
Pour comparer les différentes formes d'onde on utilise par
convention le TEB en fonction de rapport Eb/N0
6
MODULATION
Le signal modulé s'écrit sous la forme générale
A est l'amplitude du signal ( modulation d'amplitude)
ω0 est la fréquence (modulation de fréquence)
t le temps (position dans le temps)
φ la phase (modulation de phase)
L'ensemble de ces paramètres peuvent être utilisés
pour réaliser la modulation
Ils peuvent être combinés
7
MODULATEUR
Le modulateur permettant de réaliser l'ensemble de ces
modulations
Ce sont deux porteuses en quadrature que l'on module
8
MODULATEUR
Représentation graphique d'une constellation
L'axe Re est le modulateur a 0°
L'axe Im est le modulateur déphasé de 90°
9
MODULATION MDA ( On Off shit Keying)
La modulation Modulation par Déplacement d'Amplitude
La CW est une modulation MDA
Un seul modulateur est suffisant pour ce type de
modulation
C'est la plus simple des modulations
10
MODULATION MDA
L'on peut réaliser une modulation à plusieurs états
Plus le nombre d'états est élevés plus l'encombrement
spectral sera réduit pour le même débit
La sensibilité diminue avec le nombre d'états
11
MODULATION MDA ( On Off shit Keying)
Constellation
La modulation MDA2 est assimilable a une modulation de
phase à 180°
La CW utilise une modulation MDA asymétrique puisque
un 1 correspond à une porteuse et 0 absence de
porteuse
12
MODULATION MDA ( On Off shit Keying)
Rapport signal sur bruit
Exemple une MDA 2 symétrique à 20 mots
minutes (code morse) correspond à un débit de 20
bauds. et prenant comme référence une probabilité
d'erreur de 1 erreur pour 1000 bit
C/N =7 + 10 LOG(20/2500) C/N = -13.9 dB (limite
théorique).
Dans d'une MDA2 asymétrique C/N= -10,9dB
L'encombrement spectral est au minimum de
20Hz avec des fronts de monté et descente
optimum
Les fronts de monté et descente sont rarement
optimisé (exemple CW)
L'utilisation de 4 états voir plus ne présente pas d'intérêt
sauf si ils sont utilisés avec d'autres modulation
13
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)
Modulation par Déplacement de Phase
On appelle "MDP-M" une modulation par déplacement
de phase (MDP) correspondant à des symboles M-aires.
14
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)
Constellation
constellations de MDP pour M= 2, 4 et 8.
15
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)
Probabilité d'erreur
16
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)
Meilleur efficacité que la MDA asymétrique
Le C/N pour une modulation 2 états
Le seul moyen pour détecter ces signaux est un logiciel
de décodage. Pour le MDP2 à 20 bauds le C/N limite en
prenant comme hypothèse une probabilité d'erreur de 1
10-3.
C/N= 7 - 10 LOG (20/2500) = -13.9 dB (identique MDA2)
Cette forme d'onde à quelques inconvénients
Sensible au bruit de phase.
Le signal n'est pas à enveloppe constante (
Modulation d'amplitude ) d’où linéarité de chaine
Les avantages
Encombrement spectrale très réduit avec M élevé
Assez bonne sensibilité
17
MDF (Modulation par Déplacement de Fréquence)
Les Modulations par Déplacement de fréquence (MDF)
sont aussi souvent appelées par leur abréviation anglaise
: FSK pour "Frequency Shift Keying".
Deux cas :
Modulation à phase discontinue ( cas du RTTY)
Elle est simple de réalisation.
Son principal défaut est la grande bande passante
dont elle a besoin pour pouvoir transmettre les
sauts de phase.
Modulation à phase continue
Elle est plus complexe à réaliser.
Elle requiert une bande passante plus étroite.
Un cas particulier de la MDF à phase continue est la
modulation GMSK (Gaussian Minimun Shift Keying)
MDF (Modulation par Déplacement de Fréquence)
Codage des fréquences pour 8 fréquences soit MDF3
3 états
Fréquence
Code
F1
000
F2
001
F3
010
F4
011
F5
100
F6
101
F7
110
F8
111
Pour 8 fréquences il y aura 3 bits
MDF(Modulation par Déplacement de Fréquence)
La modulation MDF peut prendre plusieurs états
La probabilité d'erreur diminue avec le nombre d'états
MDF(Modulation par Déplacement de Fréquence)
Exemple de C/N
Débit binaire 6bits/seconde
Nombre de fréquence 64 ( 6 bits par symbole)
Débit Symbole 3,3 bauds (20 bits/s)
Probabilité d'erreur 1 10-3 sans CCE
C/N=3,5 + 10 log (20/2500 ) = -17,4dB
C'est la forme d'onde la plus performante pour la
sensibilité
Beaucoup de mode radio amateurs utilise cette forme
d'onde
L'inconvénient de cette forme d'onde est l'encombrement
spectrale chaque fréquence doit être distante de 1 fois le
débit dans le cas ci dessus largeur de spectre =220 Hz
En MDP 2 largeur de 20 Hz
MODULATION MDAP (MAQ)
Ce type de modulation est utilisé pour la DRM cela pour
avoir un haut débit.
MAQ seul présente des inconvénients n'est pas utilisé
dans le domaine radioamateur et l'on passe directement à
l'OFDM
Pour MAQ64 le débit est multiplié par 6 pour le même
encombrement spectral par rapport a une MDP 2
Sensible au bruit de phase et d'amplitude
C/N dégradé par rapport a une modulation MDP 2
23
MODULATION MDAP (MAQ)
Calcul d'un C/N pour une modulation MAQ16 et un débit
de 20 bits (5 bauds) pour une probabilité d'erreur de 1 10-3
Il y a 4 bits par symbole en MAQ16 l'encombrement
spectrale sera de 5 Hz (valeur min)
C/N = 10,5 * 10 LOG (20/2500)=-10,4 dB
La modulation n'est pas une enveloppe constante
La chaîne radio doit être très linéaire
Rapport puissance crête puissance moyenne 3 dB
La phase dans la bande de modulation la plus
constante possible ( temps de groupe)
Avantage principal encombrement spectral
Forme d'onde non utilisé dans le domaine amateur
24
OFDM
Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
C'est un procédé de codage de signaux numériques par
répartition en fréquences orthogonales sous forme de
multiples sous-porteuses.
Cette technique est le meilleur moyen actuellement pour
lutter contre les canaux sélectifs en fréquence pour les
hauts d
Les principales applications utilisant ce principe
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line)
TNT (Télévision numérique terrestre)
DAB (Digital Audio Broadcasting)
DRM (Digital Radio Mondiale)
DRM ( radio amateur transmission d'image)
25
OFDM
C'est une modulation à multi-porteuse
Consiste à répartir les symboles sur un grand nombre de
porteuses à bas débit
Cela équivaux à diminuer le débit symbole par porteuse
Moins sensible aux variations de phase et
d'amplitude
Doit être associé avec de l'entrelacement et code
correcteur d'erreur
26
OFDM
Propriétés
Débit très élevé avec un minimum de dégradation
dans un canal de propagation très perturbant
Bande occupé faible pour le débit
Modulation de base MAQ 4 MAQ 16 MAQ 64
Nombre de porteuse pouvant dépasser 1000
Linéarité de chaine radio indispensable
Puissance crête 5 fois la puissance moyenne dépend
du nombre de porteuse
Les applications ADSL DVB-T ( la TNT) WiFi
utilisent ce principe
Pour les radio amateur le mode DRM dans 2500 Hz
de bande
27
FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum
Etalement de spectre par saut de fréquence
Contrairement a la modulation MDF chaque fréquence
est démodulé indépendamment mais pas en même temps
Chaque porteuse peut être modulé en MDA, MDF, MAQ
Le principal inconvénient est l'encombrement spectrale
Pour 128 porteuses avec un débit de 1 baud (128 Hz
minimum)
C'est un fonctionnement avec diversité de fréquence
Très efficace en cas d'évanouissement sélectif
Entrelacement et code correcteur d'erreur sont
toujours utilisés
28
FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
Le saut de fréquence est généré a partir d'un séquence
pseudo aléatoire connue de la station d'émission et de la
station de réception.
Procédure de synchronisation pour commencer
Porteuse spécifique avec mode réduit
La sensibilité de la synchronisation est meilleur que
les données
Transmission par paquet
Particularité : Plusieurs liaisons peuvent avoir lieu sur la
même bande de fréquence soit :
Séquence pseudo aléatoire différente
Heure de démarrage de la séquence différente
29
Autres Formes d'onde
DSSS
Cette forme n'est pas utilisé dans le monde radio
amateur
Ne présente pas d'avantage complémentaire par
rapport a FHSS pour nos applications
UWB ( Ulta Wide Band)
Largeur de bande trop importante
Attention risque d'être appliqué en domotique
perturbation possible pour ceux qui pratiquent les
hyper 2 à 20 GHz mais porté limitée
30
Démodulation Cohérente et enveloppe
La démodulation cohérente synchronisation avec la
porteuse émission
La démodulation d'enveloppe utilisation du signal reçu
pour démoduler
Signal/ bruit
avant
détection
Démodulation
cohérente
Démodulation
d'enveloppe
10 dB
Signal/ bruit
après
détection
31
Distorsion inter symbole
Le canal de propagation génère plusieurs rayons
30 mS SP 10000 km
100 ms LP 30000 km
C/I
100 B/s
BIT 1
Bit émission
BIT 2
Rayon 1
Rayon 2
Rayon 3
Les filtrages provoquent de la la distorsion de phase (
filtre a quartz filtre BF bande étroite) se mesure par le
temps groupe
32
STRUCTURE D'UNE TRAME
La trame est décomposé en champ
Synchronisation
Données
Nota : La synchronisation
peut être répartie tous le
long de la trame
Entête
Fin de message
Code correcteur
d'erreur
Exemple bus série port com
Start (synchronisation et entête), les données , la
parité pour la détection d'erreur et 1 ou 2 bits et un
stop pour la fin de message
33
Code Correcteur d'Erreur (FEC)
Différentes procédure permettent de corriger les erreurs
Répétition du message
Redondance dans le message
Insertion d'un code dans le message
Code convolutif ( Viterbi)
Code par bloc
Code cyclique
Turbo code
CCE
Données brut
34
Code Correcteur D'Erreur (FEC)
35
Canal de propagation
Le canal de propagation c'est la partie de rayonnement
électromagnétique entre 2 antennes
Le canal de propagation fluctue dans le temps avec
différentes influences
Le fading plat l'ensemble des fréquences du canal
radio subissent la même atténuation
Le fading sélectif des fréquences sont atténuées et
d'autres pas et cela en fonction du temps
Il y a plusieurs rayons de liaison entre deux stations dont
certains arrivent en opposition de phase d’où annulation
du signal
36
Canal de propagation
Diminution du signal
37
Canal de propagation
Certaines forme d'onde intègrent un processus permettant
de limiter les perturbations provenant de la propagation
Diversité de fréquence ( Modulation MDF, OFDM)
Diversité d'espace ( Pas utilisé au niveau amateur pour le
moment )
2 antennes distantes de lambda/2 minimum
Diversité de polarisation H et E
2 chaînes de réception
Redondance ( répétition des données)
Code correcteur d'erreur
Entrelacement des données. A utiliser avec un code
correcteur d'erreur. Permet d'avoir des erreurs isolées
lorsqu'il y a un paquet d'erreur
Débit bauds < 10 bauds (stationnarité du canal) sauf si un
rayon long path et rayon short path ( retard de 150 ms)
38
MODULATIONS NUMERIQUES
DANS LE MONDE RADIO
AMATEUR
39
CW (Carrier Wave)
Ce mode de transmission utilise le mode MDA en utilisant
le code morse, permettant de transmettre un texte à l'aide
de séries d'impulsions courtes et longues
Code inventé en 1838 pour la télégraphie par samuel
Morse
C'est le premier mode utilisé par les radioamateurs
C'est un varicode les caractères non pas toujours la
même longueur
Il n'y a pas de synchronisation, c'est l'espace entre
chaque caractère qui permet la synchronisation
CW
La vitesse moyenne utilisé par la radioamateurs est de 20
mots par minutes ce qui donne un débit binaire de 20 bits
par seconde. Le point étant le bit de référence
En théorie le C/N minimum est de -10,9 dB ( détection
par bit)
Certain opérateur arrive à décoder jusqu'à -15 dB voir
moins
L'oreille humaine est capable de filtrer le signal de
façon adaptative ainsi que de faire des corrections
d'erreurs
C'est une détection musicale et non binaire
En mathématique on parle de corrélation (non utilisé
par les logiciels actuellement pour la CW)
CW ( Logiciel)
Il existe beaucoup de logiciels permettant de décoder la CW
mais avec des fortunes diverses
Ils utilisent pour la plupart une détection d'enveloppe
démodulation non cohérente
Le filtrage n'est pas toujours adaptatif
Le seuil de décision pas toujours optimisé
Détection de vitesse pas simple
Pour les meilleurs le seuil de C/N est de -7dB ( 20 wpm)
Les logiciels conseillés
Multipsk (payant pour la meilleure sensibilité)
CwSkimmer (payant) pour les concours pour la recherche
de multiplicateurs avec un récepteur SDR c'est le TOP
jusqu'à 50 kHz de bande
GetCW (shareware)
CW Skimmer et site Reserve Beacon
CCW (Cohérente Carrier Wave)
La CW cohérente est un mode fait pour que les
ordinateurs puissent la détecter facilement.
Détectable par un humain
La durée des points et des traits est calibrée avec 3
vitesses 12,24 et 48 mots par minute
Modulation en tout ou rien (OOK , MDA )
Démodulation cohérente
Synchronisation sur le signal et l'espace entre caractères
Code MORSE
C/N = -8dB ( 24 mots par minute) limite théorique -10,2
dB
Fréquences (1844, 3561, 7031, 10107,14061, 21061,
24907, 28061 MHz)
QRSS
C'est un mode CW très lent, la longueur du point varie de
1 seconde à 60 secondes
Ce mode est utilisé principalement sur les bandes basses
137 kHz et 500 kHz également utilisé sur la bande 10,140
MHz
C'est un mode visuel ( Multipsk peut le décoder )
Mode
C/ N
(dB)
Puissance
(W PEP)
SSB
5
1000
RTTY
-5
100
CW 20 wpm
-10
30
QRSS 1
-25
1
QRSS 60
-43
0,015
FSKCW
Mode CW par déplacement de fréquence
Permet d'avoir une porteuse en permanence
Utilise le code MORSE
Les espaces entre les traits, les points et entre caractères
sont remplacés par un déplacement de fréquence
Même SNR que le mode QRSS
Exemple : WA5DJJ
DFCW
C'est un mode CW par déplacement de fréquence et
utilisation d'un codage
La durée est remplacée par la fréquence point et trait et
elles ont la même durée mais de fréquence différente.
Pour une bonne lisibilité il y a un temps mort d'une durée
de 1/3 du temps élémentaire
Entre chaque caractère une durée de 1,3 temps
élémentaire
CQ ON7YD K en QRSS et DFCW
La durée de transmission est réduite de 60% pour la
même vitesse
Réception bande 30 m QRSS avec Spectrum LAB
RTTY (Radio-TéléTYpe)
Le RTTY est un mode MDF (FSK) à 2 états avec deux
appellations FSK ou AFSK ( Audio Frequency Shift
Keying)
La vitesse est de 45.45 Bauds avec un espacement de
170 Hz
Le Code utilisé est le Code BAUDOT à 5 moments avec
séries ( chiffre et lettre)
La synchronisation est réalisée avec un bit de start (mark)
et 1.5 Bit de stop (space)
Démodulation non cohérente
Encombrement spectral de 600 Hz (Front de monté )
C/N = -5 dB
250 caractères par minute
OLIVIA
Le mode olivia est un mode créé par SP9VRC 2005
Mode FSK à 32 fréquences ( mode MDF 32)
Débit de 31.25 bauds
Transmission par bloc de 64 symboles de 5 bits
Correction des erreurs par redondance
Code caractère ASCII 7bits
Bande passante 1000 Hz
Synchronisation sur le bloc
Pas de code correcteur d'erreur et pas de code convolutif
Entrelacement des données
Vitesse et sensibilité
8-250 72 caractères minute C/N=-14 dB
31-1000 120 caractère minute C/N= -12 dB
OLIVIA
Fréquences préconisées
1808,75 1838,5 kHz
3583035 3582,5 KHz
7042.5 kHz 7043,25 kHz
10142,5 1043,25 kHz
14105,5 106,5 14107,5 14108,5 kHz
18102,5 18103,5 kHz
21129,5 kHz
24921,5 kHz
28076 kHz
Mode assez sensible
Encombrement spectral important
Pas de concours dans ce mode
Logiciels MultiPSK MixW FLDIJI DM780 ...
PSK (Phase Shift Keying)
Définition du Mode PSK ( G3PLX 1997)
C'est un mode MDP à 2 ou 4 états
Encombrement spectral réduit 80Hz (BPSK 31)
Biphase Phase Shift Keying ( DMDP)
Pas de changement d'état 1
Changement d'état 0
Débits standard 31.25 63 et 125 Bauds
Code ( Varicode longueur 4 à 15 bits)
Synchronisation au niveau caractère
C/N = -12 dB BPSK et QPSK 31
C/N = -9 dB BPSK et QPSK63
C/N = - 6 dB BPSK et QPSK 125
BPSK
Encombrement spectral réduit
BPSK31
BPSK63
Constitution du caractère
Synchronisation
00
X
Données du
caractère
1
Fin de caractère
QPSK
C'est un mode MDP4
Débit net de 31 bit/s débit brut 62,5 bit/s
Code correcteur d'erreurs (code convolutif de
rendement 1/2 )
Pas d'entrelacement
Vitesse 42 mots par minute en moyenne (majuscule
et minuscule
Vitesse de 52 mots par minute pour les minuscules
seulement
Constitution du caractère
Synchronisation
00
X
Données du
caractère
CCE
1
Code correcteur
d'erreur
Fin de caractère
BPSK
La chute d'eau (Waterfall)
Chaque ligne représente une station en BPSK31
Bande de 3.8 kHz sur le 14,070 MHz
BPSK
Logiciels conseillés
MixW
HRD deluxe DM780
Multipsk
Fldiji ( windows et linux)
...
Beaucoup de logiciels intègrent la plupart des modes
numériques
Certains logiciels utilisent le DLL PSKcore développé par
PSKCORE les performances sont presque identiques
entre tous ces logiciels
Exemple d'une liaison en BPSK63
SIM logiciel sur le site ON4NB
C'est un mode BPSK










Développé par SWL Tunisien propose quelques
nouveautés par rapport aux BPSK de base
Ce mode permet d'améliorer notablement le bilan de
liaison
Débit 31 , 63 Bauds le 20 Bauds est un cours d'étude
Code Correcteur d'erreur de 1/10
Entrelacement des données
Compression de données en utilisant des phrases
prédéfinies envoyées sous forme de quelques octets
Répétitions de 2 a 3 fois les données envoyées
Mode Caractères ou mode phrase prédefinies
Gain de près de 5dB par rapport au BPSK 31
En mode SIM 20 le sera de 6,7 dB seuil de SNR de –
19,2 dB
WSPR
C'est une mode FSK 4 (MDF 4) modulation de fréquence
à 4 états
Les fréquences sont distantes de 1,4648 Hz
Le Débit est de 1,4648 Bauds
110,8 secondes pour transmettre le message suivant :
F6ECI JN05 37 (Indicatif Locator Puissance en dBm)
C'est plus un mode Balise
La fenêtre de transmission ou réception dure 120 s et est
synchronisée avec l'heure
Synchronisation sur le paquet ( le message n'est lisible
qu'à la fin)
Le C/N détectable est de -28 dB voir jusqu'à -32 dB
Une puissance de 0.5 W est équivalent à 1Kw Pep SSB
WSPR
Il n'y a qu'un seul logiciel permettant de réaliser ce type de
transmissions téléchargement sur le site WSPR
Le logiciel WSJT version 7 permet de réaliser des QSO
mais est peu utilisé
Le rapport des stations reçues est envoyé sur un site
dédié http://wsprnet.org toutes les 2 minutes
Ce type de mode permet de réaliser des mesures de très
bonnes précisions.
Comparaison d'antennes
Comparaison entre stations
Mesure de propagation
...
WSPR
WSPR (comparaison d'antenne)
Procédure pour comparer deux antennes
Connaître le diagramme de rayonnement le faire par
simulation logiciel (Nec 2 ou MMANA)
Définir les stations qui serviront au test voir celles
que vous avez visualisées sur le site
http://wsprnet.org et qui vous reçoivent
Faire une simulation de la propagation afin de
connaître l'angle de départ de votre émission vers les
différentes stations (VOACAP)HFWIN
Le cycle d'émission doit être environ de 50% afin que
la durée globale de la mesure ne dépasse pas 1
heure pour que les conditions de propagation restent
a peu près les mêmes
Avoir environ 10 relevés par station
WSPR
Diagrammes des antennes sur 10 MHz Dipole et Sloper
WSPR
La station retenue K1JT L'angle de départ optimum de la
liaison environ 6° (VOACAP)
K1JT
Bande des 10 MHz
L'antenne dipôle à 1.8 dB de
gain en plus .
Les pertes coaxiales et
symétriseur sont identiques
pour les deux antennes
Heure
Sloper (SNR) dB
10:08
-26
10:10
10:12
-24
-26
10:14
La simulation avait bien donné
1.8 dB de gain en plus pour le
dipole.
Les deux antennes sont
dégagées et sans obstacle
proche
10:18
-26
-24
10:20
-22
...
...
10:42
-22
10:44
Dipôle (SNR) dB
...
-20
WSPR
Carte de liaison avec 500 mW et dipole sur 18 MHz
OPERA
C'est un mode CW lent type MDA2
Mode Balise pas de QSO ( envoi de l'indicatif)
TX facile à réaliser oscillateur à quartz et pic pour la
gestion ( l'indicatif intégré dans le PIC)
Développé par EA5HVK sur une Idée de G0NBD
Pas décodable à l'oreille codage des données et code
correcteur d'erreurs logiciel décodage
OPERA 2 0.512 s/bit duré de la transmission 2
minutes
OPERA 8 2,048 s/bit duré 8 minutes
OPERA 16 4,096 s/bit duré 16 minutes
OPERA 32 8,192 s/bit duré 32 minutes
C/N Op2 -26dB Op8 -32dB Op16 -35 dB Op32 - 38dB
OPERA
Plan de fréquences
136 kHz Op8(137,3 a 137,5) Op32 (137,5 à137,6)
500 kHz Op8(501,3 a 501,5) Op2(501,5 a 501,9)
1,836 MHz Op8(1837,3-1837,5) Op2(1837,5-1837,9)
3,575 MHz Op8(3576,3-3576,5) Op2(3576,5-3576.9)
10,135 MHz Op4(10136,3-10136,5) Op2(10136,510136,9)
18105 MHz
21,075 MHz
24,925 MHz
28,075 MHz Op8(28076,3-28076,5) Op2 (28076,528076,9)
Ce plan évoluera dans les mois a venir
Logiciel OPERA pour recevoir et émettre les données
Pas de synchronisation horaire
OPERA
MFSK 16 (Multi Frequency Shift Keying)
C'est un mode MDF à 16 fréquences ( 4 bits par baud)
d'autres variantes existent 8 et 32 fréquences MFSK
Débit de 15,625 baud débit brut de 62,5 bits/s
FEC de 1/2 débit net 31,25 Bits/s
Chaque porteuse est séparée de 15,625 Hz
Entrelacement des données sur 120 bits
Code Varicode
Débit en moyenne 200 car/mn
Démodulation non cohérente
Encombrement spectral 400 Hz
Modulation à enveloppe constante
C/N minimum MFSK16 -13,5 dB et MFSK 8 -15,5 dB
Mode SSTV (transmissions d'images)
ROS
C'est un mode FHSS modulé en MDF de EA5HVK
MDF 128 tons de données et 26 tons de synchronisation
Code convolutif de rapport 1/2 et de longueur 7
Il existe plusieurs modes R0S 2 à ROS 16 le nombre
représente la vitesse en baud
C'est le mode mode le plus performant en rapport vitesse
et sensibilité
Encombrement spectral dépend de la bande de 500 Hz à
2500 Hz
MODE
C/N
(dB)
C par minutes
ROS 2
-25
15
ROS 8
-19
60
ROS 16
-16
120
ROS logiciel
WSJT
Modes développés par K1JT
4 modes primaires
FSK441 pour meteor scatter à haute vitesse
Modulation FSK 4 fréquences débit 441 Bauds
Synchronisation sur le caractère
JT6M pour meteor scatter et ionosphérique scatter
sur le 6mètres
Modulation FSK 44 fréquences dont une
fréquence de synchronisation
Débit de 21,53 baud
JT65 JT9 pour les signaux faible en trosposcatter
EME Echo pour détecter vos propres échos lunaires
Pour tous ces modes le nombre de caractères est limité
012345689ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ.,/#?- (SP)
soit 42 caractères
METEOSCATTER Réception de la balise sur 50 MHz
METEOSCATTER Réception de la balise sur 50 MHz
Prevision METEOSCATTER
Site de DL1DBC
WJST JT65-HF
Mode FSK 64 tons (6bits par baud) et 1 ton de
synchronisation
Le ton de synchronisation occupe 50% du temps de la
trame
Durée du message 46,811 secondes et début toutes les
minutes
La fenêtre d'émission ou de réception est synchronisée
avec l'heure
Le débit radio est de 2,69 bauds
Début de la fenêtre chaque minute entière et durée de 1
minute
Le nombre de caractères est 13 au maximum
La trame est constituée de 378 bits
WSJT JT65 HF
La trame est constituée de 378 bits en 5 champs
Indicatif
Indicatif
Structure du
message
FEC
Locator ou report
Les données sont compressées 28 bits pour chaque
indicatif 15 bits pour le report ou le locator
D'autres données peuvent être mises dans les champs
indicatifs Ex 10W ANT DIP
WJST JT65-HF
JT65
Compression du message en JT65 72 bits en CW
c'est 170 bits « SV1BTR K1JT OOO »
2 fois 28 bits pour l'indicatif 15 bits pour le locator et
1 bit pour le type de message
Compression de données utilisation de messages
particuliers pour CQ QRZ
Code correcteur d'erreurs R 72/378 soit une
redondance de 5.25
Entrelacement
Codage gray
C/N -23 dB JT65A -25 dB JT65B
New JT9 X faible vitesse pour les bandes basses
137 , 537, 1800 kHz message de 2 minutes à 30 minutes
WSJT Logiciel WSJT_X de K1JT
RECAPITULATIF MODE QSO
MODE
Car/mi
n
C/N Sensibilité
min
à la
(dB) propagation
PcretePmoy
(dB)
1000 pep
SSB (W)
Encombrement
Spectral
(Hz)
RTTY
300
-5
Un peu
0
100
400
OLIVIA
8-250
80
-14
faible
0
12
250
OLIVIA
32-1000
150
-12
Très faible
0
20
1000
MSK16
200
-13
faible
0
16
400
BPSK31
200
-12
importante
1,8
20
60
BPSK63
JT9 30
400
1
-9
-40
Importante
Très faible
1,8
0
40
0,04
120
0,4
ROS16
120
-16
Très faible
0
8
500/2500
ROS 8
60
-19
Très faible
0
4
500/2500
DRM
Ce mode est destiné à envoyer des images de hautes
définitions et sans erreur
C'est un mode qui est dérivé de Digitale Radio Mondiale
utilisée pour transmettre des voies radio multi-canal en
haute fidélité pour les ondes courtes ( bande 15 kHz)
HB9TLK l'a adapté aux radio amateurs
La forme d'onde est de l'OFDM 4 16 et 64 QAM
29 à 57 porteuses suivant les modes
3 fréquences de synchronisation
Le débits en 17 à 30 bauds par porteuse suivant mode
Décomposition du signal en trames (paquets)
Le débit varie suivant les modes de 997 bits à 6277 bits
par seconde
DRM
Entrelacement et code correcteur d'erreurs (MSC)
Deux canaux MSC de FAC
MSC c'est le canal des données à transmettre
FAC canal de gestion ( type de données, indicatif ,
taille du fichier, demande réparation,
synchronisation,...)
Protocole de communication permettant de répéter les
trames défectueuses
Demande réparation de la part de la station
réceptrice
Envoie uniquement des trames erronées avec
redondance
Largeur de bande de 2,3 et 2,5 kHz
La durée d'envoi d'une image de 20 K octets 70 à 260
secondes suivant le mode
DRM
Compte tenu des redondances il peut manquer beaucoup
de trames cela dépend type d'encodage ( 50 à 90%)
C/N minimum de 5 à 15 dB suivant le mode
Il n' y a qu'un seul logiciel qui est maintenu aujourd'hui
EasyPal (gratuit)
La définition peut être (320*256) 640*480 par
défaut1280*1024 ou pas de redimensionnement
Les fréquences (KHz) 3730 3733 3736 14233
Liaison avec VK ZL W, …
Contraintes Très bonne linéarité des chaines réception et
émission pas d' ALC et de CAG
Puissance moyenne 7 dB en dessous de la puissance
crête ( saturation donc perte d'information)
Fonctionne avec les équipements anciens SDR préférable
DRM logiciel EASY PAL
AUTRES MODES
HELL Mode graphique
125 C/min
C/N = -12 dB Bande passante 300 Hz
il existe plusieurs variantes PSK-HELL FM-HELL
pas de FEC journée d'activité
MT63
modulation OFDM 64 fréquences
modulé en DPSK
bande de 500,1000 ou 2000 Hz
FEC très performant
Pmoy/Pcrête = 0,1
300C/m C/N -8 dB peu utilisé
AUTRES MODES
THROB Mode MDF
vitesse de 1 et 2 bauds
C/N de -18,5 dB pour 1 bauds 50 C/nm
pas de FEC bande de 72 Hz peu utilisé
DOMINO
MDF 16 fréquences
200 C/min BANDE Passante 213 Hz
C/N =-12 dB
mode très rarement utilisé
PSKFEC de F6CTE
Vitesse 31, 63 et 220 Bauds
Données ou transmissions d'images compressées
redondance , diversité temporelle
C/N =-14,5 dB -5 dB en DIGISSTV à 220bauds
TRANSCEIVER
Caractéristiques préconisées (performances optimal)
Modes
PSK
CW
RTTY
WSPR
OPERA
QRSS
JT65
ROS
DRM
Bruit de Phase
-70
dBc/Hz à
50 Hz
-40
dBc/Hz à
100 Hz
-40
dBc/Hz à
5 Hz
-40 dBc/Hz
à
100 Hz
-40 dBc/Hz
à 5 Hz
-40
dBc/Hz
à 5 Hz
Stabilité
10 Hz/mn
10 Hz/mn
1 Hz/ mn
10 Hz/mn
10 Hz/mn
10
Hz/mn
-
-
10 Hz
10 Hz
50 Hz
50 Hz
CAG ALC
sans
-
-
sans
-
sans
Puissance par
rapport à la PEP
-2 dB
0 dB 7dB(CW)
0 dB
0dB
0 dB
-7 dB
10 dBm
10 dBm si
bande
large
0 dBm si
bande
large
10 dBm
10 dBm
10 dBm
2500 Hz
2500 Hz
Caractéristiques
Précision de Freq.
IP3 dans la bande
audio
Bande passante 2500 Hz 500 Hz
voir plus voir plus
500 Hz et
2500 Hz
2500
Hz
TRANSCEIVER INTERFACE
TRANSCEIVER
L'utilisation d'une bande large permet de recevoir
plusieurs stations en même temps
PSK jusqu'à 15 KHz surtout en concours (jusqu'à
300 stations en BPSK31) limité par les logiciels à 4
kHz
CW toute la bande dédiée jusqu'à 80 Khz avec
certains récepteurs ( SDR) ( 400 stations)
RTTY jusqu'à 15 kHz limité par les logiciels de
démodulation (30 stations)
DRM réception broadcast 15 kHz ( 1 station)
Pas de CAG la dynamique est gérée par le logiciel
du mode numérique
Dynamique dans la bande BF > 60 dB sans CAG
CONCOURS
Les modes numériques concernés RTTY BPSK
Pour les autres modes il y a des journées d'activités
BPSK méthode identique au mode RTTY
Une dizaine de concours
EPC WW Dx Contest 1er weekend de février durée
24 heures ou 12 heures mode BPSK 63
CIS DX PSK contest 3 eme Weekend mois de
septembre durée 24 heures mode QPSK63
EA PSK contest 2eme Weekend mois de Mars durée
de 24 heures mode BPSK63
YO International PSK31 Contest 3 eme vendredi mois
de Novembre durée 6 heures mode BPSK31
...
CONCOURS
Utiliser un logiciel d'analyse large bande 4 kHz au moins
Les stations reçues dans une
bande de 4 KHz avec la qualité de
signal et le niveau relatif.
Un simple clic sur la station met
automatiquement le curseur sur
La fréquence.
Le gain de temps de recherche de
stations ou multiplicateurs n'est pas
négligeable
CONCOURS
Afin de pouvoir utiliser plusieurs logiciels pouvant gérer
l'émetteur/récepteur, Il est nécessaire d'avoir un
multiplexeur de voie de commande de port com virtuel
MIXW
SDR1000
DM780
DDutil
En réception c'est la
même voie de la carte
son qui est utilisée
FDIGI
WinWarbler
CONCOURS
80% de l'activité est en europe
Logiciel Mixw a une configuration concours qui permet
de voir en temps réel l'évolution des points et
multiplicateurs par bandes
Antenne de préférence omnidirectionnel (Dipole en V
inversé ou verticale) et beam pour certains multiplicateurs
Émetteur/récepteur SDR de préférence permet une
meilleur séparation des stations
Utilisation de plusieurs logiciels en réception
MixW
DM780
Fldigi
Chaque logiciel a un comportement différent sur les
signaux faibles ou perturbés
CONCOURS
Limiter le temps pour réaliser le QSO
Exemple de QSO avec l'aide de macro
CQ CQ EPC WW test de F6ECI F6ECI F6ECI
F6ECI de K4NRE K4NRE K4NRE
K4NRE GM UR 599 105 105 105 de F6ECI
F6ECI QSL (105) UR 599 05 05 05 de K4NRE
K4NRE QSL (05) 73 QRZ test de F6ECI F6ECI
Certains caractères peuvent être en minuscule pour
gagner en vitesse
En BPSK63 la durée de l'échange pour un QSO complet
est d'environ 25 secondes soit une limite de 3500 QSO en
24 Heures c'est 30% de mieux que le RTTY
Les meilleurs scores sont de 1200 QSO en 24 heures
pour le moment
CONCOURS
Utilisation de macros fonctions pour gagner en temps
Pas besoin d'être rapide au clavier
L'incrémentation des QSO est automatique pour
certains logiciels
La détection du report ainsi que du numéro d'ordre
est automatique pour certains logiciels
L'activité augmente au fil des années pour WW EPC
BPSK63 1200 QSO en 24 heures et 650 QSO en 12
heures avec près de 100 DXCC
Les puissances utilisées 100W max HP et 10W max en
LP
Classement pour certains concours par bandes
Conclusion : il est possible d'avoir de bons résultats avec
des moyens modestes
ANNEXES
Mise a l'heure du PC
Mise à l'heure du PC pas assez précise et périodicité de
mise a l'heure trop longue
Plusieurs logiciels existent je conseille dimension 4 mise à
l'heure toutes les 15 minutes et précision 20 à 30 ms
PORT COM VIRTUEL
Logiciel permettant de simuler plusieurs port COM
Avec un seul PC gérer plusieurs périphériques
Plusieurs Emetteurs Récepteurs,ROTOR , station
METEO, Amplificateur , Boite de couplage
Plusieurs logiciels de modulations numériques
CARTE SON VIRTUEL
Nécessaire avec un PC émetteur récepteur SDR
Permet de générer plusieurs cartes son virtuelles
Logiciel Virtual sound (payant)
UTILITAIRE DE GESTION
DDutil est un gestionnaire de port COM
Permet à partir d'une seule commande de fréquence de
gérer plusieurs périphériques
Port COM virtuel
COM physique du PC
Exemple
logiciel DM780
L'émetteur récepteur,
L'amplificateur ,
La boite d'accord
Le ROTOR
DIVERS
CLUB (objectif promouvoir les modes numériques en
organisant des concours et diplômes)
EPC (European PsK Club) principal club pour les
modes PSK 17000 Membres, diplômes et concours
CDG (Croatian Digital Group) 780 membres,
Diplôme
NDG (Natal Digital Group) 960 membres, diplômes
DMC (Digital Modes Club) 5200 membres concours
RTTY et Diplômes pour tous les modes digitaux
BDM (Belgium Digital Mode) 2500 membres, diplôme
HPC (Hellenic PSK Club) 350 membres
30 DMG (30 mètre Digital Group) 5500 membres tous
les modes digitaux, Diplôme
Logiciel UltimateACC et 30DMG pour le dernier
Divers
Serveurs de liaisons numériques
Hamspots (PSK RTTY MFSK OLIVIA WSJT …)
PSKREPORTER(PSK RTTY MFSK OLIVIA WSJT …)
CW
ROS
...
RECEPTION SDR