Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden...

21
Door Peter van Baarle PA3FQH Lezing

Transcript of Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden...

Page 1: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

Door Peter van Baarle PA3FQHLezing

Page 2: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 2

PSK 31, een verbeterde RTTY mode!

•Bedacht door Peter Martinez, G3PLX

•In navolging van SLOWBPSK van SP9VRC

•PSK31SBW software werkt met PC geluidskaart

•Veel software beschikbaar voor zowel DSP alsgeluidskaart

•Oorspronkelijk voor DSP kits

Page 3: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 3

Kenmerken van PSK 31:

•Twee modes: BPSK en QPSK

•Ongelijke karakter lengte (varicode alfabet)

•Zelfsynchroniserend

•Géén foutcorrectie

•31.25 BPS

•Snelheid optimaal voor normale type snelheid

Page 4: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 4

Voordelen t.o.v. RTTY:

•Smalle bandbreedte van +/- 31Hz

•Variabele tekenlengte

•“Oneindig” aantal karakters, dus ook: Æ, Ø, ß, ë, enz.

Nadeel:

•Stabiele transceiver nodig

Page 5: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 5

Spectrum BPSK signaal:

Page 6: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 6

Spectrum 20 wpm CW signaal:

Page 7: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 7

Codering - Varicode alfabet:

•Net als bij Morse - variabele teken lengte

•Meest voorkomende letters zijn het kortst

•Elk teken begint en eindigt met een “1”

•Twee nullen na elkaar - einde teken

•Geen twee opéénvolgende nullen in één teken

Page 8: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 8

Voorbeeld varicode:

a 1011 a 1011 b 1011111 b 1011111 c 101111 c 101111 d 101101 d 101101 e 11 e 11 f 111101 f 111101 g 1011011 g 1011011

A 1111101 A 1111101 B 11101011 B 11101011 C 10101101 C 10101101 D 10110101 D 10110101 E 1110111 E 1110111 F 11011011 F 11011011 G 11111101G 11111101

Dus hoofdletters zijn langer dan kleine letters!

Page 9: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 9

Modulatie - BPSK:

•BPSK - Binary Phase Shift Keying

•Signaal wordt 0 of 180 graden verschoven

•Fase draaiing betekent logische “0”

•Géén fase draaiing betekent logische “1”

•Bij geen data verkeer worden er “0”-en verzonden

•Synchronisatie door locken op audio component van 31.25 Hz

Page 10: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 10

Modulatie - BPSK:

•Zomaar fasedraaiien zou keyclicks geven

•Dus filteren op minimale bandbreedte

• Na filtering is signaal te beschouwen als DZB signaal

Page 11: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 11

Modulatie - QPSK:

•Fase verschuiving in 90 graden stappen

•Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 gradent.o.v. elkaar verschoven

•Verdubbeling van de data rate

•Toevoeging extra informatie voor fout detectie encorrectie zonder spectrum verbreding

•-3dB down in signaal-ruis verhouding

Page 12: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 12

BPSK vs. QPSK:

180º

180º

90º270º

BPSK QPSK

Page 13: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 13

Fout correctie QPSK:

•Fout correctie door datavoorspelling

•Data wordt in 5 bits pakketjes “gehakt”

•5 bits worden in een schuifregister geschoven engenereert zo een z.g. convolutionele code

•Elke 5 bits reeks krijgt vaste fase verschuiving(0, 90, 180 of 270 graden)

•Viterbi decoder “puzzelt” oorspronkelijke bitreeks terug

•Dit is een code waarbij er een relatie is tussenopvolgende reeksen

Page 14: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 14

Fout correctie QPSK:

•Voorbeeld:

Stukje data: 01101 wordt verzonden als:

00000 180º

00001 90º

00011 0º

00110 180º

01101 180º

Page 15: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 15

Fout correctie QPSK:

•De code is zo ontworpen dat deze fase reeks(180,90,0,180,180) alleen 01101 als uitkomst kanhebben

•Bij een bitfout kan de decoder deze herkennen encorrigeren

•Werkt goed bij kortstondige storingen, niet bij lagesignaal niveaus

Page 16: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 16

Interfacing:

•Lijn uitgang via verzwakker aan microfoon ingang TRX

•Lijn ingang direkt aan lijn uitgang van TRX

•TX/RX omschakelen via seriele poort (control lijnen)of via VOX

Page 17: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 17

Interfacing:

Page 18: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 18

Software voor PSK31 (windows):

•PSK31SBW van G3PLX

•LOGGER en Zakanaka door K4CY

•Digipan

•Hamscope

•W1SQLPsk door W1SQL

•En nog vele andere...

Page 19: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 19

Software voor PSK31 (andere OS):

•LINPSK voor Linux

•G-PSK31 voor Linux

•PhaseShift voor Linux

•Multimode voor Apple Macintosh

Page 20: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 20

Frequenties:

•80 meter: 3.580 MHz

•40 meter: 7.035 MHz

•30 meter: 10.142 MHz

•20 meter: 14.070 MHz

•17 meter: 18.100 MHz

•15 meter: 21.070 MHz

•12 meter: 24.920 MHz

•10 meter: 28.120 MHz

•In principe onderin het RTTY segment

Page 21: Door Peter van Baarle PA3FQH - qsl.net · Modulatie - QPSK: •Fase verschuiving in 90 graden stappen •Te beschouwen als twee BPSK signalen, 90 graden t.o.v. elkaar verschoven •Verdubbeling

PA3FQH, Peter van Baarle 21

Na de koffie:

DEMONSTRATIE