A PSK31 üzemmód

A PSK31 üzemmód logikailag az RTTY és az AMTOR utódjának tekinthető. Peter Martinez (G3PLX) fejlesztette ki az 1990-es évek közepén. Rövid időn belül népszerű lett, ezért minden széles körben használt sávban foglaltak neki helyet.
A neve a végződését a 31,25 szimbólum/másodperces sebesség miatt kapta, ami a 8000 minta/másodperces szabványos hangmintavételezési ütemnek a 256-od része.

A PSK31 számára 2,5 kHz van lefoglalva az alábbi frekvenciákon:

Sáv:160m80m40m30m20m17m15m12m10m
Frekvencia (kHz):183835807035101421407018100210802492028120

Sáv:2m70cm
Frekvencia (MHz):144.138 MHz432.200 MHz

Megjegyzés: Közvetlenül PSK31 frekvenciája felett 2,5 kHz sávszélesség felhasználása PSK63 számára ajánlott.

A PSK31 üzemmódú forgalmazás során a rádiókészüléket SSB üzemmódba kapcsolva a hangfrekvenciás jelet a számítógépünkbe vezetjük, majd a számítógépen a 150 Hz - 4 kHz-es hangfrekvenciás tartományból választhatjuk ki a venni kívánt állomást.

A legfontosabb dolog, amire a forgalmazás során oda kell figyelni, hogy semmiképp se vezéreljük túl a rádiókészüléket, ugyanis a túlvezérelt jellel nem javul az átvitelünk, ugyanakkor mivel a jel tetejét a lineáris erősítő levágja, ezáltal megjelennek a nemkívánatos felharmonikusok a 3,5 kHz-es csatornában, amik a többiek munkáját nagymértékben zavarják!

A túlvezérlés folyamatos mérésére egy ügyes megoldás itt látható.

A PSK31 átvitelhez használható szoftverek

A PSK31 jelalakja és spektrumképe

A PSK31 átvitel fázisugratáson alapul. Az alábbi ábrán látható, hogy a felharmonikusok elkerülése érdekében a fázisváltás nullátmettel van ötvözve.

A gyakorlatban ezt nagyon egyszerű megvalósítani: előállítunk a hangfrekvenciás tartományban egy színuszos vivőfrekvenciát, majd azt egy cos() függvénnyel szorozzuk. Ha a cos argumentuma 0 fok, akkor látható, hogy 1-el szoroztuk, majd fázisváltásnál egy lassú (31.25 Hz-es) frekvenciával 180 fokkal megváltoztatjuk a cos() függvény pillanatnyi fázisát. Ekkor a vivőfrekvencia amplitúdószorzóját a +1-ből a cos függvény szerint 0, majd -1 felé visszük. Közben megfigyelhető, hogy az így modulált eredeti hangfrekvenciás színuszos vivő fázisa is 180 fokkal megváltozott. Ha nincs fázisváltásra szükség, akkor a nem változtatjuk a cos() függvény 0 illetve 180 fokon lévő argumentumát.

Ha van fázisátmenet, azt feleltessük meg a jövőben a bináris 0 értéknek. (lásd később a karakterkódolás résznél)

Ezzel a trükkel az alábbi, nagyon kedvező spektrumképhez jutunk:

Az ábrából látszik, hogy esetünkben egy 3 kHz-es hangfrekvenciás jelben akár 60 különböző állomás közül tudunk választani a rádió odébbhangolása nélkül.

A BPSK és a QPSK mód

A fentiekben az egyszerűség kedvéért a BPSK mód volt ismertetve. A QPSK mód lényege, hogy a jel 90 fokkal késleltetett, eddig semmire sem használt komponensét is a fentiekben leírtak szerint moduláljuk. Ezzel mégegyszer annyi információ átvitelére nyílna lehetőség. Azonban a PSK31 QPSK módjánál inkább hibajavításra használják a megnövekedett adatmennyiséget, ezáltal elméletileg még stabilabb, még hibátlanabb nagytávolságú összeköttetésre nyílik lehetőségünk. A gyakorlatban azonban a helyzet kissé rosszabb, mivel a QPSK esetén az egy vivőre eső 3 dB-lel kisebb kimenőteljesítmény miatt az ellenállomás 3 dB-lel rosszabb jel-zaj viszonnyal vesz, így a QPSK javító eljárással körülbelül ugyanazt az eredményt hozza, mintha BPSK módban használtuk volna ki a teljes adóteljesítményünket. Ezért jelenleg nincs túl nagy jelentősége a QPSK módnak.

Alább látható a QPSK mód spektrumképe. Megfigyelhető, hogy a szükséges sávszélesség nem nőtt meg, azonban a jel spektrumképe aszimmetrikus lett.

A karakterek kódolása

A karaktereket nem azonos hosszúságú 7 bites kódokként viszi át, hanem az előfordulási gyakoriságot figyelembe véve változó hosszúságú kódként (varikód). A másik érdekessége, hogy a karaktervéget 2 egymás utáni 0 érték jelzi, ezáltal a varikódban nem fordulhat elő két egymás utáni 0 érték. Továbbá minden karakter bináris 1-essel kezdődik.
A gyakorlatban a PSK31 átvitelt 32 bináris 0 átvitelével kezdik, és csak ezután küldik az első karaktert.

Az alábbiakban a kódtábla látható:

PSK31 varikódhexASCIIJelentése
10101010110x00NULnull
10110110110x01SOHstart of heading
10111011010x02STXstart of text
11011101110x03ETXend of text
10111010110x04EOTend of transmission
11010111110x05ENQenquiry
10111011110x06ACKacknowledge
10111111010x07BELbell
10111111110x08BSbackspace
111011110x09TABhorizontal tab
111010x0aLFNL line feed, new line
11011011110x0bVTvertical tab
10110111010x0cFFNP form feed, new page
111110x0dCRcarriage return (overwrite)
11011101010x0eSOshift out
11101010110x0fSIshift in
PSK31 varikódhexASCIIJelentése
10111101110x10DLEdata link escape
10111101010x11DC1device control 1
11101011010x12DC2device control 2
11101011110x13DC3device control 3
11010110110x14DC4device control 4
11011010110x15NAKnegative acknowledge
11011011010x16SYNsynchronous idle
11010101110x17ETBend of trans. block
11011110110x18CANcancel
11011111010x19EMend of medium
11101101110x1aSUBsubstitute
11010101010x1bESCescape
11010111010x1cFSfile separator
11101110110x1dGSgroup separator
10111110110x1eRSrecord separator
11011111110x1fUSunit separator
PSK31 varikódhexASCII
10x20szóköz
1111111110x21!
1010111110x22"
1111101010x23#
1110110110x24$
10110101010x25%
10101110110x26&
1011111110x27'
111110110x28(
111101110x29)
1011011110x2a*
1110111110x2b+
11101010x2c,
1101010x2d-
10101110x2e.
1101011110x2f/
101101110x300
101111010x311
111011010x322
111111110x333
1011101110x344
1010110110x355
1011010110x366
1101011010x377
1101010110x388
1101101110x399
111101010x3a:
1101111010x3b;
1111011010x3c<
10101010x3d=
1110101110x3e>
10101011110x3f?
PSK31 varikódhexASCII
10101111010x40@
11111010x41A
111010110x42B
101011010x43C
101101010x44D
11101110x45E
110110110x46F
111111010x47G
1010101010x48H
11111110x49I
1111111010x4aJ
1011111010x4bK
110101110x4cL
101110110x4dM
110111010x4eN
101010110x4fO
110101010x50P
1110111010x51Q
101011110x52R
11011110x53S
11011010x54T
1010101110x55U
1101101010x56V
1010111010x57W
1011101010x58X
1011110110x59Y
10101011010x5aZ
1111101110x5b[
1111011110x5c\
1111110110x5d]
10101111110x5e^
1011011010x5f_
PSK31 varikódhexASCII
10110111110x60`
10110x61a
10111110x62b
1011110x63c
1011010x64d
110x65e
1111010x66f
10110110x67g
1010110x68h
11010x69i
1111010110x6aj
101111110x6bk
110110x6cl
1110110x6dm
11110x6en
1110x6fo
1111110x70p
1101111110x71q
101010x72r
101110x73s
1010x74t
1101110x75u
11110110x76v
11010110x77w
110111110x78x
10111010x79y
1110101010x7az
10101101110x7b{
1101110110x7c|
10101101010x7d}
10110101110x7e~
11101101010x7fDEL

A megvalósított PSK31 szoftverei forráskódjai:

További információ, szoftverek letöltése:



© Krüpl Zsolt, hg2ecz - 2003
Utolsó módosítás: 2003. dec. 23.