PSK-31 Modulation

Vortrag und Einführung vonVortrag und Einführung vonDJ4FQ

OV München-Süd (C18)

PSK31

� Was ist PSK31 ?– zuerst SP9VRC, Durchbruch : Peter G3PLX– betrieblich vergleichbar TTY– geeignet für QSO von Tastatur zu Tastatur– Schrittgeschwindigkeit 31.25 Baud– benutzt Varicode– benutzt Varicode– leicht im Gebrauch und mitzulesen– benötigt wenig Leistung, - QRP - geeignet– benutzt BPSK - oder QPSK - Modulation– verfügbar für alle Computer-Betriebssysteme– einsetzbar mit Soundkarte– nutzt digitale Signalverarbeitung– insbesondere digitale Filterung– Bandbreite nur 31.25 Hz, daher großes S/N

PSK31� Was ist PSK31 nicht !

– eine fehlerfreie Datenübertragung– eine Konkurrenz zu Pactor, Clover, Amtor ...– ein Mittel zur Dateiübertragung– Ein Mittel, um auf Mailboxen zuzugreifen

� Phasenmodulation (allgemein)

PSK31� Exkursion (Fourieranalyse einer Rechteckwelle)

PSK31� Exkursion (Fouriersynthese einer Rechteckwelle)

PSK31� Exkursion (Trigonometrische Funktion)

Additionstheorem (Produkt der trigonometrischen Funktion)

cos α cos β = 1/2[cos (α-β) + cos(α+β)]mit

α = fT fT = Trägerfrequenzβ = fM fM = Modulationsfrequenz β = fM fM = Modulationsfrequenz

Das Spektrum mit der Modulation einer Rechteckwellewäre dann:

cos α (cos β + 1/3 cos 3β + 1/5 cos 5β + ....) =1/2[cos (α-β) + cos(α+β)] + 1/6[cos (α-3β) + cos(α+3β)] +1/10[cos (α-5β) + cos(α+5β)] + ......

PSK31� Exkursion (Spektrale Darstellung der Rechteckwelle)

PSK31� Exkursion (Modulation mit einer Rechteckwelle)

PSK31� Exkursion (Modulation mit einer Sinuswelle)

PSK31� PSK31 - Spektrum (BPSK)

PSK31� PSK31 - Spektrum (BPSK) (Detail/Leerlauf)

PSK31� PSK31 - Zeitsignal (anfangs Leerlauf)

PSK31� PSK31 - Zeitsignal (Datenübertragung)

PSK31� PSK31 - Modulation

– 2 - Phasen (180 Grad) - (D)BPSK oder– 4 - Phasen ( 90 Grad) - (D)QPSK– Schrittgeschwindigkeit konstant 31.25 Baud– Bitrate konstant 31.25 Bit/s (auch bei QPSK)– Bandbegrenzung durch starke Pulsformung– Sinus-Pulsformung (0 -180º = 1 Bit)– Sinus-Pulsformung (0 -180º = 1 Bit)– 31.25 Hz Bandbreite bei - 3dB– stark empfindlich gegen Übermodulation– splattert bei Übermodulation– Übermodulation häufigster Anfängerfehler– bei QPSK :

• Nutzung von je 2 Bit / Baud• Viterbi - Encoder / - Decoder mit 5 Bit Länge• Verzögerungen bis 640 msec

PSK31� Varicode (Codeworte variabler Länge

– Beispiel:101101101101101111110111011111101101 101101

– kein Start/Stop, sondern Trennzeichen 00– Trennzeichen 00 kommt in keinem Wort vor– daher selbst synchronisierend– alle Worte beginnen und enden mit einer 1– Wortlänge nach Häufigkeit (wie Morse, Pactor..)– kürzestes Wort ist „space“ mit 1 Bit– längstes Wort ist 10 Bit lang– im Mittel 6 bis 7 Bit (bezogen auf Englisch)– im Leerlauf „Reversals“

PSK31� PSK31 - Hardware

– Kurzwellen-Transceiver• jeder durchschnittlich frequenzstabile TRX ist einsetzbar,

10 Hz Auflösung sollte schon sein– MODEM

• DSP-“Kästchen“• Option in Multimode-Modem wie z.B. PTC-II• Option in Multimode-Modem wie z.B. PTC-II• Computer mit Soundkarte

– Soundkarte• Standard : Soundblaster 16 bit von Creative Labs• oder „kompatibel“, - aber Vorsicht !• wenn nicht Standard : hilft nur probieren !

– Schnittstellenbox : Computer - TRX• RS-232-Schnittstelle oder Tongesteuert

PSK31Station: DJ4FQ

PSK31Station: DJ4FQ

PSK31� PSK31 - Software

– bei speziellen DSP-“Kästchen“ im Lieferumfang

– im Internet Software in Fülle verfügbar

• überwiegend kostenfrei

• für Windows 95 / 98 / 2000 / ME / NT / XP• für Windows 95 / 98 / 2000 / ME / NT / XP

• für Linux, für Macintosh

• Suchmaschine füttern mit „PSK31“ liefert alles was man braucht

– Software unterscheidet sich in der grafischen Darstellung und im Komfort der Bedienung

PSK31� PSK31 - Frequenzen (in SSB-USB einstellen)

– 1838.15 kHz– 3580.15 kHz– 7035.15 kHz– 10140.15 kHz– 14070.15 kHz (hier geht immer was !)– 18100.15 kHz– 21080.15 kHz– 24920.15 kHz– 28.120.15 kHz

� Filterung des Eingangssignals

schmale (50/100/200 Hz) (DSP-) Filter hilfreich,aber nicht Bedingung.

Zusatz-DSP-Filter möglich, AGC ggf. Problem

PSK31

� PSK31 - Modulationskontrolle– Suchen einer freien Frequenz– Einstellen einer Trägerleistung (unmoduliert)

von z.B. 40 Watt am TRX (von „Hand“)– Dauerlast des TRX dabei berücksichtigen (!)

� Sprachprozessor des TRX

–unbedingt aus ! Sonst Signal-Verzerrungen !

– Dauerlast des TRX dabei berücksichtigen (!)– PSK31-Programm auf Sendung schalten– keine Daten senden (nichts tippen), PSK31

sendet dann „idle mode“ (Leerlauf) 010101...– wenn Modulation stimmt, muss die

Sendeleistung im Mittel 20 W anzeigen– d.h. Rückgang auf die Hälfte der Leistung– dies ist durch die starke Pulsformung bedingt– ist die Leistung größer : Modulationssignal

verkleinern, - entweder durch Hardware-Trimmer oder Windows-Sound-Mixer (Summe)

PSK31� PSK31 - Leistungen

– i.a. solche, die handelübliche TRX aushalten– es sind quasi Dauerstrichleistungen– daher bei 100 W TRX max. 40 bis 50 Watt– mit 10 Watt stabile Europa-QSO‘s möglich– mit 50 Watt interkontinentale Verbindungen

� PSK31-Antennen– jede Kurzwellen-Antenne ist tauglich

� PSK31-Runden– Runden sind leicht möglich– eindeutige Übergaben sind erforderlich– gleichzeitiges Senden nicht sinnvoll

PSK31� PSK31 - Demonstrationen

– Demo von PSK31-Signalaufzeichnungen– Untersuchen des Zeitsignals mit Cool-Edit– Anhören von Beispielen mit Cool-Edit– Mitschreiben von Text– Simulation der Sendung– CQ-Ruf– CQ-Ruf– Anruf einer CQ-rufenden Station– Ausgabe von Rapport und Stationsdaten– QSO-Beendigung

� Beantwortung von Fragen(sofern möglich)