BRIVE 29/03/2014

Christian POUMIERF6ECI site http://f6eci.fr

Modulations Numériques Pour les Radioamateurs

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SOMMAIRE

HistoriqueThéorie

MDA MFM QAM OFDMCorrection d'erreurDistorsion du canal de propagationPAUSE

Modes numériques radio amateurCW RTTY PSK MSK ROS JT65 WSPR OPERA

Emetteur RécepteurConcoursClub Annexes

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Historique

L'homme utilise des communications numériques avec codage depuis longtemps

Le TAM TAM, les cornesSignaux de fumée, les feux

Télégraphe chape1838 Samuel morse invente le code morse (c'est un varicode)1874 première ébauche du code BAUDOT1894 Liaison radio électrique en OOK ( Albert TURPAIN)1930 Liaison RTTY1970 Liaison en mode PSK et QPSK pour les faisceaux hertziens

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THEORIE DES MODULATIONS NUMERIQUES

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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

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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 conventionEb= Energie par bit après démodulation et Correction d'erreur N0= Bruit de densité spectrale dans la bande optimumFb = débit binaireEs= Energie symbole M=nombre d'état par symbolePour comparer les différentes formes d'onde on utilise par convention le TEB en fonction de rapport Eb/N0

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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 modulationIls peuvent être combinés

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MODULATEUR

Le modulateur permettant de réaliser l'ensemble de ces modulations

Ce sont deux porteuses en quadrature que l'on module

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MODULATEUR

Représentation graphique d'une constellation

L'axe Re est le modulateur a 0°L'axe Im est le modulateur déphasé de 90°

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MODULATION MDA ( On Off shit Keying)

La modulation Modulation par Déplacement d'Amplitude La modulation Modulation par Déplacement d'Amplitude

La CW est une modulation MDAUn seul modulateur est suffisant pour ce type de modulationC'est la plus simple des modulations

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MODULATION MDA

L'on peut réaliser une modulation à plusieurs étatsPlus le nombre d'états est élevés plus l'encombrement spectral sera réduit pour le même débit

La sensibilité diminue avec le nombre d'états

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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

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MODULATION MDA ( On Off shit Keying)

Rapport signal sur bruitExemple 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 optimumLes 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

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MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

Modulation par Déplacement de PhaseOn appelle "MDP-M" une modulation par déplacement de phase (MDP) correspondant à des symboles M-aires.

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MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

Constellation

constellations de MDP pour M= 2, 4 et 8.

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MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

Probabilité d'erreur

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MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

Meilleur efficacité que la MDA asymétriqueLe C/N pour une modulation 2 étatsLe 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 avantagesEncombrement spectrale très réduit avec M élevéAssez bonne sensibilité

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 continueElle 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

Pour 8 fréquences il y aura 3 bits

Fréquence Code

F1 000

F2 001

F3 010

F4 011

F5 100

F6 101

F7 110

F8 111

MDF(Modulation par Déplacement de Fréquence)

La modulation MDF peut prendre plusieurs étatsLa probabilité d'erreur diminue avec le nombre d'états

MDF(Modulation par Déplacement de Fréquence)

Exemple de C/N Débit binaire 6bits/secondeNombre 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 sensibilitéBeaucoup de mode radio amateurs utilise cette forme d'ondeL'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 HzEn MDP 2 largeur de 20 Hz

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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'OFDMPour MAQ64 le débit est multiplié par 6 pour le même encombrement spectral par rapport a une MDP 2Sensible au bruit de phase et d'amplitude C/N dégradé par rapport a une modulation MDP 2

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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 10-3Il 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 dBLa modulation n'est pas une enveloppe constante

La chaîne radio doit être très linéaireRapport puissance crête puissance moyenne 3 dBLa phase dans la bande de modulation la plus constante possible ( temps de groupe)

Avantage principal encombrement spectralForme d'onde non utilisé dans le domaine amateur

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OFDM

Orthogonal Frequency-Division MultiplexingC'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 dLes 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)

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OFDM

C'est une modulation à multi-porteuseConsiste à répartir les symboles sur un grand nombre de porteuses à bas débitCela équivaux à diminuer le débit symbole par porteuse

Moins sensible aux variations de phase et d'amplitudeDoit être associé avec de l'entrelacement et code correcteur d'erreur

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OFDM

PropriétésDébit très élevé avec un minimum de dégradation dans un canal de propagation très perturbantBande occupé faible pour le débit Modulation de base MAQ 4 MAQ 16 MAQ 64Nombre de porteuse pouvant dépasser 1000Linéarité de chaine radio indispensablePuissance crête 5 fois la puissance moyenne dépend du nombre de porteuseLes applications ADSL DVB-T ( la TNT) WiFi utilisent ce principePour les radio amateur le mode DRM dans 2500 Hz de bande

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FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum

Etalement de spectre par saut de fréquenceContrairement a la modulation MDF chaque fréquence est démodulé indépendamment mais pas en même tempsChaque porteuse peut être modulé en MDA, MDF, MAQLe principal inconvénient est l'encombrement spectralePour 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 sélectifEntrelacement et code correcteur d'erreur sont toujours utilisés

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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 différenteHeure de démarrage de la séquence différente

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Autres Formes d'onde

DSSSCette forme n'est pas utilisé dans le monde radio amateurNe présente pas d'avantage complémentaire par rapport a FHSS pour nos applications

UWB ( Ulta Wide Band)Largeur de bande trop importanteAttention risque d'être appliqué en domotique perturbation possible pour ceux qui pratiquent les hyper 2 à 20 GHz mais porté limitée

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Démodulation Cohérente et enveloppe

La démodulation cohérente synchronisation avec la porteuse émissionLa démodulation d'enveloppe utilisation du signal reçu pour démoduler

Signal/ bruit avant

détection

Signal/ bruit après

détection

10 dB

Démodulation cohérente

Démodulation d'enveloppe

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Distorsion inter symbole

Le canal de propagation génère plusieurs rayons

Les filtrages provoquent de la la distorsion de phase ( filtre a quartz filtre BF bande étroite) se mesure par le temps groupe

Bit émission Rayon 1

30 mS SP 10000 km100 ms LP 30000 km

C/I

Rayon 2 Rayon 3

100 B/s

BIT 1 BIT 2

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STRUCTURE D'UNE TRAME

La trame est décomposé en champ

Synchronisation

Entête

Données

Code correcteur d'erreur

Fin de message

Exemple bus série port comStart (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

Nota : La synchronisation peut être répartie tous le long de la trame

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Code Correcteur d'Erreur (FEC)

Différentes procédure permettent de corriger les erreursRépétition du messageRedondance dans le messageInsertion d'un code dans le message

Code convolutif ( Viterbi) Code par bloc Code cyclique Turbo code

CCE

Données brut

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Code Correcteur D'Erreur (FEC)

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Canal de propagation

Le canal de propagation c'est la partie de rayonnement électromagnétique entre 2 antennesLe canal de propagation fluctue dans le temps avec différentes influences

Le fading plat l'ensemble des fréquences du canal radio subissent la même atténuationLe 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

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Canal de propagation

Diminution du signal

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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 minimumDiversité de polarisation H et E2 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)

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MODULATIONS NUMERIQUES DANS LE MONDE RADIO

AMATEUR

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 longuesCode inventé en 1838 pour la télégraphie par samuel Morse

C'est le premier mode utilisé par les radioamateursC'est un varicode les caractères non pas toujours la même longueurIl 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 référenceEn 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'erreursC'est une détection musicale et non binaireEn 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 diversesIls utilisent pour la plupart une détection d'enveloppe démodulation non cohérenteLe filtrage n'est pas toujours adaptatif Le seuil de décision pas toujours optimiséDétection de vitesse pas simplePour 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 humainLa durée des points et des traits est calibrée avec 3 vitesses 12,24 et 48 mots par minuteModulation en tout ou rien (OOK , MDA )Démodulation cohérenteSynchronisation sur le signal et l'espace entre caractèresCode MORSEC/N = -8dB ( 24 mots par minute) limite théorique -10,2 dBFréquences (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 secondesCe mode est utilisé principalement sur les bandes basses 137 kHz et 500 kHz également utilisé sur la bande 10,140 MHzC'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 fréquencePermet d'avoir une porteuse en permanenceUtilise le code MORSELes espaces entre les traits, les points et entre caractères sont remplacés par un déplacement de fréquenceMême SNR que le mode QRSSExemple : WA5DJJ

DFCW

C'est un mode CW par déplacement de fréquence et utilisation d'un codageLa 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 élémentaireEntre 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 HzLe 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 cohérenteEncombrement spectral de 600 Hz (Front de monté )C/N = -5 dB250 caractères par minute

OLIVIA

Le mode olivia est un mode créé par SP9VRC 2005Mode FSK à 32 fréquences ( mode MDF 32)Débit de 31.25 baudsTransmission par bloc de 64 symboles de 5 bits Correction des erreurs par redondanceCode caractère ASCII 7bitsBande passante 1000 HzSynchronisation sur le blocPas de code correcteur d'erreur et pas de code convolutifEntrelacement des donnéesVitesse et sensibilité

8-250 72 caractères minute C/N=-14 dB31-1000 120 caractère minute C/N= -12 dB

OLIVIA

Fréquences préconisées 1808,75 1838,5 kHz3583035 3582,5 KHz7042.5 kHz 7043,25 kHz10142,5 1043,25 kHz14105,5 106,5 14107,5 14108,5 kHz18102,5 18103,5 kHz21129,5 kHz24921,5 kHz28076 kHz

Mode assez sensibleEncombrement spectral importantPas de concours dans ce modeLogiciels 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 1Changement d'état 0

Débits standard 31.25 63 et 125 Bauds Code ( Varicode longueur 4 à 15 bits)Synchronisation au niveau caractèreC/N = -12 dB BPSK et QPSK 31 C/N = -9 dB BPSK et QPSK63C/N = - 6 dB BPSK et QPSK 125

BPSK

Encombrement spectral réduit

BPSK31 BPSK63

Constitution du caractère

X 100

Synchronisation

Fin de caractère

Données du caractère

QPSK

C'est un mode MDP4Débit net de 31 bit/s débit brut 62,5 bit/sCode correcteur d'erreurs (code convolutif de rendement 1/2 )Pas d'entrelacementVitesse 42 mots par minute en moyenne (majuscule et minusculeVitesse de 52 mots par minute pour les minuscules seulement

Constitution du caractère

X 100

Synchronisation

Fin de caractère

Données du caractère

CCE

Code correcteur d'erreur

BPSK

La chute d'eau (Waterfall)

Chaque ligne représente une station en BPSK31Bande de 3.8 kHz sur le 14,070 MHz

BPSK

Logiciels conseillésMixW HRD deluxe DM780MultipskFldiji ( windows et linux)...

Beaucoup de logiciels intègrent la plupart des modes numériquesCertains logiciels utilisent le DLL PSKcore développé par PSKCORE les performances sont presque identiques entre tous ces logicielsExemple 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 étatsLes fréquences sont distantes de 1,4648 HzLe Débit est de 1,4648 Bauds110,8 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'heureSynchronisation 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 WSPRLe logiciel WSJT version 7 permet de réaliser des QSO mais est peu utiliséLe rapport des stations reçues est envoyé sur un site dédié http://wsprnet.org toutes les 2 minutesCe type de mode permet de réaliser des mesures de très bonnes précisions.

Comparaison d'antennesComparaison entre stationsMesure de propagation...

WSPR

WSPR (comparaison d'antenne)

Procédure pour comparer deux antennesConnaître 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 reçoiventFaire 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 mêmesAvoir 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)

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

La simulation avait bien donné 1.8 dB de gain en plus pour le dipole.

Les deux antennes sont dégagées et sans obstacle proche

K1JT

Heure Sloper (SNR) dB Dipôle (SNR) dB

10:08 -26

10:10 -24

10:12 -26

10:14 -26

10:18 -24

10:20 -22

... ... ...

10:42 -22

10:44 -20

Moyenne -24,88 -23

WSPR

Carte de liaison avec 500 mW et dipole sur 18 MHz

OPERA

C'est un mode CW lent type MDA2Mode 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 G0NBDPas 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 minutesOPERA 8 2,048 s/bit duré 8 minutesOPERA 16 4,096 s/bit duré 16 minutesOPERA 32 8,192 s/bit duré 32 minutes

C/N Op2 -26dB  Op8 -32dB Op16 -35 dB  Op32 - 38dB

OPERA

Plan de fréquences136 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(10136,5-10136,9)18105 MHz21,075 MHz24,925 MHz28,075 MHz Op8(28076,3-28076,5) Op2 (28076,5-28076,9)Ce plan évoluera dans les mois a venir

Logiciel OPERA pour recevoir et émettre les donnéesPas 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 MFSKDébit de 15,625 baud débit brut de 62,5 bits/sFEC de 1/2 débit net 31,25 Bits/sChaque porteuse est séparée de 15,625 HzEntrelacement des données sur 120 bitsCode Varicode Débit en moyenne 200 car/mnDémodulation non cohérenteEncombrement spectral 400 HzModulation à enveloppe constanteC/N minimum MFSK16 -13,5 dB et MFSK 8 -15,5 dBMode SSTV (transmissions d'images)

ROS

C'est un mode FHSS modulé en MDF de EA5HVK MDF 128 tons de données et 26 tons de synchronisationCode convolutif de rapport 1/2 et de longueur 7Il existe plusieurs modes R0S 2 à ROS 16 le nombre représente la vitesse en baudC'est le mode mode le plus performant en rapport vitesse et sensibilitéEncombrement spectral dépend de la bande de 500 Hz à 2500 Hz

MODEMODE C/N(dB)

C par minutes

ROS 2 -25 15

ROS 8 -19 60

ROS 16 -16 120

ROS logiciel

WSJT

Modes développés par K1JT4 modes primaires

FSK441 pour meteor scatter à haute vitesseModulation FSK 4 fréquences débit 441 BaudsSynchronisation sur le caractère

JT6M pour meteor scatter et ionosphérique scatter sur le 6mètres

Modulation FSK 44 fréquences dont une fréquence de synchronisationDébit 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 limité012345689ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ.,/#?- (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 synchronisationLe ton de synchronisation occupe 50% du temps de la trameDurée du message 46,811 secondes et début toutes les minutesLa 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 minuteLe nombre de caractères est 13 au maximumLa trame est constituée de 378 bits

WSJT JT65 HF

La trame est constituée de 378 bits en 5 champs

Les données sont compressées 28 bits pour chaque indicatif 15 bits pour le report ou le locatorD'autres données peuvent être mises dans les champs indicatifs Ex 10W ANT DIP

FECStructure du message

Indicatif Indicatif

Locator ou report

WJST JT65-HF

JT65Compression 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 messageCompression de données utilisation de messages particuliers pour CQ QRZ Code correcteur d'erreurs R 72/378 soit une redondance de 5.25Entrelacement 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/min

C/N min(dB)

Sensibilité à la

propagation

PcretePmoy(dB)

1000 pep SSB (W)

EncombrementSpectral

(Hz)

RTTY 300 -5 Un peu 0 100 400

OLIVIA8-250

80 -14 faible 0 12 250

OLIVIA32-1000

150 -12 Très faible 0 20 1000

MSK16 200 -13 faible 0 16 400

BPSK31 200 -12 importante 1,8 20 60

BPSK63JT9 30

4001

-9-40

ImportanteTrès faible

1,8 0

400,04

1200,4

ROS16 120 -16 Très faible 0 8 500/2500

ROS 8 60 -19 Très faible 0 4 500/2500

ROS 2 15 -25 Très faible 0 1 500/2500

JT65 A 13 -25 Très faible 0 1 200 Hz

DRM

Ce mode est destiné à envoyer des images de hautes définitions et sans erreurC'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 amateursLa forme d'onde est de l'OFDM 4 16 et 64 QAM 29 à 57 porteuses suivant les modes 3 fréquences de synchronisationLe débits en 17 à 30 bauds par porteuse suivant modeDécomposition 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 transmettreFAC 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 réceptriceEnvoie uniquement des trames erronées avec redondance

Largeur de bande de 2,3 et 2,5 kHzLa 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 modeIl 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 14233Liaison avec VK ZL W, …Contraintes Très bonne linéarité des chaines réception et émission pas d' ALC et de CAGPuissance 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 fréquences200 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 compresséesredondance , diversité temporelle C/N =-14,5 dB -5 dB en DIGISSTV à 220bauds

TRANSCEIVER

Caractéristiques préconisées (performances optimal)

Modes PSK CW RTTY

WSPROPERAQRSS

JT65 ROS DRM

Caractéristiques

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

Précision de Freq. - - 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

IP3 dans la bande audio

10 dBm 10 dBm si bande large

0 dBm si bande large

10 dBm 10 dBm 10 dBm

Bande passante 2500 Hz voir plus

500 Hz voir plus

2500 Hz 2500 Hz 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 kHzCW 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 numériqueDynamique dans la bande BF > 60 dB sans CAG

CONCOURS

Les modes numériques concernés RTTY BPSKPour les autres modes il y a des journées d'activitésBPSK méthode identique au mode RTTY

Une dizaine de concoursEPC WW Dx Contest 1er weekend de février durée 24 heures ou 12 heures mode BPSK 63CIS DX PSK contest 3 eme Weekend mois de septembre durée 24 heures mode QPSK63EA PSK contest 2eme Weekend mois de Mars durée de 24 heures mode BPSK63YO 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 surLa 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

DDutil

SDR1000

MIXW

DM780

FDIGI

WinWarbler

En réception c'est la même voie de la carte son qui est utilisée

CONCOURS

80% de l'activité est en europeLogiciel Mixw a une configuration concours qui permet de voir en temps réel l'évolution des points et multiplicateurs par bandesAntenne de préférence omnidirectionnel (Dipole en V inversé ou verticale) et beam pour certains multiplicateursÉmetteur/récepteur SDR de préférence permet une meilleur séparation des stationsUtilisation de plusieurs logiciels en réception

MixWDM780FldigiChaque logiciel a un comportement différent sur les signaux faibles ou perturbés

CONCOURS

Limiter le temps pour réaliser le QSOExemple de QSO avec l'aide de macro

CQ CQ EPC WW test de F6ECI F6ECI F6ECIF6ECI de K4NRE K4NRE K4NREK4NRE GM UR 599 105 105 105 de F6ECI F6ECI QSL (105) UR 599 05 05 05 de K4NREK4NRE QSL (05) 73 QRZ test de F6ECI F6ECI

Certains caractères peuvent être en minuscule pour gagner en vitesseEn 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 RTTYLes meilleurs scores sont de 1200 QSO en 24 heures pour le moment

CONCOURS

Utilisation de macros fonctions pour gagner en tempsPas besoin d'être rapide au clavierL'incrémentation des QSO est automatique pour certains logicielsLa 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 DXCCLes puissances utilisées 100W max HP et 10W max en LPClassement pour certains concours par bandesConclusion : 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 longuePlusieurs 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 COMAvec un seul PC gérer plusieurs périphériques

Plusieurs Emetteurs Récepteurs,ROTOR , station METEO, Amplificateur , Boite de couplagePlusieurs logiciels de modulations numériques

CARTE SON VIRTUEL

Nécessaire avec un PC émetteur récepteur SDRPermet de générer plusieurs cartes son virtuellesLogiciel Virtual sound (payant)

UTILITAIRE DE GESTION

DDutil est un gestionnaire de port COMPermet à partir d'une seule commande de fréquence de gérer plusieurs périphériquesPort COM virtuel COM physique du PCExemple

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, DiplômeNDG (Natal Digital Group) 960 membres, diplômesDMC (Digital Modes Club) 5200 membres concours RTTY et Diplômes pour tous les modes digitauxBDM (Belgium Digital Mode) 2500 membres, diplômeHPC (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 numériquesHamspots (PSK RTTY MFSK OLIVIA WSJT …)PSKREPORTER(PSK RTTY MFSK OLIVIA WSJT …)CWROS...

RECEPTION SDR