JA SUR PSK31 17 METRES

[VA2JOT Jacques]

Un débat théorique peut durer et perduer sans aboutir. Un (vrai) spectrum analyzer sur le signal émanant d'un radio en mode PSK31 saurait trancher de façon définitive.

[VE2PID Pierre]

Un débat théorique peut durer et perduer sans aboutir.

... cependant, pour résumer mon point de vue lors de l'échange entre les intervenants lors de la discussion 'live" de vendredi soir dernier: J'ai essayé de faire valoir au départ qu'il faut bien distinguer entre PSK et PSK31. Le PSK est une onde d'amplitude constante, avec commutation de phase de 180°, et  le PSK31 est du PSK sur lequel on superpose en plus une modulante en cosinus de fréquence plus basse que celle du PSK initial. On a donc une résultante obtenue par mélange/produit//hétérodyne/mixage d'un signal en PSK et d'une modulante. PSK + Modulante = PSK31... La nuance est très importante, car le PSK et le PSK31 sont deux choses étroitement liées mais différentes.. Pour obtenir du  PSK31 (clavier au repos), on hétérodyne un signal PSK disons de 1000 Hz (c'est fréquent) avec une modulante (cosinus) de fréquence 15,25 Hz. On aura alors des 'bosses' à tous les 31,5 millième de seconde, et l'occupation spectrale sera aussi de 31,5 Hz. D'où la terminologie 31 dans PSK31.

Quand le clavier est au repos et que l'émission en PSK31 a lieu, l'analyse du signal (AF) sortant de la carte de son donnera les résultats suivants, selon que l'on utilise un oscilloscope ou un analyseur de spectre (c'est le même signal mais vu sous deux aspects différents, soit en temporel ou en spectral):

Oscilloscope:



Analyseur de spectre:



On voit bien l'écart d'environ 31 Hz entre les deux traits, ce que confirmerait d'ailleurs une analyse de Fourier.
---
Ensuite: Si on injecte ce signal AF dans un rig configuré en BLU (SSB), alors à l'antenne on ne retrouvera qu'une seule série de bandes latérales. La porteuse RF est éliminée ainsi que l'autre série de bandes latérales. C'est ce que fait tout bon rig configuré en BLU (SSB), sans égard à la complexité du signal AF entrant.

Et finalement, ce que l'on voit en 'zoomant' sur la seule série de bandes restantes, et qui apparait sur la waterfall (et que l'on verrait aussi sur l'écran d'un analyseur de spectre) est ceci (toujours dans le cas du clavier au repos).. c-à-d quand le clavier est au repos, il n'y a que deux traits plus ou moins nets dépendant de la qualité de l'instrument de lecture, mais idéalement (Fourier), ce sont deux traits:



... soit une image en tout point conforme à celle obtenue que l'on a obtenue en analyse spectrale du signal AF mentionné plus haut... avec le même écart de 31 Hz entre les deux traits. L'image affichée par Réal plus haut montre bien elle aussi l'effet 'clavier au repos' au départ de certains signaux PSK31.
-------
...... En supposant que l'on est bien d'accord avec ce résumé  (?).....,

... il reste un autre point à éclaircir. Je prétends que l'injection d'un signal AF (peu importe sa complexité) dans un rig configuré en BLU est une émission en BLU.  Que ce signal AF provienne d'une carte de son ou d'un micro, ça ne change rien à la définition.

Pour la suite des chose, et éventuellement 'aboutir' , il faudrait alors s'entendre sur une définition de l'émission en BLU d'une part, et d'autre part déteminer si le processus que je viens de décrire colle bien à cette définition...

[VA2JOT Jacques]

Et moi ce que je soutiens depuis le tout début c'est que nous avons en HF l'émission d'un signal PSK complet avec ses deux bandes latérales et sa porteuse. Nonobstant qu'elle fut transposée du spectre audio au spectre HF par traitement dans une radio en BLU.

Par définition, si ce signal était de la BLU, il serait dépourvu de sa porteuse et de sa bande latérale inférieure alors qu'on le retrouve intégralement (au complet) sur les ondes.

Invoquer le taux de symboles, le spectre occupé (filtrage) et les conventions de sémaphore propres au besoins du PSK-31 n'apportent rien à l'essence de notre discussion sauf de la distraction. Toutes ces "considérations de circonstances" peuvent être implantées autant en spectre audio que dans le design d'un TX à synthèse de fréquence (HF) directe avec un circuit de modulation en phase muni, dans la chaine d'amplification RF, du traitement approprié pour satisfaire les besoins de ces considérations spéciales qui ne sont qu'une adaptation au médium.

73.

[VE2PID Pierre]

...

En passant, ne pas perdre de vue que pour l'UIT et pour l'ARRL, une émission en PSK31 est bel et bien classée comme du BLU (SSB). . . PSK31's ITU emission designator is 60H0J2B. (ARRL) et J Modulation d'amplitude à bande latérale unique avec porteuse  supprimée ou Single-sideband with suppressed carrier .
(http://www.arrl.org/psk31-spec et http://fr.wikipedia.org/wiki/Classe_d'émission_radio)

Il semble donc que je ne suis pas le seul à avoir ce point de vue (;-) ). Je ne sais pas comment ils en sont arrivé à cette conclusion.. peut-être en utilisant des arguments semblables à ceux que j'ai présentés...?

[VA2JOT Jacques]

Pierre,
           T'as déjà fait référence à cet aspect. Ma position est que je préfère me fier à ce que je vois sur un instrument d'analyse de spectre qu'aux écrits provenant de regroupements non reconnus en tant qu'autorités en matière de science. C'est certain que jamais l'ARRL osera contredire l'UIT. Tant qu'à ce dernier, c'est comme les autres branches de l'ONU, la politique étant omniprésente, on ne peux leur accorder une confiance au dessus de tout soupçon.

Au lieu d'invoquer les dires de ces organisations comme argument, tenons nous-en à l'aspect technique et dis moi si oui ou non tu es d'accord avec ce que j'ai apporté dans mon message précédent; C'est le fondement même de mon argumentation:
nous avons en HF l'émission d'un signal PSK complet avec ses deux bandes latérales et sa porteuse

C'est pas compliqué, c'est scientifique et c'est VRAI ou c'est FAUX. J'attends ta réponse.

Bye,

[VE2PID Pierre]

... Pour la position de l'UIT (adoptée ensuite par le FCC et l'ARRL), elle classe les transmission selon le type d'émission. Il est évident que ce qui est émis en PSK31 est une seule série de bandes latérales avec porteuse RF supprimée. Je reste 100% d'accord avec leur position car c'est irréprochable des points de vue technique et cohérence. Ces organismes font sûrement appel à des ingénieurs, à des amateurs et à des gens qui sont les deux à la fois avant d'adopter de telles normes. Je répète que la classification en question se fait à partir de l'analyse spectrale de ce qui sort de l'antenne et se sert de la présence ou non de la porteuse RF dans ce signal émis par l'antenne pour établir la classification, et non de l'AF. Je crois d'ailleurs avoir mentionné ça dans d'autres messages.
_____________________________________
nous avons en HF l'émission d'un signal PSK complet avec ses deux bandes latérales et sa porteuse VRAI ou c'est FAUX. J'attends ta réponse.

VRAI Jacques dans le cas du PSK, la porteuse AF est effectivement émise, mais FAUX dans certaines situations PSK31 où la porteuse AF ne sera pas émise. Comme  je l'ai écrit plusieurs fois, le PSK et le PSK31 sont deux choses très voisines mais différentes. En radioamateur, c'est du PSK31 que l'on émet modulé par un cosinus à 15 Hz quand on émet des '0s' .. c'est ce que veut dire le passage the output is cosine-filtered before reaching the transmitter audio input dans le doc de l'ARRL, et non pas du PSK pur sans modulation d'aucune sorte. La démonstration que j'ai faite plus haut en analysant le produit de 2 cosinus en considérant que le PSK31 émis en situation 'clavier repos' montre bien que ça créera en émission deux signaux situés à gauche et à droite de la position qu'aurait dû occuper la porteuse AF si elle avait été présente. Ça c'est une démonstration vraiment scientifique. En la regardant attentivement, on voit bien que c'est FAUX dans ce cas d'émission en PSK31 pour en revenir à ta question.... la porteuse AF n'est pas émise (mais sera reconstituée en RX, etc.. une autre histoire). J'espère avoir répondu clairement à ta question.
_____________________________________
Pour concilier tous les points de vue, il faut, je pense, s'entendre sur le fait que c'est le critère 'porteuse RF' et non porteuse AF qui est utilisé comme outil de classification par l'UIT. Dans ce sens, le détail de la présence ou non de la porteuse AF est ...un détail secondaire dans l'optique UIT/FCC/ARRL/(PID), que l'on soit d'accord ou pas. Une réponse VRAI ou FAUX à ta question est intéressante, mais elle ne changerait rien à la pertinence de choisir J comme type d'émission. Autrement dit, que ça soit VRAI ou FAUX ou parfois V ou F, ça restera quand même dans tous ces cas du BLU (SSB) selon les normes internationales de l'ONU * .

Maintenant, si on regarde attentivement cette bande latérale unique (obtenue suite à une émission radio) et que l'on en fait la décomposition spectrale, il faut distinguer PSK et PSK31. Moi je parlais depuis le début de PSK31.

Premier cas: Pour le PSK pur, on verrait effectivement la porteuse (sous-entendu la porteuse AF) ayant servi à construire le signal en AF, ainsi que les bandes latérales. Mais la classification de l'UIT utilise comme définition de 'porteuse' la porteuse RF qui elle a été éliminée avant la transmission. C'est donc du J.

Second cas: Pour le PSK31, encore là, la porteuse RF est éliminée ainsi qu'une série de bandes latérales d'un seul côté. Donc là encore, l'UIT est justifiée scientifiquement d'utiliser la lettre J.

Ensuite, si on analyse spectralement cette séries de bandes reçues en PSK31, et que l'on cherche la porteuse AF, on ne la verrait pas. J'ai démontré que dans une émission de PSK31 du codage 'clavier au repos', on ne verrait pas de trace de la porteuse AF mais seulement deux traits qui sont respectivement à -15 et +15 Hz de l'endroit où aurait du être la porteuse AF. Et (sous-cas) en 'manipulation clavier', on aura toute une série de traits correspondant aux coefficients de Fourier.

Pour me résumer, dans la classification de l'UIT, c'est la présence ou non de la porteuse RF qui sert de critère, et non celle de la porteuse AF. Comme la porteuse RF est éliminée, l'émission du PSK31 est bien une émission sans la porteuse RF dans laquelle une série de bandes latérale a été supprimée, plus communément appelé émission en Bandes Latérales Uniques (BLU) ou Single Side Band (SSB).
---
Un exemple: Si je me sert de mon modem NUE-PSK pour émettre, je règle souvent la porteuse AF à une valeur de 1000 Hz et le rig à 14,070 Hz. Si j'active l'émission mais sans toucher au clavier, alors à l'autre bout, l'OM ne verrait qu'une seule bande latérale formée de deux traits, un à 14 070,985 MHz et un autre à 14 071,015 MHz. Il ne verrait pas la porteuse à la position 14 071 MHz. Sa propre carte se son va par après reconstituer la porteuse de 1000 Hz. Quand à son rig, il va lui reconstituer la porteuse RF ainsi que l'autre série de bandes latérales. Porteuse RF: 14 070 MHz.. Porteuse AF 1000 Hz.

* Of course, on peut être en désaccord avec cette manière d'identifier les différentes classes d'émission radio, mais ça serait un tout autre débat. De mon côté, j'ai préféré dès le début de ce long fil de discussion m'en tenir à la nomenclature UIT, question d'être en concordance avec ce qui est reconnu internationalement.
--
Rappel:
J Modulation d'amplitude à bande latérale unique avec porteuse supprimée (exemple : utilitaires ondes courtes et radioamateurs)
J Single-sideband with suppressed carrier (e.g. Shortwave utility and amateur stations)
...sous entendu porteuse RF ou RF carrier...

PS: Réponse un peu longue, mais comme les conditions en HF sont absolument affreuses ce matin, ça me laisse un peu de temps... ;-)

[VA2JOT Jacques]

Pierre,
          Tu reviens constamment au spectre audio, restons-en là ou est la question: le spectre HF. Vu que la modulation c'est la porteuse qui commute de phase, par définition, la modulation c'est la porteuse et vice-versa. Ils sont inséparables.

Par pûre curiosité, as-tu essayé de copier du PSK-31 avec ton radio configuré en AM? Ca devrait être un peu plus difficile à cause de la largeur de bande passante en AM et d'un niveau de bruit plus élevé mais j'aimerais que tu en fasse l'essai si tu peux avec ton radio recevoir en AM.

Mes salutations,

[VE2PID Pierre]

restons-en là ou est la question: le spectre HF. Vu que la modulation c'est la porteuse qui commute de phase, par définition, la modulation c'est la porteuse et vice-versa. Ils sont inséparables.

Jacques, je veux bien rester en HF, mais la porteuse qui change de phase, c'est la porteuse audio.. c'est donc toi qui revient en AF  . La porteuse HF est quant à elle une simple sinusoïdale produite par le rig et qui ne subit pas de changement de phase. Mon FT-817 ne sait pas comment faire des changements de phase, même si l'entrée AF lui demandait de commuter la porteuse HF. Tout ce qu'il sait faire est de multiplier (ou hétérodyner) la porteuse HF toute simple qu'il produit avec le signal audio complexe qui est présent dans l'entrée audio. Après avoir 'mixé' ces deux signaux, il enlève la porteuse HF qu'il avait produite, ainsi que la moitié des bandes latérales (BLI ou LSB) résultantes et émet le reste, soit le BLS (USB).

L'effet de la commutation de phase AF se retrouvera cependant dans la bande latérale restante; l'information correspondant aux changements de phase AF est 'imbriquée' dans la bande latérale supérieure, et non dans la porteuse HF.

Pour en revenir à mon exemple précédent d'une émission en PSK31:

Porteuse HF: Fréquence de 14 070 MHz, onde sinusoïdale sans commutation de phase.
Porteuse AF: Onde sinusoïdale de fréquence 1 000 Hz dont la phase est commutée de 180° à tous les 31 millièmes de seconde.
Modulante AF: Onde sinusoïdale de fréquence d'environ 15,5 Hz qui sert à atténuer l'effet des changements de phase, et aussi de donner l'information 'intelligente' par le jeux des 0 et 1 du Varicode.

Par pûre curiosité, as-tu essayé de copier du PSK-31 avec ton radio configuré en AM?

Non mais je pense aussi que le signal sera atténué (diminution du S/N). Je ne fais que rarement du PSK31 et c'est seulement en portable. Je préfère le CW pour son efficacité et pour la simplicité de l'équipement requis. Peut-être que d'autres pourraient tenter l'expérience que tu mentionnes ?