JA SUR PSK31 17 METRES

[Jean-Pierre VA2SG]

Belle ouveture un JA sur 17m PSK31. Dépechez-vous 

[VE2DSK Réal]

Belle ouveture un JA sur 17m PSK31. Dépechez-vous 

Effectivement beaucoup de mouvement ces derniers temps..:
Propagation sur 20M le week-end dernier:


J'ai même apperçu ta trace à un moment donné..

Bon QSO, Réal, VE2DSK  (VE2LG sur HF)

[Jean-Pierre VA2SG]

Oui OK

Hier, il y avait des signaux en meme temps sur 30, 20, 17, 15, et 10 metres. Pas mal intéressant. Mais faire un HZ sur 10 metres, sans antenne a gain, c'est particulierement special!

[VE2PID Pierre]

... soit dit en passant; L'affichage que nous montre Réal, VE2DSK est un excellent exemple de ce que je tentais d'expliquer dans un autre fil. Chacune de ces bandes est en fait la bande latérale unique que produit un rig émettant en PSK31 ou PSKxx, et ce produit est directement livré à l'antenne. Pour chacune de ces 'bandes', il n'y a pas la porteuse RF d'origine, ni de bande latérale symétrique de l'autre côté de la position qu'aurait la porteuse. On est sur de l'unicité de chacune de ces bandes latérales, puisqu'en configurant le rig en mode BLU, on lui donne l'ordre d'émettre une seule série de bandes latérales, et de ne pas émettre la porteuse RF. Pas évident à expliquer, mais c'est bien la réalité technique du PSKxx. Les 1000, 2000, 3000 indiquent quant à eux la distance en Hz de la fréquence sur laquelle est réglé le rig. Si cette fréquence est par ex. de 14070 MHz, le signal à la position du drapeau vert est approximativement à la position 14070,9 MHz.

En regardant individuellement chacune de ces bandes, de bas en haut, et en particulier la bande la plus à droite, on peut voir dans un premier temps deux traits verticaux, qui sont créés lorsque le clavier est au repos. Puis quand on commence à taper sur le clavier, le Varicode modifie le signal, et la bande latérale en question est plus complexe.

Remarquer aussi un peu à gauche du centre une paire de rails un peu plus distancés. Il s'agit là d'un signal en PSK63. L'explication est que l'espacement entre les deux traits dans chaque bande (dans chaque signal entrant) est fonction de la fréquence de la modulante.

Plus le signal est étroit, pour une même puissance d'émission, meilleure sera la performance en DX. Mais pour ceux qui tapent très vite, le '31' ne pourrait pas toujours absorber le débit, et il devront passer au '63' ou même au '125' avec la détérioration de performances conséquente. C'est une raison valable de changer le 'baud rate' quoique d'autres changent simplement de '31' à '63' uniquement pour expérimenter autre chose.

[Jean-Pierre VA2SG]

Oui, en fait les caracteres s'affichent deux fois plus vite en psk63 qu'en psk31.

Je croirais que la vitesse d'affichage du psk31 est moins rapide que le RTTY mais le PSK63 et un peu plus rapide que le RTTY. Moi, j'adore le PSK63.

[VE2DSK Réal]

Hier, il y avait des signaux en meme temps sur 30, 20, 17, 15, et 10 metres. Pas mal intéressant. Mais faire un HZ sur 10 metres, sans antenne a gain, c'est particulierement special!

J'ai quelques Bon QSOs fait sur le 30M ce week-end...

Et effectivement PSK63 est plus vite que le 31.
  Prévoyez vos "Macros" d'avance hi hi.
    Quelques stations en PSK125 aussi.

Réal

[VA2JOT Jacques]

Re: affichage waterfall de RéalSi je ne me trompe, l'axe des Y représente le temps défilant vers le bas, et l'axe des X la modulation en phase de chacune des stations PSK. Es-ce exact?

[Jean-Pierre VA2SG]

Oui, c'est cela.

[VE2PID Pierre]

de JP SG Je croirais que la vitesse d'affichage du psk31 est moins rapide que le RTTY mais le PSK63 et un peu plus rapide que le RTTY.

Effectivement.. ça vient du fait qu'en général, le 'baud rate' du RTTY est de 45,45 donc entre celui du PSK31 et du PSK63.. Mais il est aussi possible de configurer en logiciel le BR du RTTY. Ici, j'utilise MixW 2.20f qui permet des configurations non standard.

de Jacques JOT Si je ne me trompe, l'axe des Y représente le temps défilant vers le bas, et l'axe des X la modulation en phase de chacune des stations PSK. Es-ce exact?

L'axe des Y est bien l'axe du temps défilant vers le bas.

Pour ce qui est de l'axe des X, chaque point situé à l'intérieur d'une trace, à un moment Y fixe correspond à une fréquence de la décomposition spectrale du signal présent. Quand le clavier est au repos, c'est simple mais quand on tape, c'est beaucoup plus complexe. Ce qui se passe est que le signal PSK31 est créé dans la carte de son en multipliant deux signaux.

Pour le clavier au repos, le premier signal est un cosinus (disons A*cos(a)) qui correspond à la porteuse AF et l'autre est aussi un cosinus (disons B*cos(b)) qui est créé par le baud rate (numérique) de 31,25 baud transformé en analogique. Comme Acos(a)*Bcos(b) = (A*B)*(cos(a-b)+cos(a+b))/2, la 'waterfall' qui est en fait un analyseur de spectre montrera à chaque instant deux traits situés, l'un à (a-b) Hz et l'autre à (a+b) Hz. La largeur en Hz de chaque bande est donc de 2 fois b. Par exemple, en PSK31, un baud rate 'b' de 31,25 est obtenu avec une modulante b de 31.25/2 Hz (15,625 Hz) et 2*b=31,25 Hz.  Ça se voit assez bien en regardant le signal le plus à droite dans l'affichage précédent que la largeur du signal PSK31 est effectivement de 31,25 Hz.

Pour le clavier en envoi de caractères, la forme de l'enveloppe sera plus complexes et le DSP utilise les transformées de Fourier pour produire les coefficients; chacun de ces coefficients donnera alors une composante, qui se traduira par un point entre les deux côtés de chaque trace.

En résumé la largeur de chaque est directement fonction du baud rate et sa position est fonction de la fréquence de la porteuse AF. Ces bandes sont le résultat 'visuel' que produit la modulation. Par contre, qu'il y ait ou pas de changement de phase, la largeur de la bande est constante, car elle n'est fonction que de a et b, et non des changements de 180° dans la porteuse AF.
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PS: Dans tout ce raisonnement, je suppose que la modulante est nulle ou très atténuée lors des changements de phase. Sinon, les bandes seront beaucoup plus larges, et ces signaux causeront de la 'pollution...' Le signal PSK31 le plus "propre" est celui le plus à la droite dans l'affichage (quoi que l'effet atténuant de la bande passante puisse être trompeur), et le pire est celui à la position ~1700 Hz. À 1650 Hz, ça me semble être un signal en CW... (?)

[VA2JOT Jacques]

Par contre, qu'il y ait ou pas de changement de phase, la largeur de la bande est constante, Sur l'affichage de l'écran seulement j'espère. L'occupation spectrale RF elle est fonction du taux de symboles, du schéma de modulation et du B/T des filtres. Quand y'a pas de commutation de phase dans le cas du PSK, en principe il ne devrait y avoir sur les ondes qu'une sinusoïdale pûre, l'occupation du spectre devrait donc être au minimum.

A moins que le protocole PSK31 ne prévoies une quelconque stratégie de modulation reliée au maintien de la synchronisation de phase pendant les temps morts. 

[VE2PID Pierre]

A moins que le protocole PSK31 ne prévoies une quelconque stratégie de modulation reliée au maintien de la synchronisation de phase pendant les temps morts. 

... pendant les temps morts (i.e. quand on ne touche pas au clavier), par convention, le protocole PSK31 change quand même la phase de 180° à tous les 31,5 millièmes de seconde. Il atténue au maximum l'amplitude avant de faire ce changement de phase. C'est nécessaire pour la synchronisation. L'information 'Clavier au repos' est codée selon le Varicode de Peter Martinez (G3PLX), l'inventeur du PSKxx, par une chaine continue de zéros ( 0000000... ) qui se traduit sur l'oscilloscope par des lobes produits continuellement, mais avec changements de phase à chaque 'interlobe'.

Cependant, le PSK31 ne fait des changements de phase que si le Varicode envoie un '0'. Si c'est un '1' qui est envoyé, alors il n'y a pas de changement de phase et aucune atténuation de l'amplitude. On a alors (localement) une sinusoïde pure, ce qui se traduira sur la 'waterfall' par un seul trait. On peut distinguer ce trait unique dans certaines bandes de l'affichage plus haut. C'est exactement ce que tu dis, Jacques, dans ta phrase Quand y'a pas de commutation de phase dans le cas du PSK, en principe il ne devrait y avoir sur les ondes qu'une sinusoïdale pûre, l'occupation du spectre devrait donc être au minimum.

Le schéma suivant, contenant une séquence un peu plus longue et d'amplitude constante de durée 62,5 Hz est la trace temporelle de l'envoi de la chaine 001000 (en complétant vers l'amplitude nulle les deux lobes partiels aux deux bouts). Noter que les règles du Varicode imposent que chaque chaine de caractère soit séparée par au moins deux zéros consécutifs, que chacune de ces chaines doit débuter et se terminer par un 1 et qu'on ne peut avoir deux zéros ou plus dans la chaine. Le 'Space' du clavier est simplement encodé par '1' donc selon les règles, la chaine valide est (au moins) 00100. "Sending the Varicode space symbol.." va donc donner ceci sur un oscilloscope:



On aurait un autre graphique si on envoyait la lettre 'a' minuscule (le PSK distingue minuscules et majuscules, mais il est optimisé pour les minuscules *). L'encodage en Varicode de 'a' est 1011 .. donc il faut envoyer la chaine 00101100 etc...

(Je sais que je me répète, mais bon...) Quand le clavier est au repos, l'oscilloscope montrerait uniquement des lobes comme les deux premiers et les (3) derniers en continu. Une analyse plus fine nous permettrait de voir qu'à chaque nœud (à la fin d'un lobe et au début d'un autre), il y a permutation de phase.

Ce pricipe de l'envoi de 0 et de 1 pour codifier le texte tapé au clavier ou par des macros est de l'encodage binaire, qu'on peut traduire en anglais par l'expression "Binary Phase Shift Keying", ou BPSKxx ou PSKxx.. les 3 appellations sont utilisées et signifient la même chose.
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L'analyse spectrale de ce signal formé de lobes en continu (..000000000...) aurait l'aspect suivant:



Et c'est ça qu'on voit dans l'affichage montré par Réal (deux traits) dans les signaux qui sont produits quand l'émission commence et avant que l'on ne touche au clavier.

* Optimisé pour les minuscules veut dire que Martinez a choisi de donner les chaines les plus courtes aux minuscules. Par exemple, 'a' est encodé par 1011 alors que 'A' par 1111101. C'est pour cette raison que les 'bons' opérateurs de PSKxx utilisent toujours les minuscules (sauf évidemment après un point, au début d'une phrase, etc, tout comme dans le language écrit).

Autre exemple d'un bon signal en PSK31: Afin de lui fournir un rapport "visuel", j'avais 'capturé' sur l'écran lors d'un QSO avec Martin VE2BQA la trace de son signal sur 7,070 MHz le 20 décembre 2008 15:53 UTC (10:53 HNE). Ça donnait l'image suivante: (les bandes verdâtres de chaque côté de son signal ne sont pas de la sur-modulation RF; elles ont été créées parce que j'avais mis le volume de ma carte de son en RX un peu trop élevé):

[VA2JOT Jacques]

Merci Pierre pour tes explications, ça concorde pas mal avec ce que j'anticipais minus quelques menus détails. Pour le graphique spectral du signal de Martin BQS, tu lui diras de ma part qu'il utilisait beaucoup plus de puissance que nécessaire. Un rapport S/Nr de 80 dB, on voit rarement ça en BLU vocale.

La preuve que le PSK31 est saprement plus efficace que la phonie. 20W sur 40Hz ça fait une densité de signal de 0,5W/Hz. Pour avoir le même "punch" en BLU vocale, ça aurait pris environ 1,2KW sur un canal de 2,4Khz.

Un univers de différence.

73,

[VE2PID Pierre]

..qu'il utilisait beaucoup plus de puissance que nécessaire...

C'est probablement parce qu'on veut être sûr que ça passe ...

J'affiche en bas de ce message la trace du signal (CW) d'un OM en Virginie avec qui je viens de faire un QSO. Sa puissance d'émission (75 W) aurait pu être de beaucoup inférieure, c'est sûr... comme c'est le cas dans la majorité des QSOs que l'on fait. Ce n'est pas une 'promotion' indirecte du QRP, c'est seulement un constat de nos habitudes. J'émettais à 50 W  .

À cette vitesse de 22 mpm, la largeur d'un signal CW propre est d'environ 35 Hz. Le CW (si la vitesse n'est pas trop élevé) occupe donc moins de spectre que le PSK31.

[VA2JOT Jacques]

C'est probablement parce qu'on veut être sûr que ça passe ...
Là mon cher Pierre tu viens d'emprunter un dictat des adeptes du QRO

À cette vitesse de 22 mpm, la largeur d'un signal CW propre est d'environ 35 Hz. Le CW (si la vitesse n'est pas trop élevé) occupe donc moins de spectre que le PSK31. A un taux égal (Bauds) cela ne me surprend pas outre-mesure. Une commutation de phase de 180 degrés est un évènement beaucoup plus violent au niveau spectral. Beaucoup plus que l'interruption d'une porteuse.

En ce qui concerne le dénouement de la discussion de vive voix d'hier soir au sujet du PSK vs BLU, je crois que c'est le restaurateur qui a gagné

73,

[VE2PID Pierre]

je crois que c'est le restaurateur qui a gagné

... comme dirait l'autre, ça "reste au rang" des discussions à reprendre...