Modulations%20Num

1
Modulations Numériques Pour les Radioamateurs
2
SOMMAIRE

• Historique
• Théorie
• MDA MFM QAM OFDM
• Correction d'erreur
• Distorsion du canal de propagation
• Modes numériques radio amateur
• CW RTTY
• PSK MSK ROS
• JT65 WSPR OPERA
• Emetteur Récepteur
• Concours
• Club
• Annexes
• Questions

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Historique

• L'homme utilise des communications numériques
  avec codage depuis longtemps
• Le TAM TAM, les cornes
• Signaux de fumée, les feux
• Télégraphe chape
• 1838 Samuel morse invente le code morse (c'est
  un varicode)
• 1874 première ébauche du code BAUDOT
• 1894 Liaison radio électrique en OOK ( Albert
  TURPAIN)
• 1930 Liaison RTTY
• 1970 liaison en mode PSK et QPSK pour les
  faisceaux hertziens

4

• THEORIE DES MODULATIONS NUMERIQUES

5
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 radios amateur est de 2500
  Hz par convention
• Eb Energie par bit après démodulation et
  Correction d'erreur
• N0 Bruit de densité spectrale dans la bande
  optimum
• Fb débit binaire
• Es Energie symbole Mnombre d'état par symbole
• Pour 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)
• ?0 est la fréquence (modulation de fréquence)
• T le temps (position dans le temps)
• f la phase (modulation de phase)

• L'ensemble de ces paramètres peuvent être
  utilisés pour réaliser la modulation
• Ils 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

9
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 MDA
• Un seul modulateur est suffisant pour ce type de
  modulation
• C'est la plus simple des modulations

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MODULATION MDA

• L'on peut réaliser une modulation à plusieurs
  états
• Plus 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 bruit
• Exemple 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 optimum
• Les 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

14
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

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

15
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

• Constellation

constellations de MDP pour M 2, 4 et 8.
16
MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

• Probabilité d'erreur

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MODULATION MDP ( Phase Shit Keying)

• Meilleur efficacité que la MDA asymétrique
• Le 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 a enveloppe constante (
  Modulation d'amplitude ) doù linéarité de chaine
• Les avantages
• Encombrement spectrale très réduit avec M élevé
• Assez bonne sensibilité

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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 continue
• Elle 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)

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MDF (Modulation par Déplacement de Fréquence)

• Codage des fréquences pour 8 fréquences soit MDF3
  3 états

Fréquence Code
F1 000
F2 001
F3 010
F4 011
F5 100
F6 101
F7 110
F8 111

• Pour 8 fréquences il y aura 3 bits

20
MDF(Modulation par Déplacement de Fréquence)

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

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MDF(Modulation par Déplacement de Fréquence)

• Exemple de C/N
• Débit binaire 6bits/seconde
• Nombre de fréquence 64 ( 6 bits par symbole)
• Débit Symbole 3,3 bauds (20 bits/s)
• Probabilité d'erreur 1 10-3 sans CCE
• C/N3,5 10 log (20/2500 ) -17,4dB
• C'est la forme d'onde la plus très performante
  pour la sensibilité
• Beaucoup de mode radio amateurs utilise cette
  forme d'onde
• L'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 Hz
• En MDP 2 largeur de 20 Hz

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MODULATION MDAP (MAQ)

• Modulation par Déplacement d'Amplitude et de
  Phase
• l'intérêt de ce type de modulation est augmenter
  le débit pour le même encombrement spectral
• Constellation

23
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'OFDM
• Pour MAQ64 le débit est multiplié par 6 pour le
  même encombrement spectral par rapport a une MDP
  2
• Sensible 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 10-3
• Il 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 dB
• La modulation n'est pas une enveloppe constante
• La chaîne radio doit être très linéaire
• Rapport puissance crête puissance moyenne 3 dB
• La phase dans la bande de modulation la plus
  constante possible ( temps de groupe)
• Avantage principal encombrement spectral
• Forme d'onde non utilisé dans le domaine amateur

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OFDM

• Orthogonal Frequency-Division Multiplexing
• C'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 d
• Les 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-porteuse
• Consiste à répartir les symboles sur un grand
  nombre de porteuses à bas débit
• Cela équivaux à diminuer le débit symbole par
  porteuse
• Moins sensible aux variations de phase et
  d'amplitude
• Doit être associé avec de l'entrelacement et code
  correcteur d'erreur

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OFDM

• Propriétés
• Débit très élevé avec un minimum de dégradation
  dans un canal de propagation très perturbant
• Bande occupé faible pour le débit
• Modulation de base MAQ 4 MAQ 16 MAQ 64
• Nombre de porteuse pouvant dépasser 1000
• Linéarité de chaine radio indispensable
• Puissance crête 5 fois la puissance moyenne
  dépend du nombre de porteuse
• Les applications ADSL DVB-T ( la TNT) WiFi
  utilisent ce principe
• Pour 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 fréquence
• Contrairement a la modulation MDF chaque
  fréquence est démodulé indépendamment mais pas en
  même temps
• Chaque porteuse peut être modulé en MDA, MDF, MAQ
• Le principal inconvénient est l'encombrement
  spectrale
• Pour 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 sélectif
• Entrelacement 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 différente
• Heure de démarrage de la séquence différente

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Autres Formes d'onde

• DSSS
• Cette forme n'est pas utilisé dans le monde radio
  amateur
• Ne présente pas d'avantage complémentaire par
  rapport a FHSS pour nos applications
• UWB ( Ulta Wide Band)
• Largeur de bande trop importante
• Attention 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 émission
• La démodulation d'enveloppe utilisation du signal
  reçu pour démoduler

Signal/ bruit avant détection
Démodulation cohérente
Démodulation d'enveloppe
10 dB
Signal/ bruit après détection
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Distorsion inter symbole

• Le canal de propagation génère plusieurs rayons

30 mS SP 10000 km
100 ms LP 30000 km
C/I
100 B/s
BIT 1
BIT 2
Bit émission
Rayon 2
Rayon 1
Rayon 3

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

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STRUCTURE D'UNE TRAME

• La trame est décomposé en champ

Synchronisation
Fin de message
Données
Nota  La synchronisation peut être répartie tous
le long de la trame
Code correcteur d'erreur
Entête

• Exemple bus série port com
• Start (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

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Code Correcteur d'Erreur (FEC)

• Différentes procédure permettent de corriger les
  erreurs
• Répétition du message
• Redondance dans le message
• Insertion d'un code dans le message
• Code convolutif ( Viterbi)
• Code par bloc
• Code cyclique
• Turbo code

CCE
Données brut
35
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 antennes
• Le canal de propagation fluctue dans le temps
  avec différentes influences
• Le fading plat l'ensemble des fréquences du canal
  radio subissent la même atténuation
• Le 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 doù annulation du signal

37
Canal de propagation
Diminution du signal
38
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 distante de lambda/2 minimum
• 2 chaines 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 lt 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

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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 longues
• Code inventé en 1838 pour la télégraphie par
  samuel Morse

• C'est le premier mode utilisé par les
  radioamateurs
• C'est un varicode les caractères non pas
  toujours la même longueur
• Il n'y a pas de synchronisation, c'est l'espace
  entre chaque caractère qui permet la
  synchronisation

41
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 référence
• En 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'erreurs
• C'est une détection musicale et non binaire
• En mathématique on parle de corrélation (non
  utilisé par les logiciels actuellement pour la CW)

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CW ( Logiciel)

• Il existe beaucoup de logiciels permettant de
  décoder la CW mais avec des fortunes diverses
• Ils utilisent pour la plupart une détection
  d'enveloppe démodulation non cohérente
• Le filtrage n'est pas toujours adaptatif
• Le seuil de décision pas toujours optimisé
• Détection de vitesse pas simple
• Pour 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)

43
CW Skimmer et site Reserve Beacon
44
CCW (Cohérente Carrier Wave)

• La CW cohérente est un mode fait pour que les
  ordinateurs puissent la détecter facilement.
• Détectable par un humain
• La durée des points et des traits est calibrée
  avec 3 vitesses 12,24 et 48 mots par minute
• Modulation en tout ou rien (OOK , MDA )
• Démodulation cohérente
• Synchronisation sur le signal et l'espace entre
  caractères
• Code MORSE
• C/N -8dB ( 24 mots par minute) limite
  théorique -10,2 dB
• Fréquences (1844, 3561, 7031, 10107,14061,
  21061, 24907, 28061 MHz)

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QRSS

• C'est un mode CW très lent, la longueur du point
  varie de 1 seconde à 60 secondes
• Ce mode est utilisé principalement sur les bandes
  basses 137 kHz et 500 kHz également utilisé sur
  la bande 10,140 MHz
• C'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
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FSKCW

• Mode CW par déplacement de fréquence
• Permet d'avoir une porteuse en permanence
• Utilise le code MORSE
• Les espaces entre les traits, les points et
  entre caractères sont remplacés par un
  déplacement de fréquence
• Même SNR que le mode QRSS
• Exemple  WA5DJJ

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DFCW

• C'est un mode CW par déplacement de fréquence et
  utilisation d'un codage
• La 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 élémentaire
• Entre 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

48
Réception bande 30 m QRSS avec Spectrum LAB
49
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 Hz
• Le 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 cohérente
• Encombrement spectral de 600 Hz (Front de monté )
• C/N -5 dB
• 250 caractères par minute

50
OLIVIA

• Le mode olivia est un mode créé par SP9VRC 2005
• Mode FSK à 32 fréquences ( mode MDF 32)
• Débit de 31.25 bauds
• Transmission par bloc de 64 symboles de 5 bits
• Correction des erreurs par redondance
• Code caractère ASCII 7bits
• Bande passante 1000 Hz
• Synchronisation sur le bloc
• Pas de code correcteur d'erreur et pas de code
  convolutif
• Entrelacement des données
• Vitesse et sensibilité
• 8-250 72 caractères minute C/N-14 dB
• 31-1000 120 caractère minute C/N -12 dB

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OLIVIA

• Fréquences préconisées
• 1808,75 1838,5 kHz
• 3583035 3582,5 KHz
• 7042.5 kHz 7043,25 kHz
• 10142,5 1043,25 kHz
• 14105,5 106,5 14107,5 14108,5 kHz
• 18102,5 18103,5 kHz
• 21129,5 kHz
• 24921,5 kHz
• 28076 kHz
• Mode assez sensible
• Encombrement spectral important
• Pas de concours dans ce mode
• Logiciels MultiPSK MixW FLDIJI DM780 ...

52
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 1
• Changement d'état 0
• Débits standard 31.25 63 et 125 Bauds
• Code ( Varicode longueur 4 à 15 bits)
• Synchronisation au niveau caractère
• C/N -12 dB BPSK et QPSK 31
• C/N -9 dB BPSK et QPSK63
• C/N - 6 dB BPSK et QPSK 125

53
BPSK

• Encombrement spectral réduit

BPSK31
BPSK63

• Constitution du caractère

Synchronisation
X
1
00
Fin de caractère
Données du caractère
54
QPSK

• C'est un mode MDP4
• Débit net de 31 bit/s débit brut 62,5 bit/s
• Code correcteur d'erreurs (code convolutif de
  rendement 1/2 )
• Pas d'entrelacement
• Vitesse 42 mots par minute en moyenne (majuscule
  et minuscule
• Vitesse de 52 mots par minute pour les minuscules
  seulement
• Constitution du caractère

Synchronisation
X
1
00
Fin de caractère
CCE
Données du caractère
Code correcteur d'erreur
55
BPSK

• La chute d'eau (Waterfall)

• Chaque ligne représente une station en BPSK31
• Bande de 3.8 kHz sur le 14,070 MHz

56
BPSK

• Logiciels conseillés
• MixW
• HRD deluxe DM780
• Multipsk
• Fldiji ( windows et linux)
• ...
• Beaucoup de logiciels intègrent la plupart des
  modes numériques
• Certains logiciels utilisent le DLL PSKcore
  développé par PSKCORE les performances sont
  presque identiques entre tous ces logiciels
• Exemple d'une liaison en BPSK63

57
WSPR

• C'est une FSK 4 (MDF 4) modulation de fréquence
  à 4 états
• Les fréquences sont distantes de 1,4648 Hz
• Le Débit est de 1,4648 Bauds
• 110,8 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'heure
• Synchronisation 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

58
WSPR

• Il n'y a qu'un seul logiciel permettant de
  réaliser ce type de transmissions téléchargement
  sur le site WSPR
• Le logiciel WSJT version 7 permet de réaliser des
  QSO mais peu utilisé
• Le rapport des stations reçues est envoyé sur un
  site dédié http//wsprnet.org toutes les 2
  minutes
• Ce type de mode permet de réaliser des mesures de
  très bonnes précisions.
• Comparaison d'antennes
• Comparaison entre stations
• Mesure de propagation
• ...

59
WSPR (comparaison d'antenne)

• Procédure pour comparer deux antennes
• Connaître 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 reçoivent
• Faire 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 mêmes
• Avoir environ 10 relevés par station

60
WSPR

• Diagrammes des antennes sur 10 MHz Dipole et
  Sloper

61
WSPR

• La station retenue K1JT L'angle de départ
  optimum de la liaison environ 6 (VOACAP)

K1JT K1JT
Heure Sloper (SNR) dB Dipôle (SNR) dB
1008 -26
1010 -24
1012 -26
1014 -26
1018 -24
1020 -22
... ... ...
1042 -22
1044 -20

Moyenne -24,88 -23
Bande des 10 MHz L'antenne dipôle à 1.8 dB de
gain en plus du sloper. 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
62
WSPR

• Carte de liaison avec 500 mW et dipole sur 18 MHz

63
OPERA

• C'est un mode CW lent type MDA2
• Mode 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 G0NBD
• Pas 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
  minutes
• OPERA 8 2,048 s/bit duré 8 minutes
• OPERA 16 4,096 s/bit duré 16 minutes
• OPERA 32 8,192 s/bit duré 32 minutes
• C/N Op2 -26dB  Op8 -32dB Op16 -35 dB  Op32 -
  38dB

64
OPERA

• Plan de fréquences
• 136 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 MHz
• 21,075 MHz
• 24,925 MHz
• 28,075 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
  données
• Pas de synchronisation horaire

65
OPERA
66
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 MFSK
• Débit de 15,625 baud débit brut de 62,5
  bits/s
• FEC de 1/2 débit net 31,25 Bits/s
• Chaque porteuse est séparée de 15,625 Hz
• Entrelacement des données sur 120 bits
• Code Varicode
• Débit en moyenne 200 car/mn
• Démodulation non cohérente
• Encombrement spectral 400 Hz
• Modulation à enveloppe constante
• C/N minimum MFSK16 -13,5 dB et MFSK 8 -15,5 dB
• Mode SSTV (transmissions d'images)

67
ROS

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

MODE C/N (dB) C par minutes
ROS 2 -25 15
ROS 8 -19 60
ROS 16 -16 120
68
ROS logiciel
69
WSJT

• Modes développés par K1JT
• 4 modes primaires
• FSK441 pour meteor scatter à haute vitesse
• Modulation FSK 4 fréquences débit 441 Bauds
• Synchronisation sur le caractère
• JT6M pour meteor scatter et ionosphérique scatter
  sur le 6mètres
• Modulation FSK 44 fréquences dont une fréquence
  de synchronisation
• Débit de 21,53 baud
• JT65 pour les signaux faible en trosposcatter et
  EME
• EME Echo pour détecter vos propres échos lunaires
• Pour tous ces modes le nombre de caractères est
  limité
• 012345689ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ.,/?- (SP)
  soit 42 caractères

70
WJST JT65-HF

• Mode FSK 64 tons (6bits par baud) et 1 ton de
  synchronisation
• Le ton de synchronisation occupe 50 du temps de
  la trame
• Durée du message 46,811 secondes et début toutes
  les minutes
• La 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 minute
• Le nombre de caractères est 13 au maximum
• La trame est constituée de 378 bits

71
WSJT JT65 HF

• La trame est constituée de 378 bits en 5 champs

FEC
Structure du message
Indicatif
Indicatif
Locator ou report

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

72
WJST JT65-HF

• JT65
• Compression du message en JT65 72 bits
  d'informations 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 message
• Compression de données utilisation de messages
  particuliers pour CQ QRZ
• Code correcteur d'erreurs R 72/378 soit une
  redondance de 5.25
• Entrelacement
• Codage gray
• C/N -23 dB JT65A -25 dB JT65B

73
WSJT

• Logiciel WSJT de K1JT et JT65-HF

74
RECAPITULATIF MODE QSO
MODE Car/min C/N min (dB) Sensibilité à la propagation PcretePmoy (dB) 1000 pep SSB (W) Encombrement Spectral (Hz)
RTTY 300 -5 Un peu 0 100 400
OLIVIA 8-250 80 -14 faible 0 12 250
OLIVIA 32-1000 150 -12 Très faible 0 20 1000
MSK16 200 -13 faible 0 16 400
BPSK31 200 -12 importante 1,8 20 60
BPSK63 400 -9 Très importante 1,8 40 120
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
75
RECAPITULATIF MODE BALISE
MODE Car/min C/N min (dB) Sensibilité. à la propagation Pcrete/pmoy (dB) 1000w SSB (W)
OPERA 2 3 -26 faible 5 0,8
OPERA 8 0,75 -32 faible 5 0,2
OPERA 16 0,38 -35 Très faible 5 0,1
OPERA 32 0,19 -38 Très faible 5 0,05
WSPR 5 -29 Tres faible 5 0,4
QRSS 1 5 -25 faible 5 1
QRSS 60 0,08 -43 Très faible 5 0,015
76
DRM

• Ce mode est destiné à envoyer des images de
  hautes définitions et sans erreur
• C'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 amateurs
• La forme d'onde est de l'OFDM 4 16 et 64 QAM
• 29 à 57 porteuses suivant les modes
• 3 fréquences de synchronisation
• Le débits en 17 à 30 bauds par porteuse suivant
  mode
• Décomposition du signal en trames (paquets)
• Le débit varie suivant les modes de 997 bits à
  6277 bits par seconde

77
DRM

• Entrelacement et code correcteur d'erreurs (MSC)
• Deux canaux MSC de FAC
• MSC c'est le canal des données à transmettre
• FAC 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
  réceptrice
• Envoie uniquement des trames erronées avec
  redondance
• Largeur de bande de 2,3 et 2,5 kHz
• La durée d'envoi d'une image de 20 K octets 70 à
  260 secondes suivant le mode

78
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 mode
• Il n' y a qu'un seul logiciel qui est maintenu
  aujourd'hui EasyPal (gratuit)
• La définition peut être (320256) 640480 par
  défaut12801024 ou pas de redimensionnement
• Les fréquences (KHz) 3730 3733 3736 14233
• Liaison avec VK ZL W,
• Contraintes Très bonne linéarité des chaines
  réception et émission pas d' ALC et de CAG
• Puissance moyenne 7 dB en dessous de la puissance
  crête ( saturation donc perte d'information)
• Fonctionne avec les équipements anciens SDR
  préférable

79
DRM logiciel EASY PAL
80
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

81
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 fréquences
• 200 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 compressées
• redondance , diversité temporelle
• C/N -14,5 dB -5 dB en DIGISSTV à 220bauds

82
TRANSCEIVER

• Caractéristiques préconisées (performances
  optimal)

Modes PSK CW RTTY WSPR OPERA QRSS JT65 ROS DRM
Caractéristiques PSK CW RTTY WSPR OPERA QRSS JT65 ROS DRM
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
83
TRANSCEIVER INTERFACE
84
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 kHz
• CW 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 numérique
• Dynamique dans la bande BF gt 60 dB sans CAG

85
CONCOURS

• Les modes numériques concernés RTTY BPSK
• Pour les autres modes il y a des journées
  d'activités
• BPSK méthode identique au mode RTTY
• Une dizaine de concours
• EPC WW Dx Contest 1er weekend de février durée
  24 heures ou 12 heures mode BPSK 63
• CIS DX PSK contest 3 eme Weekend mois de
  septembre durée 24 heures mode QPSK63
• EA PSK contest 2eme Weekend mois de Mars durée
  de 24 heures mode BPSK63
• YO International PSK31 Contest 3 eme vendredi
  mois de Novembre durée 6 heures mode BPSK31
• ...

86
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 sur La fréquence. Le gain de temps
de recherche de station ou multiplicateur n'est
pas négligeable
87
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

MIXW
DDutil
SDR1000
DM780
FDIGI
En réception c'est la même voie de la carte son
qui est utilisée
WinWarbler
88
CONCOURS

• 80 de l'activité est en europe
• Logiciel Mixw a une configuration concours qui
  permet de voir en temps réel l'évolution des
  points et multiplicateurs par bandes
• Antenne de préférence omnidirectionnel (Dipole en
  V inversé ou verticale) et beam pour certains
  multiplicateurs
• Émetteur/récepteur SDR de préférence permet une
  meilleur séparation des stations
• Utilisation de plusieurs logiciels en réception
• MixW
• DM780
• Fldigi
• Chaque logiciel a un comportement différent sur
  les signaux faibles ou perturbés

89
CONCOURS

• Limiter le temps pour réaliser le QSO
• Exemple de QSO avec l'aide de macro
• CQ CQ EPC WW test de F6ECI F6ECI F6ECI
• F6ECI de K4NRE K4NRE K4NRE
• K4NRE GM UR 599 105 105 105 de F6ECI
• F6ECI QSL (105) UR 599 05 05 05 de K4NRE
• K4NRE QSL (05) 73 QRZ test de F6ECI F6ECI
• Certains caractères peuvent être en minuscule
  pour gagner en vitesse
• En 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 RTTY
• Les meilleurs scores sont de 1200 QSO en 24
  heures pour le moment

90
CONCOURS

• Utilisation de macros fonctions pour gagner en
  temps
• Pas besoin d'être rapide au clavier
• L'incrémentation des QSO est automatique pour
  certains logiciels
• La 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 DXCC
• Les puissances utilisées 100W max HP et 10W max
  en LP
• Classement pour certains concours par bandes
• Conclusion  il est possible d'avoir de bons
  résultats avec des moyens modestes

91

• ANNEXES

92
Mise a l'heure du PC

• Mise à l'heure du PC pas assez précise et
  périodicité de mise a l'heure trop longue
• Plusieurs logiciels existent je conseille
  dimension 4 mise à l'heure toutes les 15 minutes
  et précision 20 à 30 ms

93
PORT COM VIRTUEL

• Logiciel permettant de simuler plusieurs port COM
• Avec un seul PC gérer plusieurs périphériques
• Plusieurs Emetteurs Récepteurs,ROTOR , station
  METEO, Amplificateur , Boite de couplage
• Plusieurs logiciels de modulations numériques

94
CARTE SON VIRTUEL

• Nécessaire avec un PC émetteur récepteur SDR
• Permet de générer plusieurs cartes son virtuelles
• Logiciel Virtual sound (payant)

95
UTILITAIRE DE GESTION

• DDutil est un gestionnaire de port COM
• Permet à partir d'une seule commande de fréquence
  de gérer plusieurs périphériques
• Port COM virtuel
• COM physique du PC
• Exemple
• logiciel DM780
• L'émetteur récepteur,
• L'amplificateur ,
• La boite d'accord
• Le ROTOR

96
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,
  Diplôme
• NDG (Natal Digital Group) 960 membres, diplômes
• DMC (Digital Modes Club) 5200 membres concours
  RTTY et Diplômes pour tous les modes digitaux
• BDM (Belgium Digital Mode) 2500 membres, diplôme
• HPC (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

97
Divers

• Serveurs de liaisons numériques
• Hamspots (PSK RTTY MFSK OLIVIA WSJT )
• PSKREPORTER(PSK RTTY MFSK OLIVIA WSJT )
• CW
• ROS
• ...

98

• QUESTIONS