15. Modulacja PSK
Pomysł
użycia modulacji BPSK z przepływności± 31 bit/s został zrealizowany po raz pierwszy
przez SP9VRC w programie SLOWBPSK pracuj±cym na zestawie uruchomieniowym Motoroli -
DSP56002EVM. W odróżnieniu od rozpowszechnionego w emisjach RTTY, pakiet radio i
innych kluczowania częstotliwości podnośnej stosowane jest tu dwustanowe kluczowanie
jej fazy - w zależności od wartości logicznej nadawanego bitu faza sygnału zmienia się
o 180 stopni lub pozostaje stała. Zalet± kluczowania fazy jest niższa stopa błędów
przy danym stosunku sygnału do szumu i mniejsza szerokość pasma sygnału, ale to
pod warunkiem należytego ukształtopwania impulsów kluczuj±cych. Sygnał kluczowany
za pomoc± impulsów prostok±tnych ma b. szerokie pasmo i charakteryzuje się
słyszalnym stukaniem. Problematyka te nie jest obca telegrafistom - również i tutaj
kluczowanie impulsami prostok±tnymi (zbyt szybkie wł±czanie nadajnika) powoduje
powstanie stuków i zakłóceń w kanałach s±siednich. Wyobrażaj±c sobie dwustanowe
kluczowanie fazy jako wył±czenie jednego nadajnika i wł±czenie drugiego pracuj±cego
w przeciwfazie można zauważć, że powstaj±ce zakłócenia byłyby dwa razy silniejsze
aniżeli w przypadku kluczowania telegraficznego a więc sprawa właściwego
ukształtowania impulsów kluczuj±cych nabiera jeszcze większego znaczenia. W systemie
PSK31 zastosowano impulsy kluczuj±ce o kształcie tzw. podniesionego cosinusa. Jest
to jedno ze znanych dobrych rozwi±zań, które s± stosowane i w innych, profesjonalnych
systemach cyfrowych. Innym z takich dobrych rozwi±zań s± impulsy o kształcie krzywej
Gaussa.
Dla należtej oceny korzyści wynikaj±cych z przyjęcia
impulów o kształcie podniesionego cosinusa musimy pamiętać, +e poziom listków bocznych
saganłu kluczowanego impulami prostok±tnymi wynosi -10 dB przy szerokości pasma równej
3-krotnej szbkości tranmisji, -14 dB przy 5-krotnej i -17 dB - przy 7-krotnej. Teoretycznie
widno takiego sygnału jest nieskończenie szerokie. Sygnał kluczowany za pomoc± impulsów
o kształcie podnisionego cosinusa składa się prawie wył±cznie z dwóch tonów (w przypadku
systemu PSK31 oddalonych o +/- 15 Hz od środka). Szerokość pasma na poziomie -60 dB
wynosi +/- 31 Hz. Jest to oczywiście przypadek idealny. W rzeczywistości wskutek
nieliniowości nadajnika sygnał zawiera składowe intermodulacyjne trzeciego i pi±tego
rzędu. W praktyce osi±galne s± poziomy składowych 3 rzędu (+/- 47 Hz) równie -25 dB,
a składowych 5 rzędu (+/- 78 Hz) - -35 dB. W przypadku przesterowania nadajnika
poziomy składowych pasożytniczych mog± poważnie wzrosn±ć i powodować istotne zakłócenia
w kanałach s±siednich.
Produkty pasożytnicze mog± powstać również w odbiorniku dlatego
konieczna jest należyta filtracja sygnału w demodulatorze lub zastosowanie demodulatorów
o charakterystyce liniowej. Programowy demodulator PSK31 stosuje filtr w±skopasmowy
o charakterystyce dobranej tak, aby unikn±ć również nadmiernego poszerzenia impulsu
i zachodzenia kolejnych bitów na siebie. Szerokość pasma sygnału po filtracji wynosi +/-
31 Hz na poziomie -64 dB.
Filtry stosowane w modemie PSK31 s± tzw. filtrami dopasowanymi
zarówno do siebie nawzajem jak i oczywiście do kształtu sygnału. Filtry dopasowane
s± stosowane b. często w nowoczesnych systemach komunikacyjnych. Często s± to filtry
o identycznych charakterystykach przenoszenia po stronie nadawczej i odbiorczej ale jak
widać na przykładzie PSK31 nie jest to jedyna możliwość.