Сайт магаданских радиолюбителей
КВ и УКВ
Инфо | Экспедиции | КВ и УКВ | Космос | О нас | Наш край | Коллекция | Контакты | Форум

МТ63 - новый вид цифровой радиосвязи.

Перевод: Игорь Григорьев - RV3DA

Из библиотеки коломенского радиоклуба

Краткое описание

МТ63 - это новый вид коротковолновой любительской радиосвязи, основанный на цифровой обработке сигнала (DSP). Наиболее эффективно он используется при работе в режиме "живого" двухстороннего обмена типа "клавиатура - клавиатура" на КВ в тяжелой помеховой обстановке. Обработка сигнала в МТ63 очень сложна, поскольку здесь нашло свое применение множество революционных идей. Тем не менее, сам процесс работы в МТ63 представляется не более сложным, чем в классическом RTTY. При этом настраиваться на сигнал корреспондента становится гораздо удобнее. МТ63 обеспечивает скорость передачи большую, чем другие виды цифровой КВ - связи, и его применение наиболее оправдано в условиях плохого и нестабильного прохождения.

Новый вид коротковолновой любительской радиосвязи под названием МТ63 был создан совсем недавно Павлом Ялошей (Pawel Jalocha, SP9VRC). На передающей стороне текст, вводимый с клавиатуры, кодируется 64 различными модулированными тонами. В процессе кодирования в формируемый сигнал вносится избыточность. Именно она и позволяет приемнику безошибочно восстанавливать данные при потере в канале связи до 25 процентов информации. Такой способ передачи данных называется предварительной коррекцией ошибок (Forward Error Correction, FEC). FEC используется и в других видах связи, напрмер в АМТОR, режим В. Однако его алгоритм намного примитивнее использованного в МТ63, и последний имеет несомненные преимущества.

В отличие от большинства цифровых видов КВ - связи, в которых передаваемый символ может быть искажен, или вовсе потерян в результате действия кратковременной помехи, помехоустойчивость МТ63 достигается за счет распределения передаваемых данных по спектру и по времени. Распределение по спектру делает МТ63 устойчивым к кратковременным и длительным ускополосным помехам, таким как селективный фединг, несущая и другие виды QRM, а распределение по времени («память»), достигающее нескольких секунд, предотвращает влияние широкополосных кратковременных помех, например импульсных. Каждый из 64 тонов несет информацию сразу обо всех символах передаваемого текста. При этом скорость передачи на каждом из тонов довольно низка и ограничивается природой ионосферных флуктуаций. Высокая же общая скорость передачи достигается за счет одновременной обработки на приемной стороне всех тонов. В МТ63 можно установить различные скорости передачи в зависимости от условий прохождения. Типичной скоростью является 100 слов в минуту - выше той скорости, с которой средний радиолюбитель работает с клавиатурой.

Звучит МТ63 необычно - как будто рычит, но скорость и надежность впечатляют. В МТ63 отсутствует процесс установления соединения, как это предусмотрено, например в AMTOR, PACTOR, или пакете. Радиолюбители, имеющие опыт работы с цифровыми видами связи, утверждают, что в условиях плохого прохождения МТ63 эффективнее, чем PACTORII и CLOVER. В условиях хорошего прохождения эта разница, разумеется, меньше. В любом случае, МТ63 является лучшим видом связи для проведения NETов, а также QSO без предварительной договоренности, поскольку отсутствует необходимость в процедуре установления соединения. Кроме того, переход с приема на передачу и обратно происходит реже, чем при использованиидругих видов связи.

Сравнительные характеристики МТ-63

Полоса частот

Поскольку в МТ-63 для передачи сигнала используются 64 тона, то этот вид связи имеет достаточно широкую полосу (типовое значение - 1кГц) и на слух воспринимается как грубое рычание. Спектр МТ-63 имеет резкие края, и поэтому в полосе передачи SSB сигнала можно уместить сразу два независимых канала МТ-63.




Производительность

Производительность видов связи, использующих автоматический запрос на повторение (ARQ) для коррекции ошибок, начинает падать уже при незначительном ухудшении условий, в то время как производительность МТ-63, использующего FEC-технологию, остается неизменной до некоторого достаточно низкого соотношения сигнал / помеха, а затем резко падает до нуля. Дискуссия о реальной эффективности видов связи, использующих ARQ в плохих условиях, не прекращается до сих пор. Поэтому в таблице, приведенной ниже, сделана попытка сравнить производительность различных видов связи в хороших и плохих условиях. В качестве базы для сравнения приведены аналогичные цифры, характеризующие связь голосом на SSB.

Вид цифровой связи Ширина полосы (Hz) WPM (при хороших условиях) WPM (в плохих условиях)
MT63 1K 1000 100 100
MT63 2K 2000 200 200
PSK31 60 50 50
HF Packet 500 20 0
Amtor ARQ 300 50 0-1
Pactor 300 200 0-10
Clover 500 200 0-10
75/850 RTTY 1200 100 0
45/170 RTTY 300 60 0
SSB (голос) 2400 250 5-10

Соотношение ширины полосы пропускания и производитльности для различных цифровых видов связи проиллюстрированы на рисунке.




Латентное время

Латентное время - это время, за которое данные проходят по всему каналу связи. Оно складывается из задержек, возникающих при преобразовании данных на передающей стороне и при обратном преобразовании на приемной, а также задержки, на преодоление радиоволной расстояния между приемником и передатчиком. Практически для всех цифровых видов связи основной вклад в латентное время вносят задержки, связанные с обработкой сигнала. Так, например, для передачи одного символа в RTTY со скоростью 45 Бод через UART требуется 165 мс. Столько же требуется и для приема. В итоге латентное время получается равным 330 мс. В сравнении с полученным числом и время, требующееся для передачи сигнала в точку - "антипод", равное 65 мс, и задержка на обработку сигнала в узкополосных фильтрах на приемной и передающей сторонах,- около 10 мс - достаточно малы.

Иначе говоря, латентное время характеризует быстроту реакции на переданное сообщение. Быстрота реакции представляет собой отрезок времени с момента, когда на клавиатуре введен последний символ сообщения Вашему корреспонденту до момента, когда первый символ ответного сообщения появится на экране Вашего монитора. Быстрота реакции численно равна удвоенному латентному времени, плюс задержка, возникающая при передаче сигнала между корреспондентами, плюс время на всевозможные подготовительные операции.

По сравнению с другими цифровми видами связи, МТ-63 не отличается хорошей быстротой реакции. В различных режимах латентное время для МТ-63 составляет от 3,2 до 12,8 с.
С конца 1998 года Лес (Les, VK2DSG) и Фред (Fred OH/DK4ZC) при помощи своих друзей провели массу экспериментов с МТ-63 в различных условиях. Изучалась эффективность МТ-63 при проведении радиосвязей по длинному и короткому путям, влияние селективного фединга, замираний и допплеровского сдвига частоты при сильных и слабых сигналах. Результаты получились следующими.

- В хороших условиях все виды связи работают хорошо, но при низком уровне принимаемых сигналов АМ и FSK явно проигрывают, в то время как PSK-31 и МТ-63 явно выигрывают.
- Селективный фединг вообще никак не влияет на МТ-63. При этом он проявляется в сигнале МТ-63 в виде дополнительного шума. Самое сильное влияние селективный фединг оказывает на FSK.
- Когда принимаемые сигналы очень слабы и нестабильны, Clover устанавливает соединение, но данные уже не передает. Pactor даже и соединение не устанавливает. МТ-63 просто работает. При этом наиболее впечатляющий выигрыш получается при использовании широкой полосы (2 кГц) и максимальной "памяти".
- При резком падении уровня входных сигналов МТ-63 обеспечивает безошибочный прием до определенного момента, а затем просто перестает что - либо принимать.
- При одновременной работе с Clover на одной и той же частоте, МТ-63 обеспечивает безошибочный прием, даже если сигналы Clover слышны намного громче.
- То же самое происходит и с SSB. При этом возможно вести связь на SSB «поверх» МТ-63 без ущерба последнему.
- Допплеровский сдвиг частоты ощутимо влияет на МТ-63. Но FEC - технология кодирования сигнала позволяет свести это влияние к минимуму.
- МТ-63 не теряет свою эффективность и на низкочастотных диапазонах (ниже МПЧ), где основными проблемами являются сильный атмосферный шум и флуктуации сигнала вследствие многолучевого приема. В таких условиях трудно определить оптимальную полосу. При этом Clover, Pactor и RTTY работают ненадежно, есть проблемы и у Feld-Hell. А вот Duplo-Hell работает очень эффективно.
- Процедура настройки на корреспондента в МТ-63 совсем не сложна. Кроме того, если частота у принимаемой станции «плывет», то сбоя синхронизации не происходит. Синхронизация чаще всего срывается при быстром вращении ручки настройки трансивера.
- В МТ-63 очень сложно определить параметры предачи и используемую боковую полосу. Индикатор поможет правильно настроиться, но единственный способ определить вид боковой полосы и глубину «памяти» - метод проб и ошибок. Именно поэтому всем рекомендуется в процессе работы передавать сигнал идентификации телефоном или телеграфом.

Для тех, кто хотел бы разобраться, как ионосфера влияет на передаваемые сигналы, можно рекомендовать обзор, сделанный Джоном (Johan KC7WW) по результатам испытаний различных цифровых видов связи при помощи ионосферного симулятора. Некоторые эффекты можно достаточно просто смоделировать самостоятельно. Так, например, селективный фединг моделируется перемещением центральной частоты notch - фильтра в пределах полосы сигнала.

Советы по использованию МТ-63

- При работе на общий вызов лучше всего использовать режим работы с полосой в 1 кГц и короткой "памятью". Лишь очень немногие радиолюбители сегодня знают, как звучит МТ-63. Поэтому очень важно передавать позывные дополнительно на SSB, или CW.
- Вместе с позывными на SSB, или CW лучше всего передавать и вид используемого протокола, например "de SP9VRC MT12", или "de ZL1BPU MT13".
- При работе МТ-63, как и на SSB, на частотах ниже 9 МГц используется нижняя боковая полоса, а выше 9 МГц - верхняя.
- Часто при работе с DX синхронизация устанавливается неправильно. При этом на экран выводится искаженный текст с повторяющимися символами. Для достижения правильной синхронизации необходимо несколько раз запустить процедуру входа в синхронизм нажатием кнопки Resync. Чем хуже условия приема, тем больше попыток придется совершить.
- Если Вы наблюдаете за чьим-то QSO, или работаете в NETe, то должны запускать процесс синхронизации вручную всякий раз, когда начинаете принимать сигналы нового корреспондента.
- МТ-63 имеет буфер на передачу, но используя Windows Terminal, Вы его не увидите. То, что Вы набираете на клавиатуре во время приема можно увидеть при использовании терминальных программ с разделенным экраном, таких, как Splittrm. Когда EVM переходит на передачу, она передает заголовок, затем сообщение из буфера, а уже затем - то, что Вы набираете на клавиатуре.

Проблемы

Частотного присвоения для МТ-63 на сегодняшний день пока нет. С одной стороны, это - цифровой вид связи и его место - на стыке телеграфного и телефонного участков. С другой стороны, занимаемая им полоса достаточно велика и сравнима с SSTV, что вызывает необходимость определить для работы в МТ-63 отдельный "уголок". В настоящее время вся активность сосредоточена на участке 14343-14347кГц, а также вечерами на частотах 28680-28710кГц.

К сожалению, в обозначенном выше участке двадцатиметрового диапазона сталкиваются интересы любителей МТ-63 и ультракоротковолновиков. Дело в том, что многие годы на частоте 14345 кГц работает VHF NET. Это - международный NET, на котором можно услышать, напрмер, как ZL договаривается с OH об EME QSO. Во время метеорных потоков там PILE UP. Частота 14345кГц уже более тридцати лет служит местом общения любителей VHF QSO всего мира. Именно на этой частоте родилась идея "лунной" связи, на этой частоте идет обмен информацией о метеорных потоках. Об этом необходимо помнить всем радиолюбителям и стараться избегать взаимных помех.

Ресурсы Интернет
Официальный сайт МТ-63 - http://www.qsl.net/zl1bpu/MT63/
Там находится ссылка, по которой можно переписать свободно распространяемое программное обеспечение. Там же можно подписаться на МТ-63 - рефлектор.

Литература.
1. http://www.qsl.net/zl1bpu/MT63/MT63.html
2. Сообщение RK1NA о проблемах с VHF-NET (E-mail)

Перевод: Игорь Григорьев - RV3DA


RØI - http://magadan.qrz.ru