Description Technique du MT63

Traduction française par Pascal BIMAS F1ULT

Le MT63 est prévu pour un usage conversationnel entre une ou plusieurs stations radio amateur, fournissant d’excellente performance lors de conditions médiocres et, en conséquence, il utilise le FEC plutôt que l’ARQ dans le processus de correction d’erreur.

 

Le modem MT63, est construit autour d'un processeur DSP à grande vitesse. Il existe plusieurs possibilités d’adaptation, soit en utilisant une unité DSP externe spécialisé comme l’EVM de Motorola ou avec un logiciel PC utilisant le DSP de la carte son, pour transmettre 64 tonalités espacées de 15,625 hertz lune de l’autre dans 1 kilohertz de bande passante. Le signal en bande de base occupe de 500 hertz à 1500 hertz. Chacune des 64 tonalités est déphasée par un codage bipolaire différentiel manipulé à 10 bauds. Puisque le code de Walsh FEC est de 64 bits, le débit des caractères est identique à la vitesse d’un symbole (rapidité de modulation), ainsi la sortie avec FEC est de 10 caractères ASCII à 7 bits /sec (environ 100 MPM). Le diagramme suivant (merci à Eduardo EA2BAJ) illustre le spectre d’un MT63 de 1 kilohertz de largeur :

 


Spectre de Puissance MT63

Il y a deux autres largeurs de bande qui peuvent être employées, 500 hertz et 2 kilohertz, où l'espacement des tonalités et la rapidité de modulation sont divisées par deux ou doublées et en conséquence le débit de sortie est respectivement divisé par deux ou doublé. Sauf indication contraire, cette description utilise par défaut la version avec 1 kilohertz de bande passante.

En outre, une option doublant la période d'entrelacement améliore la résistance temporelle (par exemple face aux bruits sous forme d’impulsion) aux dépens de l’augmentation du délai au travers de l'encodeur et du décodeur. Les différentes vitesses sont réalisées en mesurant tous les facteurs de synchronisation, bien que la plus basse porteuse en fréquence restes constantes à 500 hertz. 

 

Bande pasante

Gammes Audio

Rapidité de Modulatione

Débit Caractères

Intervalle/caractère

500 Hz

500 - 1000 Hz

5 baud

5 caractères/sec.

6,4 ou 12,8 sec.

1000 Hz

500 - 1500 Hz

10 baud

10 caractères/sec.

3,2 ou 6,4 sec.

2000 Hz

500 - 2500 Hz

20 baud

20 caractères/sec.

1,6 ou 3,2 sec.

Les données de l'utilisateur entrées à partir du clavier ou d’un fichier, (le code de données est l’ASCII à 7 bits), sont codées par la suite en 64 bits, en utilisant une fonction de Walsh/Hadamard pour fournir une technique FEC fortement robuste avec une redondance élevée. La fonction de Walsh garantie que même si 16 des 64 bits sont corrompus, le décodage produira pourtant un résultat non ambigu. Une note de KA9Q de Phil Karn explique le concept de la fonction de Walsh.

Le signal MT63 est étalé dans le domaine de la durée (temporellement) et dans le domaine des fréquences (au niveau du spectre). Pour s'assurer que les pointes de bruit et autres interférences du domaine temporel aient un effet minimal, chaque caractère codé est réparti sur 32 symboles séquentiels (3,2 sec). Pour s'assurer que les effets dans le domaine fréquentiel (tels que les interférences sélectives d'évanouissement (fading) et les interférences des porteuses) aient un effet minimal, le caractère est également étalé au niveau du spectre en employant toutes les tonalités à travers la largeur de la transmission.

Dans l’option " long interleave (intervalle ou entrelacement long) ", la répartition est de 64 symboles (6,4 sec.), avec l'amélioration conséquente de la résistance aux impulsions et la réduction des interférences mais, naturellement, elle double le temps pris par le flux des données canalisées vers l'encodeur et de décodeur de Walsh. 

L'image au-dessus de la page d’accueil, capturé avec le logiciel d’analyse de fourrier (FFT) GRAM, visualise une transmission de 10W d’environ 10 secondes en MT63 sur 14 Mégahertz, montrant clairement l'évanouissement sélectif (fading), sans effet apparent sur la copie. (l'axe horizontal représente le temps, l’axe vertical représente la fréquence). Le signal a la caractéristique d’un slowly falling wooshing sound. The selective fades peuvent être plus ou mois rapide, monter ou descendre, but do not adversely affect copy. This pattern is typical of single-hop DX or local station NVIS conditions.

L'exemple ci-dessous est de la même station la même soirée, sur le 80m après une distance de 3 000 kilomètres, avec un évanouissement beaucoup plus confus et plus complexe. La largeur de bande d’1 kHz est encore évidente. La copie se faisait toujours 100% dans ces conditions, bien que plus de puissance (50W) ait été exigée. 


VK2DSG sur 3,5 MHz

Aucune technique d'accord spéciale n'est exigée parce que la logique de capture du signal est capable de verrouiller la fréquence avec une erreur de ±50 Hertz ((±80 Hz dans le dernier logiciel). La fiabilité du système de correction FEC se dégrade au fur et à mesure que le désaccord augmente, au-delà de cette limite, tout comme cela se passerait si certaines des 64 porteuses étaient effacées. La logique d’acquisition du signal dépistera les erreurs de synchronisation et des fréquences indéfiniment. Le décodeur emploie des techniques de FFT pour définir les "canaux" dans lesquels l’information de phase de la porteuse sont collectées. Il emploie la détection différentielle de phase de la porteuse pour dépister des changements de phase introduit par des variations ionosphériques.

 

Avec la vitesse 10 bauds, l'effet du Doppler ionosphérique sur la phase du signal à l’intérieur deela durée d’un bit peut être important (encore plus que PSK-31 en raison du temps plus long d’un bit), et en conséquence, le MT63 n'est pas particulièrement performant à cet égard. Cependant les performances dans ces conditions sont toujours subjectivement meilleures que le Psk-31, en raison de la redondance importante fournie par le système de FEC.

Le récepteur utilise 64 canaux détecteurs bipolaires différentiels de phase, qui ignorent les variations de fréquence et d'amplitude. Puisque chacun des 64 canaux produit des solutions de la fonction de Walsh en même temps, c’est-à-dire qu’il y a 64 démodulateurs de réception et décodage de Walsh en parallèles, la routine de réception choisit simplement la solution qui donne le moins d’erreur. Cette technique permet au récepteur d'éviter l'ambiguïté de fréquence qui résulterait si quelques tonalités étaient absentes à cause d’interférences ou d’évanouissements ou ,si en raison d’un déréglage, les tonalités sont décodées en tant que leurs voisines. Les logiciels plus récents utilisent plus de récepteurs parallèles, ce qui autorise une plus grande plage de dérive avant que le mauvais accord ne dégrade les performances.

Les démodulateurs du récepteur fournissent aux décodeurs les solutions simples de phase sous la forme de cos(phase_différence), pour augmenter l'exactitude du décodeur de Walsh FEC. 

Il y a naturellement beaucoup de manières de coder les données à travers 64 tonalités et dans 32 symboles. Pawel a examiné beaucoup (mais pas toutes !) de méthodes possibles et en a choisi une qui marche bien. Il y a beaucoup de place pour l'expérimentation et Pawel a rendu son code source disponible au domaine public à cette fin. Une série de saut court et d'essais de 20.000 kilomètres au cours de la dernière année a aidé à définir les paramètres les plus appropriés (ceux énumérés dans la table ci-dessus). 

 

Le code MT63 est disponible pour l’EVM, Linux et maintenant Win95/98/NT. Pour ceux qui sont intéressés par la réalisation de leurs propres codes pour différentes plates-formes, ils peuvent entrer en contact avec :

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