FT8 salaisuudet. Miten tämä digimode toimineekaan Reino Talarmo OH3MA

Transkriptio

1 FT8 salaisuudet Miten tämä digimode toimineekaan Reino Talarmo OH3MA

2 FT8 (Franke-Taylor design, 8-FSK modulation) Uusi jäsen WSJT-perheessä Steve Franke, K9AN on soveltanut uuden tavan korjata virheitä sopivasti koodatussa signaalissa Joe Taylor, K1JT WSJT:n (Weak Signal/Joe Taylor) kehittäjä, astronomi, physiikan proffa ja Nobel-palkittu

3 FT8 suunnittelutavoite Kusoilu heikoilla signaaleilla lyhytaaltoalueella Nopeampi kuin JT65A Sopii lyhyihin avauksiin Monen hypyn ES yhteydet Molempiin suuntiin kuittaava protokolla

4 FT8 ominaisuuksia Lähetys- ja vastaanottojaksot 15 s, lukittu neljännesminuutteihin Sanoma 75 bittiä (kolme bittiä vapaana) ja virheenilmaisu 12 bittiä Virheenkorjaus LDPC(174, 87) eli bittimäärä tuplautuu LDPC = harva pariteetin tarkistuskoodi Kahdeksantasoinen taajuussiirtoavainnus 8-FSK Symboliväli 5,86 Hz ja symbolinopeus 5,86 Hz Yhdessä symbolissa 3 bittiä tietoa eli symboleja 174 / 3 = 58 Jatkuvavaiheinen signaali eli spektri hyvänlaatuinen Amplitudi vakio

5 FT8 ominaisuuksia Modulaation kaistaleveys 8 x 5,86 Hz eli 50 Hz Synkronointi 7 x 7 Costas-taulukot alussa, keskellä ja lopussa Lähetteen pituus kasvaa 3 x 7 = 21 symbolilla eli yhteensä on 79 symbolia Lähetyksen kestoaika 79 x 2048 / eli 13,48 s Ilmaisun käsitteluaikaa 1, 5 s Käyttäjän reaktioaikaa hyvin vähän Ilmaisun raja-arvo -21 db kohinasuhde 2500 Hz kaistalla -4 db signaalikaistalla 50 Hz

6 FT8 ominaisuuksia Kahdenkertainen ilmaisu Ensimmäisen ilmaisun tulos vähennetään signaalista Jäännös ilmaistaan uudelleen Usein samalta taajuudelta saadaan esiin kaksi lähetettä Moni-ilmaisu Kaikki vastaanottokaistalle osuvat signaalit ilmaistaan kahteen kertaan

7 FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä Lähetys- ja vastaanottoajat neljännesminuutein Synkronoinnin laskentakuorman pienentämiseksi kellonajan tulee olla sekunnin tarkkuudella, jotta ilmaisu onnistuisi Uusimmassa versiossa aikaero tulee olla alle +/-2,5 s Kotikoneiden kellotarkkuus ei yleensä ole riittävä Tarvitaan tarkempi kello esim. ntp-4.2.8p10-win32-setup.exe (4.15 MB) tai

8 FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä 58 symbolin sanoman tehokas käyttö Käytössä on sama QSOssa tarvittavien osasten koodaus kuin esim. JT65:ssa, tuloksena lähdekoodatussa sanomassa voi olla jopa 22 merkkiä Normaalisanomassa voi olla kolme osaa, erotin on välilyönti tai kauttamerkki Ensimmäinen osio CQ, QRZ, DE tai kutsumerkki tai kutsumerkin osa Toinen osio kutsumerkki tai kutsumerkin osa Kolma osio lokaattori, raportti, R+raportti, RRR tai 73 Lisäksi vapaamuotoinen sanoma, jossa voi olla 13 merkkiä mukaan lukien välilyönnit

9 FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä Heikoilla signaaleilla virheenkorjaus on kusoilun edellytys Virheenkorjauksen haaste on löytää sopiva menetelmä, jolla virheelliset symbolit paikallistetaan. Menetelmän valintaan vaikuttaa miten sanomaan on lisätty ns. pariteettibitit. Ongelmaa on kehitetty erilaisia menetelmiä ja WSJT käytti aluksi yhtä hyväksi havaittua menetelmää, joka on valitettavasti patentoitu Eräs toinen tapa koodata ja dekoodata on ns. Turbokoodaus, joka tuli mahdolliseksi tietokoneiden laskentatehon kasvettua. Turbokoodaus kuitenkin toimii parhaiten pitkillä sanomilla. Ajan myötä on kehitetty uusia yleisesti tunnettuja menetelmiä LDPC-koodatun signaalin virheenkorjaukseen, joita ei voi enää patentoida. Steve Franke kehitti WSJT-protokolliin sopivan version.

10 FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä Kun kuitenkin meni yli horisontin Ei huolta, sillä ohjelma rakentaa sanomat käyttäjien puolesta Katsotaan kuitenkin esimerkkejä hetken päästä Käyttäjä voi valita jossain määrin sanomien sisällön Yhdistelmäkutsun lähetyssanoman paikka VHF-kusoilun toimintatapa Käyttäjä voi rakentaa vapaamuotoisen lopputervehdyksen

11 FT8 kusoilu QSOn läpivienti Käyttäjä valitsee vastaanotetuista asemista sen, jonka kanssa haluaa QSOn Ohjelma huolehtii QSOn kuittauksineen Haluttaessa onnistunut QSO talletetaan automaattisesti lokiin Katsotaan miten yleisestä kutsusta edetään

12 FT8 kusoilu Kuitatun yhteyden sanomien vaihtoprotokolla 1. CQ kutsu-a lokaattori # A kutsuva asema 2. Kutsu-A kutsu-b lokaattori 3. Kutsu-B kutsu-a raportti # B kutsuttu asema 4. Kutsu-A kutsu-b R+raportti 5. Kutsu-B kutsu-a RRR 6. Kutsu-A kutsu-b 73 # yhteys kuitattu 7. Kutsu-B kutsu-a 73 tai vaikka KIITOS MIKKO # vapaaehtoinen

13 FT8 kusoilu Kuitatun yhteyden sanomien vaihtoprotokolla 1. CQ OH3AD KP20 # yleiskutsu 2. OH3AD W9XYZ EN37 3. W9XYZ OH3AD OH3AD W9XYZ R-15 # raportti -12 kuittaus 5. OH3AD W9XYZ RRR # raportti -15 kuittaus 6. OH3AD W9XYZ 73# yhteyden kuittaus 7. W9XYZ 73 tai vaikka TNX JOHN # vapaaehtoinen lisuke

14 W4/OH3AD, OH3/K1JT OH3AD/QRP ovat tyyppiä 2 FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä 58 symbolin sanoman käyttö yhdistelmäkutsumerkeissä Yhdistelmäkutsumerkit sisältävät kauttamerkin OH0/OH3D OH3AD/0 OH0/K1JT Yhdistelmäkutsumerkki rajoittaa sanoman mahdollista sisältöä Rajoitteet riippuvat lisukkeen sisällöstä Iso joukko lisukkeista on määritelty protokollassa tyypin 1 sanomia varten OH, OH0 ja OJ0 ovat tyyppiä 1 Tuntemattomat lisukkeet johtavat tyyppiin 2

15 FT8 kusoilu Sanomien vaihtoprotokolla, tyyppiä 1 yhdistetty kutsumerkki 1. CQ OH0/OH3D # ei lokaattoria! 2. OH0/OH3D G5RV # ei lokaattoria 3. G5RV OH3D -13 # ei lisuketta 4. OH3D G5RV R-01 # ei lisuketta 5. G5RV OH3D RRR # ei lisuketta 6. OH3D G3RV 73 # yhteys kuitattu 7. TNX OH0/OH3D # vapaaehtoinen, onkos OK?

16 FT8 kusoilu Sanomien vaihtoprotokolla, tyyppiä 2 yhdistetty kutsumerkki 1. CQ OH3D/QRP KP20 # lokaattori sallittu! 2. OH3D G5RV IO51 # ei /QRP 3. G5RV OH3D -13 # ei /QRP 4. OH3D G5RV R-01 # ei /QRP 5. G5RV OH3D RRR # ei /QRP 6. DE OH3D/QRP 73 # ei toista kutsumerkkiä 7. TNX OH3D/QRP # vapaaehtoinen

17 Loppuliite saa olla 1 3 merkkiä esim. OH3AD/MM OH3AD/M OH3AD/QRP FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä Sanomien sisältöä, tyyppiä 2 yhdistetty kutsumerkki kokonaisena Sanoma voi alkaa CQ, QRZ tai DE Sanomassa seuraavana on yhdistetty kutsumerkki Sanomassa ei saa olla toista kutsumerkkiä Sanomassa saa olla lopussa lokaattori, raportti, R+raportti, RRR tai 73 CQ OH3D/QRP QRZ OH3D/QRP KP20 DE OH3d/QRP 73 Huom. OH3AD/P ja OH3AD/9 ovat tyyppiä 1 Yhdistetyn kutsumerkin sallitut rakenteet Alkuyhdiste saa olla 1 4 merkkiä esim. G2/OH3D

18 FT8 aukirevittynä kysymyksiä, joita et ole koskaan halunnut kysyä Sanomien sisältöä, tyyppiä 2 yhdistetty kutsumerkki kokonaisena Sanomapituus voi tuoda rajoituksia, mutta yli 13 merkkiä on mahdollista CQ, DE, QRZ, lokaattori, raportit ja 73 on koodattu tehokkaasti Kokonaisen kutsumerkin käyttöä käyttäjä voi säädellä asetuksissa File -> Settings -> General Message generation for type 2 compound callsign holders valinnalla

19 FT8 kusoilu Sanomien vaihtoprotokolla, tyyppiä 2 yhdistetty kutsumerkki 1. CQ OH3D/QPR KP20 # lokaattori sallittu! 2. DE G3/G5RV IO51 # lokaattori 3. G5RV OH3D -13 # ei lisukkeita 4. OH3D G5RV R-01 # ei lisukkeita 5. G5RV OH3D RRR # ei lisukkeita 6. DE G3/G5RV 73 # ei toista kutsumerkkiä 7. TNX OH3D/QRP # vapaaehtoinen, onkos OK tuo kauttamerkki?

20 FT8 kusoilu Jos kaikki ei menekään kuin Stromsössä Protokolla jää jauhamaan paikoilleen, jos ei saada vastaan oikeaa sanomaa, eli sanomaa toistetaan uudelleen ja uudelleen Ohjelmassa on ajoitin, jolla jumiin jäänyt sanoman toisto loppuu ja lähetin vaimenee Käyttäjä voi muuttaa QSOn aikana käsin sanomien lähetysjärjestystä Kaikki käyttäjät eivät noudata edellä kuvattua protokollaa ja olen tavannut tilanteita, jossa vasta-asema ei hyväksy RRR-kuittaukseen 73-kuittausta, vaan vaatii RRR-kuittauksen! 73-kuittauksen tilalla ei voi käyttää vapaamuotoista sanomaa eli toinen pää

21 FT8 asennus Ohjelma löytyy paikasta Nykyinen kokeiluversio Windows-systeemiin wsjtx rc2-win32.exe wsjtx rc2-win32.exe Kokeiluversiosta löytyy valmiita Linux-käännöksiä Kokeiluversion lähdekoodi on saatavilla samalta sivulta

22 FT8 asennus Ohjelman asennus Windowsissa klikkaamalla asennusohjelmaa Linux distroissa voi olla valmiit paketit Asetukset ensikäynnistyksen yhteydessä löytyvät yllättäen: File -> Settings täpän takaa (ei Configurations) -> General Asematunnus ja lokaattori IARU Region 1 Message generation for type 2 compound callsign holders eli tyypin 2 kutsumerkin sanoman valinta: oletusarvo normaalisti ok TX messages to RX frequency window eli lähetyssanomat vastaanottotaajuusikkunaan

23 FT8 asennus Asetukset ensikäynnistyksen yhteydessä -> Radio Rigin ja liitäntätavan mukaan Yksinkertaisimmillaan Rig: None ja PTT Method: Vox FTDX3000 helpoin kytkeä USB-liitännällä Tietokoneeseen laitettava Silicon Labsin USB/RS-232 ohjain ennen USB:n liittämistä Cat control alueelta Serial port: minulla COM7 (ei USB, vaikka tuntuisi luonnolliselta!) Baud rated: suurin tuettu nopeus, joskin hitaampikin toimii PTT method: CAT Mode: Data/Pkt

24 FT8 asennus Asetukset ensikäynnistyksen yhteydessä -> Audio Rigin ja liitäntätavan mukaan Input ja Output valitaan rigin tai figiä lähinnä olevan A/D-muuntimen mukaan Save Directory eli mihin ohjelman käyttämät tiedoston laitetaan Helpointa on valita oletusarvo Kuitenkin Select-valinnalla voi ottaan käyttöön jonkin hakemistopolun, johon pääsee helposti Oletusarvoiseen hakemistoon ei pääse Windows oletusarvoilla, ohjelman sisältä sinne pääsee File -> Open log directory täpällä

25 FT8 asennus Asetukset ensikäynnistyksen yhteydessä -> Frequencies FT-DX3000 kaistaleveys on sen verran kapea, että makeammalle kohdalle bandia pääsee lisäämällä FT8-taajuuksiin 500 Hz Muut asetukset oletusarvoihin, ellei halua käyttää esim. nettiä

26 FT8 Workkimisen perussäätöjä Valitaan Mode-lehdeltä FT8 Säädetään vastaanottotaso niin, että vasemman alareunan tasomittari pysyy puolenvälin paikkeilla Lähetystaso säädetään esim. oikean reunan Pwr-liukuvalinnalla parinkymmenen watin tasoon, ALC ei saisi rajoittaa tehoa Vesiputous säädetään omien mieltymysten mukaan Bins/Pixel määrää kuinka leveä spektrialue näkyy N Avg määrää kuinka nopeasti vesiputous valuu Kokeilemalla oppii muiden säätöjen vaikutuksen

27 FT8 Workkimisen ohjausikkuna Vasemman puolen Band Activity -ikkunaan tulee 15 s välein ilmaistujen asemien sanomat Oikean puolen RX Frequency ikkunaan tulee vastaanottotaajuuden kohdalla olevien asemien sanomat Vastaanottotaajuuden voi valita vesiputousta klikkaamalla, klikkaus asettaa vihreän kaistan vasemman reunan taajuuden Lock TX = RX asettaa lähetintaajuudeksi vastaanottotaajuuden Auto Seq täppä antaa ohjemalle oikeuden hoitaa QSO kotiin CQ kutsussa Call 1st täppä vastaa ensimmäiseksi ilmaistulle asemalle

28 FT8 Workkimisen toimintapainikkeet Log QSO avaa QSOn tallennusikkunan Stop keskeyttää vastaanoton Monitor aloittaa vastaanoton Erase pyhkii vastaanottoikkunat Decode ilmaisee vastaanottotaajuuden signaalin Enable TX aktivoi lähettimen Halt TX lopettaa lähetyksen Tune käynnistää lähettimen kantoaallon, ei modulaatiota

29 FT8 Workkimisen toimintamuotoja Ohjausikkunan oikeassa alareunassa on kaksi sanomalehteä 1. GenerateStd Messages eli Muodostetaan vakiosanomat 2. Calling CQ / Answering CQ eli CQ lähetys ja siihen vastaaminen Ensimmäistä käytetään lähes automaattiseen kusoiluun. Sanoma nro 6 sisältää valmiin CQ-sanoman, täppä valitaan ja käynnistetään lähetin. Vastanneista valitaan klikkaamalla haluttu ja kone hoitaa loput Klikkaamisessa on kova kiire Call 1st täppä tekee oman valinnan eli riittää QSOn etenemisen seuraaminen. Seuraavan lähetyksen sisällön voi valitsemalla mielestään sopivamman

30 FT8 Workkimisen toimintamuotoja Calling CQ / Answering CQ antaa työkalut ohjata itse QSOn etenemistä Vasemmalla puolella on CQ-kutsujan sanomat CQ nimensä mukaan lähettää yleiskutsun db lähettää signaalivoimakkuusraportin valitulle asemalle RRR lähettää kuittauksen saatuun raporttiin Gen msg näyttää seuraavaksi lähetettävän sanoman Free msg lähettää valitun vapaamuotoisen viestin, kun muuta ei ole valittu

31 FT8 Workkimisen toimintamuotoja Calling CQ / Answering CQ antaa työkalut ohjata itse QSOn etenemistä Oikealla puolella on CQ-kutsuun vastaajan sanomat Grid lähettää valitulle asemalle lokaattorin R+dB lähettää kuittauksen saatuun raporttiin ja signaalivoimakkuusraportin 73 lähettää kuittauksen saatuun RRR raporttiin Gen msg näyttää seuraavaksi lähetettävän sanoman Free msg lähettää valitun vapaamuotoisen viestin, kun muuta ei ole valittu

32 FT8 Workkimisen toimintamuotoja Calling CQ / Answering CQ antaa työkalut ohjata itse QSOn etenemistä Muunneltu käyttö Gen msg ja Free msg kenttä ovat vapaasti muokattavia eli niihen voi kirjoittaa mitä lähetetään seuraavaksi Kentän sisältö koodataan lähettämistä varten koodaussääntöjen mukaan Ohjelma yrittää koodata sanoman mahdollisimman tehokkaasti Jos tunnistetaan yhdistetty kutsumerkki, niin se koodataan siihen sopivan tyypin mukaan Jos sanomassa on liikaa kenttiä tai se on liian pitkä, niin se pätkäistään Siispä jompaankumpaan kenttää voi kirjoittaa vaikka OH3AD OH3MA ja valita kyseinen kenttä ja Enable TX

33 FT8 salaisuuksien aukaisuja Kiitos mielenkiinnosta! Jäikös jotain salaisuudeksi? Saapi kysellä