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一种全新的数字化全景通讯系统 [复制链接]

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离线BD3RJ
 
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18844
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2005-02-15
霍华德.泰勒(howard teller)

  digipan代表“数字化全景通讯系统”。 它可悠闲而简单地进行
“全景”的psk31(一种数字化通讯方式)收、发操作。
  digipan提供一种能够活动的频谱刻度标尺显示, 这种刻度可以
延伸至计算机屏幕的等宽。依靠收发机的中频(if)带宽,该系统可
以在同时“看见”40-80个采用psk31方式通讯的电台。在今年的上半
年,微索实验室(the small wonder lab)决定引用一种便捷的20米
波段psk31发射装置,那便促成了digipan程序能够通过可用多种频率
发射的4000赫兹中频全景性能操作实现其全部性能。
  使用现有的发射机, digipan在所示的2000至3000赫兹的频谱范
围内,可以显示全部或者几乎全部的,在同一时刻、同一个频带内活
跃的psk31电台。 并且可以清楚地向用户展示那些尚未占用但仍可以
用做呼叫cq的可用频率,也可以使用鼠标的左键轻易地把指针指向一
个电台或者一段空频带实现调谐。
  digipan 也有“瞬时抓取”的功能来迅速地把指针指向所示电台
的中心频率,而且afc(自动扫描)使系统自动调谐至那个电台。 因
为digipan的全景能力, 使得调台的时间更短而不需要去调发射机的
主旋钮——只需将发射机设置到bpk31频段的高端或低端 (即上边带
或下边带)然后使用鼠标做电台的选择。至于收发机的暂存装置,通
常只需要一个或两个按键就足以变换覆盖bpk31 方式的电台所使用的
频带,以迅速改变收发边带。一个电子刻度标尺就可以显示接收的实
际频率或者正在使用的频率通带(tone)。
  digipan 有一种字头缓冲设置或24个宏操作键以简单的英语宏就
能控制几乎所有的digipan操作用来消除操作的反复输入。 这样使得
操作者可以更宽松地进行qso。digipan当然也有内置的日志特点可以
记录呼号、名字、qth、时间、日期、频率以及信号报告,包括附言。
并且可以自动地搜索,或者很容易地、 完整地显示以前作过qso的电
台呼号、名字以及qth等。
  digipan程序是尼克.弗茨(nick fetuses ),呼号为ut2tz,
mixw32的作者——该程序的实际作者以及我和任何有意操作psk31 并
使之更简洁以获得快乐的业余无线电爱好者的共同结果。
  向你们致敬并希望你快乐!

霍华德.泰勒(howard (skip) teller)
hteller@home.com

  [全文完2000年2月29日夜]

                此祝,
  安好。
                        虎 磊 (bd4hl)
                          2000年3月2日
离线BD3RJ
发帖
18844
只看该作者 1楼 发表于: 2005-02-15
PSK31的译码理论
使用一种起始比特(start-bit)(一种固定的数字比特), 一
个或更多的终止比特 (stop-bit), 并且在50年前使用真正的异步
rtty传输系统, 这种异步ascii编码由sp9vrc运用于该系统的原创版
本上。
  与终止比特相比,起始比特总是反向的。在无信号传送时设置为
终止极。在终止比特与起始比特二者之间,接收系统接收到初始信号
时开始解码,并且当终止比特到达时回落到空位状态。
  这一过程的一个缺点是,如果运行一个长时间的通讯,不论在终
止位比特或起始比特会产生一种错误(根据这种模式——在一些重复
字符的状态中,接收系统甚至会在一个假象的同步状态产生停滞现
象),接收系统便将丧失其同步性,有时会回复到同步状态,与重复
字符的模式持续相同的时间。
  在两个字符之间利用信号的间隙,就是在某字符的中间,而不是
利用终止比特和起始比特的顺序, psk31所使用的编码能够克服这一
问题,依靠仔细设计编码——如此字符之间的分界标记顺序决不会因
信号内部的字符造成混淆。因此决不会有在编码丧失其同步性所造成
急速而又集中的错误。这个构想也会带来另一种好处,那便是字符的
编码不会是一个固定的长度而显得很长。
  如果在业余无线电通联的时候,(数据)交换发送普通语言组
(the consists of plain language),有一些产生更多普通语言组
的字符以及许多几乎不曾使用过的普通语言组。用摩尔斯码字符通讯,
对于公共字母和较长的非公共字母的语句这种用法是有优点的。对于
例如一个可变长度的代码(a variable-length code),这样的可变
长度字符比率较那些等长字符要快。或者,在某一不同方式中,可变
长度的编码能够以低比特率发射,也就占用较窄的带宽,因此容忍某
些错误。在psk方式中,这样的编码叫做“无功编码”(varicode),
工作如下:
  (1) 所有的字符相互之间用两个连续的0比特分割;
  (2) 大约用一个连续的0比特包含非字符(no character)。
  显而易见,用同样的方法,所有的摩尔斯码字符在起始与终止之
间用一个“键入”(keydown)单元, 所有“无功编码”的起始与终
止之间用一个1代码, 而字符之间用“00”代码去等价摩尔斯码的空
格字母。
  用此类编码,接收系统探测一个编码的结束以及鉴别“00”代码
模式的产生来探测传送文本的开始。此模式绝不会产生内置的字符—
丧失“同步”的问题。这样,就不会产生由异步系统带来的故障。
  psk31方式使用的可变长度字符根据大量ascii英语文本进行选择,
并解析该文本以建立每个由128 ascii字符组成的出现频度
(occurrence-frequency)。然后产生无模式序列,起始和结束用1,
而编码模式只在有0的信号时产生。 这种序列由计算机以最短的方式
产生,由系统发现128 ascii模式以后停止。 接下来,在可变宽度字
符中, ascii码在出现频度(occurrence-frequency)命令下,跟无
模式序列进行对比匹配。 因此最频繁产生的ascii码跟最短模式对比
匹配。要了解其执行的情况,一个简单的计算是,在此编码下,使用
普通语言(plain language)文本制作预先设置比特平均数的发送文本,
在字符间估计00的间隙。结果是,每字符约为6至7比特。对于异步系
统,这种比较在每字符9比特的情况下非常顺利。 最短的字符是空格
编码,发送为信号1。 最长的字符为10比特,或者相当为12比特,因
为我们必须包含00比特的隔离空间。
  为确保接收系统能够刷新适时符号,在“无功编码”(varicode)
中,bpsk或qpsk调制的逻辑零位被映射为“反向极性”状态。使用这
种方法,当空位的时候,连续的载波调制和振幅调制以这种比特率被
用来保持接收同步。 bpsk方式中, 传播恶劣时发送为多次重复的
“!”字符, 那样将是9比特周期——追加两次反向无调制载波的周
期。这足以使接收在任何状态,或不是公共字符状态下保持同步。
bpsk方式中,每一次反向增加向同步比特推进的作用。而在qpsk方式
中,只有正90度和负90度相移(phase-shifts)包含一些振幅调制,
非字符(no character)时运行1秒延时。

(未完待续)

                此祝,
  安好。
                          虎 磊
                          2000年3月5日
离线BD3RJ
发帖
18844
只看该作者 2楼 发表于: 2005-02-15
由翻译PSK31帮助文件引出的话题31则
数天前,ba1du龚先生给我转发了英国的一位大学生火腿karl关于
向中国火腿推荐psk31数据通信方式的电子邮件.我随即给karl回了信,
希望他给我介绍一下这种新的通信方式(上期《江苏ham简报》上实际
上已经有陈衡文章的简单介绍).他给我回了信,并附了以下的建议.
  据我初步了解,psk31是一种在弱信号下(甚至听不清的情况)都可
以工作的数据通信方式,原因是利用了一种在cdma中使用的viterbi纠
错技术,但是这种方式对收信机的要求比较高, 如果频率相差10hz,可
能就不能很好接收.
  我这里有karl提供的接声卡就可以工作的软件, 哪位朋友有兴趣
尝试这种新的方式,请给我发信索要,或者直接到我的主页
http://mail.ustc.edu.cn/~rong下载,共180k左右.

▲ bd8sn
  真的很好玩的一个模式,有条件的朋友都应该来试一试。我用
psk31sbw这个软件联络了不少的dx。

▲ bg6cr <6cr@263.net>
  psk31是一种比较新,效果比较好的数据通信方式,占用带宽只31hz,
但是传输速度可以达到每分钟50个单词, 可以在非常弱的信号下解调
信号,适合做dx通信.设备要求并不很高, 一般的进口频率合成的机器
大概都可以使用.
  目前好象国内玩这种方式的火腿还不多, 为了让更多的人了解数
据通信和使用数据通信,我决定把软件中的帮助文件翻译一下.现在由
于工作量比较大,业余时间很有限,另外我是数据通信的外行 (我的专
业是计算机), 希望有志于此的朋友志愿加入我们的翻译计划.我们通
过电子邮件协调,每位志愿者请给我发邮件说明您的专长,由我划分给
每人一小部分,在规定的时间内翻译完(比如15天),然后一起让一位有
经验的专家审定(比如请ba1ham陈平老师),最后由我来做成帮助文件
或者html格式.
  翻译不记酬劳, 我们的翻译成果也是免费提供给需要它的火腿朋
友.不过每位参加翻译的朋友都有在中文版帮助文件中的署名权.
  不知各位意下如何?请大家讨论.

▲ zhen leao
  我申请翻译一段。

▲ bd7nq terry
  也分给我一段吧。。。。。

▲ bg7tq
  ~{我申请翻译一段。

▲ bg2qj/liran
  我可以试一试

▲ peter qian/bg8sp
  请算我一个我是专业的。

▲ 杨智
  我想我可以试一试。

▲ bg6cr <6cr@263.net>
  谢谢您志愿参加psk31sbw帮助文件的翻译工作。这个翻译计划由
bg6cr发起,旨在国内普及psk数据通信方式,帮助业余无线电爱好者
了解psk通信方式,掌握psk31sbw软件的操作使用。

▲ bd8sn
  如果是为了让更多人了解psk31的话,翻译还有一点意义。 如果
是为了使用这个软件来操作这个模式的话,翻译毫无意义。因为目前
psk31的编码方式决定了他只能使用英文和类似的文字, 而不能使用
中文这类文字。因此,在目前对不懂英文的人来说,这个模式没有什
么意义。而对懂英文的人来说,翻译又没有必要。就这个软件本身来
说,是很简单和容易使用的。可以操作这个模式的软件很多,我就有
不下5种,而psk31sbw最流行也说明了这一点。我认为对中国ham来说,
更有意义的是做一个可以使用中文的psk31。

▲ wang yong
  谢谢您提出您的观点,我觉得有其合理性,但是我也有一定的看
法。这里提出,供大家讨论。
  首先我觉得中国火腿中懂英语的人不是太多,而是太少。 懂ssb
聊天的人太多而懂数据通信的人太少。基于这个想法,我决定翻译这
个软件的帮助文件。至于您提到的“懂英语”和“不懂英语”,我想
这不是可以分得清的两个概念。非常多的中国英语学习者能读但是不
会说、听、写,您觉得他们能叫懂英语吗?而“不懂英语”的人照样
可以做“stamp qso”而丝毫不影响他们和国外的火腿通联。因此,
即使是“懂英语”者未必就可以和老外顺利“手谈”,而即使“不懂
英语”的人也可以通过我们的中文帮助文件了解怎么使用psk31方式,
和国内外火腿朋友做做stamp qso。 从这个意义上讲,我无法苟同您
“翻译毫无意义”的观点。正如您提到的,除了帮助一些朋友知道怎
么操作外, 我们的翻译主题中还有介绍psk数据通信编码和解码原理
的内容,可以对普及psk方式起一定的作用。 我们没有办法预见做一
件事对未来有什么样的影响,但是我知道现在已经有ba1ham、bd7nq、
bd4ji、bg2qj、bg7tq、bg6cr和bg1-1-1464愿意参加翻译工作。
  再说下去就涉及中国业余无线电工作重点的问题了,我没有发言
权,但是我知道我可以为普及做一点工作,尽管我也是需要被普及的
新火腿,很不幸,我没有这个机会。
  如果大家觉得这个话题不重要,请忽略以上内容。如果大家对此
感兴趣,欢迎和我私人交流。

▲ zhen leao
  很有道理。 psk31适合于hf波段dx通信。所以我想大多数人会用
来做dx而不是用来聊天。 这样也就无所谓中文英文了,记住q简语和
缩语就万事ok了。
  关于中文的psk以及其它方面的软件不是没有人想做, 也不是没
有人能够做。可能大家还是存在一些顾虑,总在考虑做出来有没有用
...

▲ bd8sn
  这样的顾虑是没有理由的。我不太相信一点,就是在正常情况下
两个中国人宁愿用它国的语言交流,而不愿意用自己的母语交流。如
果是这样我只能认为他过于矫情、虚伪和没有自尊。

▲ zhen leao
  这当然对,但是关键是能找到用母语交谈的对象和方式。如果到
处找不到用中文数据通信的人...

▲ north star
  在日常生活中,如果国人要用外语来交流思想,那就是有毛病了。
但是在特定的环境里,为了更好地利用世界现有的成果,不能排斥使
用其它语言的可能性。例如在80年代中期汉字操作系统达到实用化水
平以前,国内的计算机用户都是使用外语的。即使现在,c语言、
basic语言、汇编语言 * 以及有关的书籍、资料都免不了使用外来语
言。十几年前曾经有人试图把它们汉化,但是没有成功,原因是我们
的技术没有达到领先的地位,把别人的东西拿来使用已经晚了一步,
在照搬的基础上汉化又慢了一步。如果有一种类似于psk31那样的特
别抗干扰的传输方式,目前支持汉字的版本尚未出来,假如因为谁要
用就只能传英文(或者拼音字母-可能更难于普及),所以我们就拒
绝接受使用,我觉得这不是一种聪明的办法。
  此外,国内ham互相联络当然应当讲普通话, 但是如果说有一群
国内ham想建立一个可以容纳国外ham的hf网络,那么恐怕参加者之间
就只有都用英语才能达到目的。这是因为有能力学中文的老外不多。
这个现状不仅存在于业余无线电界,而且存在于正式场合。如1946年
itu大西洋城会议确定中文是四种官方工作语言之一, 但是实际上现
在国际电信工作文件都用英文而不是俄文或中文。
  学习外语可以更好地学习别人的先进技术,同时可以宣传我们民
族的文化、优点和主张,所以学习外语不是坏事。学习外语听说需要
实践。业余无线电是一种跨越国界的技术性活动,ham中间会有更多
的人希望学习外语,平时周围没有练习的搭档,那么在空中联络时顺
便互相练一练开口,应该说是一件值得鼓励的事(很可惜现在很少有
人利用这个条件)。
  所以我的看法是:
  1, 国家和民族的自尊和自信在于她的政治、经济、军事的实力,
而不在于是否拒绝国外语言文化。
  2, 语言习惯是悠久的历史形成的客观现实,要想驾驭现实、争
取更为先进的地位,首先努力学习掌握更多的语言。
  3, 我们ham学外语的不是太多了,而是太少了,应该提倡ham充
分利用有利条件多学、多练些外语,以便更快速、更直接、更广泛地
吸收世界最前沿的业余无线电技术成果。

▲ bd8sn
  正确,所以我在用。关键是为了让更多不懂英文的人能用,所以
我们需要中文的psk31。 好东西应该让更多的人分享,而不应该只有
少数人掌握。
  我们从来不拒绝外来的文化,说直接一点,中国的文化是一种糅
合了各种外来文化而形成的独特文化。只要研究过中国文化史,这点
不难明白。
  所以我们更应该多使用中文。如果中国人都说外语了,那么外国
人也就没有必要学中文了。那么想要使中文成为“语言习惯”也就根
本不可能了。
  如你所说“有能力学中文的老外不多”。同样有能力学好外文的
中国人同样不多。如果pc系统不是因为中文化的话,现在我国pc的普
及和应用水平,肯定比现在要低得多。 现实是我国ham的英文普遍不
行,假设我们规定‘业余电台通信只能使用英文’那么我们可以自问
我们还有几个业余电台?为了我国业余电台的发展,为了我国更多ham
能接触更多的业余无线电技术所以我们需要我们自己语言的东西。我
从来不反对外来语言文化,我自己喜欢它们并且学习它们。我对语言
殖民也有正确的认识。 记得前段时间最早讨论psk31时,就有人说它
的编码问题,没有考虑世界性的语言兼容。那时我就指出过“语言习
惯”问题,不要指望别人,而应该靠自己的努力,使自己的语言成为
“语言习惯”。

▲ zhen leao
  正是这样先让大家通过psk31sbw认识psk31, 并且积累了使用的经
验以及其它方面的知识才能编写出我们自己的中文psk31。如果我原来
没有用过write log, na等英文的电台日记软件我也不可能写出china
log。 china log还有很多欠缺和错误的原因也是由于我对计算机电台
日记认识得不够...

▲ bd8sn
  我们用了很多年dos和windows,积累了大量的使用经验,书都出
了无数本,可惜我们还是写不出自己的‘dos’和‘windows’。

▲ zhen leao
  为什么呢?因为没有足够的资金以及人力。 我并没有说了解dos
就可以编写出自己的dos,我只是认为了解别人的东西有助于编写自主
的软件。

▲ bd8sn
  在实际的qso中,是极少使用“stamp qso”的。而普遍是一种聊
天方式的 qso 。只不过是把ssb时的语言,换成了打字。当然,中国
的psk信号的出现,肯定会受一时的欢迎, 这种欢迎只不过是出于对
一个新字头的欢迎而已。而不是朋友之间的那种欢迎。 中国psk(包
括其它)信号的持续的受欢迎靠“stamp qso”是不行的。
  我们qso最大的目的是技术探讨和建立友谊,而“stamp qso”是
不可能进行技术探讨和建立友谊的。只有充分的交谈才有可能达到这
个效果。
  “stamp qso”除了做尽量联络更多电台外,没有实际意义。 懂
一门语言是包括听、说、读、写的,只能读(或许还靠字典)是不能
认为某人懂某种语言的。这是我的观点。

▲ lu juhe
  我希望的hf段数据通信,对编码方案的要求是:1、纠错能力强,
最好是还能自动升降速率,象rtty没有纠错性能,就无法dx; 2、占
用较窄的频带,当然在ssb的范围内就行了;3、容易实现,对收发设
备要求不高,否则不能普及。
  不知psk31对这些有什么革命性的办法?

▲ zhen leao
  psk31采用viterbi编码,可以在一定程度上纠错。
  psk31只占用31hz带宽,使信噪比很高。
  psk31只需要一般的计算机+声卡或者dsp就可以了。
  对于电台的频率稳定度要求稍微高一点, 但一般的进口pll电台
都能满足要求。
  以上只是从psk31的一些资料中看到的,并非我自己的观点。 我
还是比较倾向于扩频通信...

▲ bd7nq terry
  我认为不管bg6cr的出发点如何, 翻印资料还是有一定的积极作
用。毕竟不是很多人都能够轻松阅读英文,翻译成中文是很实际的。
我读英文资料时,半读半猜,阅读的时候还要开一个金山词霸。国内
关于业余无线电的读物少得可怜,十个手指都数不完。我想多一些中
文资料,对于业余无线电的普及是有帮助的。 如"江苏ham"报,每期
都有一些翻译的文章,让很多人都能够了解一些国外的火腿动态及技
术。至于psk31sbw,里面的帮助文件除了关于软件实用外,也有不少
关于psk31的基础理论,也算可以啦。 :-d


  所以我说“为了让更多人了解psk31的话,翻译还有意义。如果
是为了使用这个软件的话,意义不大”。我认为不如花时间使psk31
能收发中文来的好。这样你也不用开金山词霸了。

▲ bg6cr <6cr@263.net>
  由于学期已经开学,学习任务繁忙,没有能力处理来自chinaham的
诸多邮件, 我即将退订本邮件列表。关于psk31翻译的有关事项,请直
接发到我的私人信箱6cr@263.net
  我每周处理邮件2-3次。

▲ lu juhe
  请问:psk解码(用声卡)的基本思路?psk听起来也是音调的变
化,它和fsk有什么本质的区别吗?

▲ zhen leao
  首先psk解码:音频信号-〉声卡进行a/d转换-〉窄带滤波(如果
没有记错的话是用fir)->psk解码(卷积)-〉把varicode编码变成字
符-〉显示。大体过程是这样的,psk31sbw中还包括自动频率跟踪等。
只要不是固定频率的正弦信号就可以分解成很多正弦信号的合成,另
外psk和fsk在调制原理上也有一定的关系, 所以psk信号听起来也很
像fsk。psk31也可以用dsp解码,我这里还有ti dsp用的源程序...

▲ chen ba1ham
  虽然用声音调制出来的 psk 信号有时和 fsk 有点象,但它的频
率的变化和原信号幅度不呈线性。
  下面的例子可以明显看出fsk和psk的差别:如果用一个直流电压
信号去作fsk 调制,得到的是频率稳定偏移了的载波。如果用直流去
作psk 调制,虽然在建立直流信号的瞬间由于相位在变化,好象频率
变了一下,但马上又回到原频率了,此后被调信号的频率仍和载频一
样,只是相位不同。

▲ lu juhe
  另外我不明白的是,psk比fsk的抗干扰能力更强一点吗?

▲ zhen leao
  从调制方式上讲psk比fsk的调制信噪比能够高一点,但是并不很
多。psk31似乎主要是靠减少传输带宽提高信噪比的。因为psk在相同
的数据速率下调制带宽比fsk 要小很多所以在发射端可以用更小的功
率达到更大的有效信号强度,接收端可以使用非常尖锐的滤波器减少
噪音。
离线BA9BF
发帖
2626
只看该作者 3楼 发表于: 2018-03-10
挖个老帖子,看看楼主玩过这个软件吗?
业余无线电守则谨记在心:“体谅;忠诚;进取;友爱;适度;爱国!”
热情欢迎各位HAM朋友到:《CQ语音交流HAM群》来语音视频探讨、交流、研究互动。QQ群号码:297149662
Email: ba9bf@163.com