Olivia MFSK
Le Olivia MFSK est un protocole d'amateur du télétype de la radio conçu pour travailler en (rapport signal/bruit de bas plus propagation par trajets multiples ) conditions difficiles sur les bandes d'onde courte de . Le signal peut encore être correctement copié quand c'est le DB enterré de 10 au-dessous du plancher de bruit (c. quand l'amplitude du bruit a lieu légèrement avec 3 fois qui du signal).
Histoire
Le protocole a été développé à l'extrémité du 2003 par le Pawel Jalocha . Les premiers essais de sur-le-air ont été réalisés par deux amateurs par radio, Fred OH/DK4ZC et Les VK2DSG sur le chemin de l'Europe-Australie dans la bande d'amateur de 20 mètres. Les essais ont montré que le protocole fonctionne bien et peut permettre les contacts par radio intercontinentaux réguliers avec aussi le peu de qu'une puissance du watt rf. Depuis le 2005 Olivia est devenue une norme pour le transfert de données numériques sous le bruit blanc, effacement et le par trajets multiples, le flottement (chemin polaire) et les conditions aurorales.
Les détails techniques
Être un protocole de télétype, Olivia transmet un jet des caractères du ASCII (7-bit). Les caractères sont introduits les blocs de 5. Chaque bloc prend 2 secondes pour transmettre, ainsi le débit efficace est de 2.5 caractères/seconde ou 150 caractères/minute. La largeur de bande de transmission est le 1000 hertz et le taux du baud est 31.25 tonalités du MFSK /en second lieu. Pour s'adapter pour différentes conditions et afin de l'expérimentation la largeur de bande et la vitesse baud peuvent être changées.Le système de transmission d'Olivia est construit avec de deux couches : la couche correctrice d'erreurs vers l'avant inférieure, de modulation et (FEC) de code est un classique multiple fréquence-décalent verrouiller (MFSK) tandis que la couche plus élevée est un code correcteur d'erreurs vers l'avant basé sur les fonctions de Walsh de
Les deux couches sont de nature semblable : elles constituent un " ; 1-out-of-N" ; Code de FEC. Pour la première couche les fonctions orthogonales sont des fonctions du sinus (Co), avec 32 fréquences différentes (tonalités). À un moment donné seulement un de ces 32 tonalités est envoyé. Le démodulateur mesure les amplitudes de toutes les 32 tonalités possibles (using une transformée de Fourier ) et (sachant que seulement le un de ces 32 pourrait avoir été envoyé) prend la tonalité avec l'amplitude la plus élevée. Voir les équations et les graphiques derrière le MFSK poser ici.
Pour la deuxième couche de FEC : chaque caractère d'ASCII est codé comme un de 64 fonctions possibles de Walsh (ou de vecteurs d'une matrice de Hadamard de ). Le récepteur encore mesure les amplitudes pour chacun des 64 vecteurs (vient ici le Hadamard transforment) et choisit le plus grand. Voir les algorithmes et plus des détails ici.
Pour l'exécution optimale les démodulateurs réels fonctionnent avec des décisions douces et la décision (dure) finale pour décoder un caractère est prise seulement à la deuxième couche. Ainsi le premier démodulateur de couche produit réellement des décisions douces pour chacun des 5 bits associés à une tonalité de MFSK au lieu de prendre simplement la tonalité la plus élevée pour produire des décisions dures pour ces 5 bits.
Afin d'éviter les modèles transmis simples (comme une tonalité constante) et réduire au minimum la chance pour une serrure fausse au synchroniseur que les caractères codés dans la fonction de Walsh traversent un brouilleur et un interleaver. Cette étape décale simplement et peu de XORs avec des vecteurs prédéfinis de brouillage et ainsi elle n'améliore pas l'exécution où le bruit (non-corrélatif) blanc est concerné, mais le modèle en résultant gagne certaines caractéristiques distinctes ce qui sont d'un grand secours au synchroniseur.
Le récepteur synchronise automatiquement par la recherche par l'heure et les excentrages de fréquence possibles pour un modèle assorti. La gamme de recherche de fréquence est normalement de +/- 100 hertz mais peut être aussi haute que +/- 500 hertz si l'utilisateur souhaite ainsi.
La couche de MFSK
Le mode de défaut envoie 32 tonalités dans la largeur de bande audio de 1000 hertz et les tonalités sont espacées par 1000 Hz/32 = 31. Les tonalités sont formées pour réduire au minimum la quantité d'énergie envoyée en dehors de la largeur de bande nominale. La forme appliquée est tracée comme trace rouge sur ce graphique. La trace bleue représente la fenêtre plus classique de Hann de , qui a été employée dans la première version du système.La formule exacte de forme est :
de là où le X s'étend - π au π.
Les coefficients représentent la forme de symbole dans le domaine de fréquence et ont été calculés par un procédé de minimisation qui a cherché à faire la plus petite interférence et le plus petit débordement de fréquence.
Ce graphique présente 500 la tonalité d'hertz MFSK (trace rouge) formée selon la formule ci-dessus. La trace bleue est l'enveloppe.
Les tonalités sont envoyées à 31.25 bauds ou à toutes les 32 millisecondes. La phase n'est pas préservée d'une tonalité au prochain : au lieu de cela un décalage aléatoire des degrés ±90 est présenté pour ne pas transmettre une tonalité pure quand le même symbole est à plusieurs reprises envoyé. Puisque les symboles sans à-coup sont formés il n'y a aucun besoin de garder la constante de phase, qui est normalement le cas quand no (par exemple carré) formation est employée.
Le modulateur emploie le code gris pour coder 5 symboles de bit dans les nombres de tonalité.
Le générateur de formes d'ondes est basé sur le taux de prélèvement de 8000 hertz. Les tonalités sont espacées par 256 échantillons à temps et la fenêtre qui les forme est 512 échantillons longtemps. Le démodulateur est basé sur le FFT avec la taille de 512 points. L'espacement de tonalité dans la fréquence est 8000 Hz/256 = 31.25 hertz et le démodulateur FFT a la résolution de 8000 Hz/512 de = moitié 15.625 hertz ainsi de la séparation de tonalité.
Pour adapter le système à différents états de propagation, le nombre de tonalités et la largeur de bande peuvent être changés et les paramètres de temps et de fréquence sont proportionnellement mesurés. Le nombre de tonalités peut être 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 ou 256. La largeur de bande peut être de 125, 250, 500, 1000 ou 2000 hertz.
Le Walsh fonctionne couche de FEC
La couche de modulation du système de transmission d'Olivia envoie à la fois un sur 32 tonalités (le mode de défaut). Chaque tonalité constitue ainsi un symbole qui diffuse 5 bits d'information. Pour le code de FEC, 64 symboles sont pris pour former un bloc. Dans chaque bloc un le bit hors de chaque symbole est pris et il forme un vecteur 64-bit codé comme fonction de Walsh. Chaque vecteur 64-bit représente un caractère d'ASCII de 7 bits, ainsi chaque bloc représente 5 caractères d'ASCII.
De cette façon, si un symbole (tonalité) devient corrompu par le bruit, seulement un bit de chaque vecteur 64-bit devient corrompu, ainsi les erreurs de transmission sont écartées uniformément à travers les caractères dans un bloc.
Les deux couches (fonction de MFSK+Walsh) du code de FEC peuvent être traitées comme code bidimensionnel : la première dimension est formée le long de l'axe de fréquence par le MFSK lui-même tandis que la deuxième dimension est formée le long de l'axe de temps par les fonctions de Walsh. L'arrangement bidimensionnel a été fait avec l'idée à l'esprit de résoudre un tel code disposé de FEC avec un algorithme itératif, cependant, aucun un tel algorithme n'a été établi jusqu'ici.
L'interfoliage brouillant et simple de peu est appliqué pour faire les modèles produits de symbole sembler plus aléatoires et avec l'autocorrélation minimale. Ceci évite les serrures fausses au récepteur.
Interfoliage de peu : La fonction de Walsh pour le premier caractère dans un bloc est construite du ęr peu du ęr symbole, le 2ème peu du 2ème symbole, et ainsi de suite. La 2ème fonction de Walsh est construite du 2ème peu du ęr symbole, le 3ème peu du 2ème symbole, et ainsi de suite.
Brouillage : Les fonctions de Walsh sont brouillées avec un ordre pseudo-aléatoire 0xE257E6D0291574EC. La fonction de Walsh pour le ęr caractère dans un bloc est brouillée avec l'ordre de brouillage, la 2ème fonction de Walsh est brouillée avec l'ordre tourné bien par 13 bits, le 3ème avec l'ordre tournés par 26 bits, et ainsi de suite.
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