[A-DX] Radiogramme / HF data / CSK (Code Shift Keying)

Roger Thauer
Sonntag, 10. November 2024, 13:28 Uhr

https://www.dropbox.com/scl/fi/q8llyldgl02u9vu451dfj/2024-11-07_DK_Radio_5850kHz.png?rlkey=obwsngp5d36hofbeptvf1wypz&dl=0

https://www.dropbox.com/scl/fi/ikzhdwt5zrg75iqhbv53j/2024-11-08_KBC-data-15770kHz.png?rlkey=d6ba657h9xy53yzlbxzs0lauf&dl=0




RNEI-RRR10 data from this morning. In the collage the playlist of the 
show from the decoded QAM4-html.
Obviously there was also a test in EasyDRF-CSK modulation at the end of 
the announced data. (Code Shift Keying)

RNEI-RRR10 Daten von heute morgen. In der Collage die Playliste der Show 
aus der dekodierten QAM4-html.
Offensichtlich gab es am Ende der angekündigten Daten auch einen Test in 
EasyDRF-CSK-Modulation. (Code Shift Keying)

https://www.dropbox.com/scl/fi/27r83v2aebukdky7oguzo/2024-11-10_RRR10-data-5850kHz.png?rlkey=ziyd3kwqgd4v4jzb2vwc9pxhj&dl=0


===> CSK

https://dazdsp.org/tech/EasyDRF-CSK/index.html

HINWEIS: Das Design wurde jetzt von {EasyDRF-} MFSK auf CSK-Modi geändert.

Der ursprüngliche EasyDRF verwendet OFDM-Modulation. OFDM ist schnell 
und bandbreiteneffizient, hat aber einen hohen Crest-Faktor 
{Scheitelfaktor}, der den durchschnittlichen Modulationsleistungspegel 
durch einen Sender reduziert.

Im Gegensatz dazu verwendet die CSK-Version PN-modulierte FM mit einem 
einzigen Ton pro Baud, der einen niedrigeren Crest-Faktor aufweist. 
Dadurch wird der durchschnittliche Leistungspegel des modulierten 
Datensignals um mindestens 6 dB angehoben.

Probleme bei der Ausbreitung von Kurzwellen
Signale, die sich über Kurzwelle ausbreiten, werden durch verschiedene 
Probleme beeinträchtigt:
     Verzögerungsspreizung - Die Ausbreitung über mehrere Pfade führt 
dazu, dass die Frequenzen des Signals zu unterschiedlichen Zeiten 
ankommen, verteilt über einige mS.
     Dopplerspreizung - Mehrwegeausbreitung und geomagnetische Stürme 
bewirken, dass die Frequenzen des Signals variieren. Dies kann in 
schweren Fällen bis zu 50 Hz betragen.
     Rauschen - Die Signalerkennung wird durch atmosphärische und vom 
Menschen verursachte Rauschpegel eingeschränkt.

Mögliche Wege zur Verbesserung der Datendekodierung:
     Verwenden Sie die Ein-Ton-Modulation, um die gesamte Leistung auf 
eine Frequenz zu legen und so das beste SNR zu erzielen.
     Dies sollte das empfangene Audio-SNR um 6 bis 10 dB gegenüber OFDM 
verbessern.
     Verwendung von Spreizspektrumstechniken zur Spreizung der 
Frequenzen im Datensignal, um Mehrwegeinbrüche zu vermeiden und die 
Auswirkungen der Dopplerverschiebung zu verringern.
     Der Decoder entspreizt das Signal vor der Erkennung. Dadurch wird 
die gesamte Tonleistung für einen optimalen SNR wieder auf eine Frequenz 
gelegt.
     Verwenden Sie größere Tonabstände, um die Auswirkungen der 
Dopplerverschiebung zu verringern.
     Rotieren Sie die Frequenznutzung, um Interferenzen zu vermeiden.
     Erkennen Sie Energieerhöhungen im Signal in jeder Baud-Periode.
     Ausgleich von Ausbreitungsverzögerungen im empfangenen Datensignal.

Standardmethoden:
     Verwendung von Interleaving, um Dekodierfehler zu verteilen.
     CRC-Prüfung zur Validierung der Daten.
     Verwendung der Fehlerkorrektur zur Korrektur von Dekodierungsfehlern.

Modi

Einige der untersuchten Modi sind:

Spread-Spectrum-Modi

Diese Modi verwenden verschiedene Spreizmuster-Codes (keine 
FSK-Frequenzen), um Datensymbole zu übertragen:

     PN Code Shift Keying - Hier werden PN-Codes (Psudo-Noise) zur 
Chirp-Modulation (FM) einer Sinuswelle verwendet. Mindestens 1024 Codes 
sind möglich.
     Sinus Code Shift Keying - Verwendet Sinuswellen zur 
Chirp-Modulation (FM) der Sinustöne. Die Modulationssinuswellen werden 
ebenfalls gechirpt, damit sie sich stärker voneinander unterscheiden.
     Sawtooth or triangle Code Shift Keying - Verwendet Sägezahn- oder 
Dreieckswellenformen zur Chirp-Modulation (FM) der Sinustöne.
     Die Sägezahn- oder Dreieckswellenformen werden auch zwischen 
verschiedenen Frequenzen und Phasen gestuft, um sie voneinander zu 
unterscheiden.

Alle diese Spread Spectrum-Modi können phasenempfindlich sein, so dass 
ein adaptiver Equalizer erforderlich sein kann, um auf Kurzwelle gut zu 
funktionieren.

Der Decoder multipliziert jeden eingehenden Baud mit jedem der möglichen 
Codes einer identisch gechirpten FM-Sinuswelle in einem IQ-Mischer. Der 
Ausgang des IQ-Mischers wird integriert und die Vektorsumme gemessen. 
Der übereinstimmende Code führt zu einem Null-Beat, wodurch der 
Integrator ein Gleichstromsignal liefert, während die nicht 
übereinstimmenden Signale eine meist AC-Wellenform verursachen, die den 
Integrator veranlasst, am Ausgang näher bei Null zu bleiben.
Da kein FM-Detektor verwendet wird, sollte diese Methode auch bei 
verrauschten Signalen und Ausbreitungsphasenfehlern sehr gut funktionieren.

Spreizung des Spektrums

Spreizspektrummethoden können die Modemleistung verbessern, indem sie 
sowohl die Kanalantwort als auch die Modemantwort ausgleichen.

Spread Spectrum ist ein Verfahren, bei dem ein Signal über eine 
bestimmte Bandbreite gespreizt und am Empfänger/Decoder wieder 
entspreizt wird. Dadurch wird das Signal über die Spreizbandbreite 
„verdünnt“, was dazu beiträgt, die Auswirkungen von 
Schmalbandinterferenzen und Ausbreitungsstörungen im Kanal 
auszugleichen. Bei dieser Anwendung liegt die Spreizungsbandbreite nur 
innerhalb des Kommunikationskanals.

Der Decoder entspreizt das Signal, indem er die gesamte Leistung wieder 
auf eine Frequenz legt. Wenn die ursprüngliche Frequenz ein 
einfrequenter Ton war, dann ist auch das Ergebnis ein einfrequenter Ton. 
Erfolgt die Entspreizung im Zero-Beat-Verfahren, so ist das Ergebnis ein 
Gleichstrom. Durch die Entspreizung des Signals wird auch das 
Kanalrauschen gespreizt, was zu einer Absenkung des Rauschpegels im 
Decoder führt.

Bei einer Datenmodulation mit konstanter Amplitude ist der am besten 
geeignete Spread Spectrum-Modus wahrscheinlich Chirp. Bei Chirp wird in 
der Regel eine Sägezahnrampe verwendet, um das Signal über einen 
Frequenzbereich zu wobbeln, aber es können auch andere Wellenformen 
verwendet werden.

PN-Code-Chirp

Tests mit einem auf PN (Psudo-Noise-Zufallszahlen) basierenden 
Chirp-Spreizcode haben gezeigt, dass es problemlos möglich war, bis zu 
1024 verschiedene Symbolmuster auf demselben Kanal zu kodieren und zu 
dekodieren. Es zeigte sich jedoch auch, dass das Signal 
phasenempfindlich wurde, was ein unangenehmer Nebeneffekt ist, da 
Kurzwellensignale häufig durch Mehrwegeausbreitung in der Phase verzerrt 
werden.
.......


OT:
https://de.wikipedia.org/wiki/Chirp

Verringerung der Impulsleistung bei Radar
Um Echosignale weit entfernter reflektierender Objekte aus dem Rauschen 
herauszufiltern, muss eine gewisse Mindestenergie empfangen werden. Für 
genaue Entfernungsmessungen benötigt man aber möglichst kurze 
Sendeimpulse, denn bei einem 0,1 µs kurzen Sendeimpuls ist das 
Wellenpaket bereits 30 m lang. Die Kombination beider Anforderungen 
führt zu immensen Sendeleistungen von 10 MW, deren Erzeugung in 
Flugzeugen oder Satelliten Probleme bereitet. Als Ausweg wird beim 
Pulskompressionsverfahren ein leistungsschwacher Chirp-Impuls längerer 
Gesamtdauer gesendet, der beim Empfang durch spezielle Filter oder 
mathematische Verfahren zu einem erheblich kürzeren Impuls komprimiert 
wird. Dieser kann dann mit Hilfe eines Korrelationsverfahrens im 
Rauschen gut entdeckt werden.



https://dazdsp.org/tech/EasyDRF-CSK/2024-11-09%2004-04-06.mp4


roger