mini|200px|Mehrere PSK31-Verbindungen im 20‑Meter-Band um 14,07 MHz PSK31 (Phase Shift Keying 31 Baud) ist eine Betriebsart zur digitalen drahtlosen Kommunikation und wird von Funkamateuren überwiegend auf Kurzwelle genutzt.
Daneben ist PSK63 (mit 63 Baud) und PSK125 (mit 125 Baud) ebenfalls gebräuchlich. Diese Betriebsarten sind aufgrund der gegenüber PSK31 doppelten beziehungsweise vierfachen Übertragungsrate nützlich, insbesondere bei der Übertragung vorgefertigter Textbausteine, die nicht direkt über die Tastatur eingegeben werden. Ein Beispiel sind Amateurfunkwettbewerbe. Nachteil ist die ebenfalls erhöhte Bandbreite und das damit verbundene halbierte beziehungsweise geviertelte Signal-Rausch-Verhältnis.
Technik mini|300px|PSK31-Empfänger für das 80‑Meter-Band nach DM2CQL (Foto: DH7UAF) Das PSK31-Verfahren wurde vom britischen Funkamateur Peter Martinez (Rufzeichen G3PLX) entwickelt. Martinez nannte die Betriebsart zuerst „Varicode“, weil eine Kodierung variabler Länge verwendet wird, um die Zeichen zu kodieren. Varicode wird verwendet, um häufig vorkommende Zeichen kürzer zu kodieren und seltenere länger – ähnlich dem Morsecode. Es wird eine sehr geringe Bandbreite verwendet. Dies ermöglicht ein äußerst robustes Verhalten unter schwierigen Übertragungsbedingungen. PSK31 verfügt jedoch nicht über eine integrierte Vorwärtsfehlerkorrektur (FEC).
Die entstehende Bandbreite bei der Phasenumtastung (Phasenmodulation) ist nicht viel größer als die Baudrate. Die Bandbreite eines PSK31-Signals ist mit 31,25 Hz sehr niedrig, was den Modus für Aussendungen mit kleiner Leistung und für volle Kurzwellen-Bänder prädestiniert. Die Bandbreite von 31,25 Hz wurde gewählt, weil Varicode bei normaler Tippgeschwindigkeit mit etwa 50 Wörtern pro Minute etwa eine Rate von 32 Bit pro Sekunde erzeugt. Ein weiterer Aspekt war, dass 31,25 Hz einfach mit der 8‑kHz-Abtastrate von DSP-Systemen erzeugt werden können – von Vorteil auch bei Soundkarten: 31,25 Hz ergibt sich, wenn 8 kHz durch 256 geteilt werden.
Man verwendet heute meist Software, um das empfangene PSK31-Audiosignal zu (de)kodieren. Die Software auf dem PC ist nicht speziell – sie lässt sich flexibel (aus-)tauschen. Zusätzlich gibt es auch fertige Hardware-Lösungen, die ein PSK31-Signal (de)kodieren und vom PC als Modem angesprochen werden.
Bei den meisten Programmen muss man im Wasserfall-Diagramm auf ein Signal abstimmen. Dann kann man den dort gesendeten Text lesen. Wenn viele Stationen senden, ist dies jedoch recht aufwändig, weshalb neuere Software häufig die Texte von über 10 Kanälen gleichzeitig anzeigen kann. Man kann sich dann daraus ein interessantes Signal suchen und auf dieses abstimmen.
Bei PSK31 handelt es sich um eine binäre Phasenumtastung mit 180° Phasendrehung. Da nur zwei Phasenlagen vorkommen, wird dieses binäre Modulationsverfahren auch als Binary Phase Shift Keying (BPSK), bzw. BPSK31 bezeichnet. PSK31 kann zusätzlich auch mit dem Verfahren Quadratur Phase Shift Keying (QPSK) mit vier Phasenlagen in Kombination mit dem Viterbi-Algorithmus zur Vorwärtsfehlerkorrektur betrieben werden.
PSK63 mini|hochkant|Spektrogramm mit PSK63-Signal, umgeben von mehreren PSK31-Signalen PSK63 (Phase Shift Keying 63 Baud) ist ein Datenübertragungsprotokoll für Funkverbindungen. Im Vergleich zu PSK31 hat PSK63 die doppelte Baudrate, benötigt aber auch die doppelte Bandbreite. PSK63 kann wie PSK31 entweder als Binary Phase Shift Keying (BPSK) mit zwei oder als Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) mit vier Phasenlagen betrieben werden, wodurch sich, bei genügendem Signal-Rausch-Abstand, die Kanalkapazität verdoppelt.
Bei QPSK ist die Übereinstimmung des Seitenbandes bei Sender und Empfänger erforderlich, bei BPSK nicht.
PSK125 mini|Prinzip der Phasenverschiebung bei BPSK- und QPSK-Modulation PSK125 (Phase Shift Keying, 125 Baud) ist ein Datenübertragungsprotokoll für Funkverbindungen. Im Vergleich zu PSK31 hat PSK125 die vierfache Baudrate, benötigt aber auch die vierfache Bandbreite. PSK125 kann wie PSK31 entweder als Binary Phase Shift Keying (BPSK) mit zwei oder als Quadratur Phase Shift Keying (QPSK) mit vier Phasenlagen betrieben werden, wodurch sich, bei genügendem Signal-Rausch-Verhältnis, die Kanalkapazität verdoppelt.
Bei QPSK ist die Übereinstimmung des Seitenbandes bei Sender und Empfänger erforderlich, bei BPSK nicht.
Frequenzen mini|Vergleich der Spektren von PSK31, PSK63 und PSK125 PSK sollte immer im 500-Hz-Digitalbereich des aktuellen Bandplanes erfolgen (vgl. DARC-Bandpläne).
Die nachfolgenden Frequenzen sind immer die Anfangsfrequenzen der Digitalbereiche, ab der der Digimode betrieben wird. Es gibt für PSK31 sowie PSK63 und PSK125 folgende Frequenzen (alle in USB): 160-Meter-Band Info1,838 MHz 80-Meter-Band Info3,580 MHz zunehmende Aktivität40-Meter-Band Info7,040 MHz für Regionen 1 und 37,071 MHz USA7,080 MHz Rest der Region 230-Meter-Band Info10,142.15 MHz 20-Meter-Band Info14,070.15 MHz Hauptaktivität17-Meter-Band Info18,100 MHz 15-Meter-Band Info21,080 MHz meist auch 10 kHz tiefer12-Meter-Band Info24,920 MHz 11-Meter-Band Info27,245 MHz CB-Funk, Kanal 2510-Meter-Band Info28,070 MHz 28,120 MHz
Bildschirm hochkant=1.4|mini|Mitschrieb von mit dem Amateurfunk-Programm Fldigi empfangenen Texten Das nebenstehende Schirmbild der Software Fldigi zeigt einige Texte, die gleichzeitig seitwärts über den Bildschirm laufen. Vorn steht jeweils die Zeilennummer. Es werden simultan folgende Stationen empfangen:
3 UW0ZM (Russland) 8 + 9 KB1RNX (USA) 12 K4LRK (USA) 13 ON4KBL (Belgien) de EA5DUF (Spanien) 18 EA5FIF (Spanien) CQ = allgemeiner Anruf
Wenn man auf den Anruf von EA5FIF antworten will, klickt man diese Zeile an, dann erscheint nur sein Text und der eigene Antworttext rechts in einem Dialogfeld.
Software Die meisten der aufgeführten Programme können alle drei PSK-Varianten verarbeiten.
Freie Software für Linux Fldigi KPSK LinPSK G-PSK31 gMFSK
Freeware für Microsoft Windows WinPSK Hamscope TrueTTY Ham Radio Deluxe / Digital Master 780 (PSK31, Cat, Satellitentracker, DX-Cluster, etc.) Fldigi MultiPSK Airlink Express
Software für Apple macOS cocoaModem Fldigi
Literatur Reinhard Krause-Rehberg: PSK 31 – der neue Fernschreibstandard im Amateurfunk? In: Der Funkamateur, Nr. 3, 1999, S. 308–310.
Steve Ford: HF Digital Handbook. ARRL, Newington 2007.
Weblinks
einführende theoretische Grundlagen Einführung für Praktiker (Schwerpunkt Linux)
Einzelnachweise
Kategorie:Amateurfunkbetriebsart Kategorie:Kommunikationsprotokoll (Funktechnik)