Кіріспе
Көп жиілікті ауыстырып кілттеу (MFSK) – екіден астам жиілікті пайдаланатын жиілікті ауыстырып кілттеудің (FSK) түрі. MFSK – бұл M-дық ортогональды модуляцияның бір түрі, онда әрбір символ ортогональды толқын формаларының әліпбиінен бір элементтен тұрады. М, алфавит мөлшері, әдетте екінің дәрежесі болады, сондықтан әрбір символ log2M битті көрсетеді. M әдетте 4 пен 64 аралығында болады. Қателерді түзету көбінесе қолданылады.
Error correction is generally also used
2 реттік МФСК
Екі MFSK жүйесін біріктіріп, байланыс арнасының өткізу қабілетін арттыруға болады. Ең көп қолданылатын 2 тондық MFSK жүйесі, әдетте, екі тондық көп жиілікті (DTMF) жүйе болып табылады, ол AT&T компаниясының "Touch Tone" тауарлық белгісімен кеңінен танымал. Тағы бір мысал – 20-шы ғасырда телефон станциялары арасындағы магистральдық байланыста қолданылған көп жиілікті (MF) схемасы. Екеуі де арна ішіндегі сигнализация схемаларының мысалы, яғни олар пайдаланушының байланыс арнасын бөліседі. DTMF және MF әліпбилеріндегі символдар тон жұптары түрінде жіберіледі; DTMF «жоғары» жиынтығынан бір тонды және «төмен» жиынтығынан бір тонды таңдайды, ал MF екі тонын ортақ жиынтықтан таңдайды. DTMF және MF әртүрлі тон жиіліктерін пайдалануының басты себебі – соңғы пайдаланушылардың кеңселер арасындағы сигнализацияға кедергі келтірмеуі. 1970 жылдары MF жүйесі арнадан тыс цифрлық сигнализациямен ауыстырыла бастады, мұндай өзгерістің себебі – соңғы пайдаланушылардың MF сигналдарын кеңінен алаяқтық мақсатта пайдалануы, олар телефон хакерлері ретінде белгілі болды. Бұл сигналдар естігенде, әуеде жылдам дыбыс жұптарының тізбегі ретінде ерекшеленеді, олар музыкалық сипатқа ие. Екі тонды бір мезгілде радиожиілік арқылы тікелей беру, бір тонды жүйедегі тұрақты амплитуда қасиетін жоғалтады. Екі бір уақыттағы радиожиіліктік тон – радиожиілікті күшейткіштің сызықтылығы мен интермодуляциялық бұрмалауды өлшеу үшін жасалған классикалық «стресс-тест». Дегенмен, екі аудио тонын бір мезгілде стандартты, тұрақты амплитудалы FM радиожиіліктік тасымалдағышта жіберуге болады, бірақ FM сигналының қабылдағыштағы бейсызымды анықталуы көп тонды схеманың сигнал-шу қатынасының артықшылығын жояды.
HF байланысындағы MFSK
Жоғары жиілікті жолақтардағы аспан толқыны таралуы уақыт және жиілік бойынша өзгеретін кездейсоқ бұрмалауларды тудырады. Бұл бұрмалауларды түсіну МФСК-нің ЖЖР-да (HF) неге тиімді және танымал техника екенін түсінуге көмектеседі.
Келесі: Келесі:
Бергіш пен қабылдағыш арасында бірнеше жеке жол болғанда, бұл құбылыс көп жолды таралу деп аталады, олардың ұзындығы ешқашан бірдей болмайды, сондықтан таралу кешіктіруі де бірдей болмайды. Шағын кешіктіру айырмашылықтары немесе кешіктіру таралуы, жақын орналасқан модуляция символдарының араласуына және қажетсіз символдар аралық кедергілерге әкеледі. Кешіктіру таралуы, жиілік доменіндегі сәйкес шамасы – когеренттік еніне кері пропорционал. Когеренттік ені – бұл арнаның күшейтуі салыстырмалы түрде тұрақты болатын жиілік диапазоны. Өйткені, әртүрлі кешіктіруі бар екі немесе одан көп жолды қосу, тіпті жеке жолдардың жиілік жауабы тегіс болған жағдайда да, тік тісті сүзгі құрайды.
Үйлесімділік уақыты және Допплер таралуы
Бөліну – уақыт өте келе сигналдың күшінің (көбінесе кездейсоқ және қаламаған) өзгеруі. Ең жоғары бөліну жылдамдығы арнаның физикалық қасиеттерімен шектеледі, мысалы, ионосферадағы еркін электрондардың пайда болу және қайта бірігу жылдамдығы, сондай-ақ ионосферадағы зарядталған бөлшектер бұлтының жылдамдығы. Арна күшінің айтарлықтай өзгермейтін ең ұзақ уақыт аралығы – когеренттік уақыт. Бөліну арнасы сигналға қажетсіз кездейсоқ амплитудалық модуляцияны жүргізеді. Қасақана АМ модуляциясының жолақ ені модуляция жылдамдығымен өскендей, бөліну сигналды бөліну жылдамдығымен өсетін жиілік диапазонында таратуға әкеледі. Бұл – Допплер таралуы, когеренттік уақыттың жиілік доменіндегі аналогы. Когеренттік уақыт неғұрлым қысқа болса, Допплер таралуы соғұрлым жоғары болады, және керісінше.
HF үшін MFSK жобалау
Параметрлерді дұрыс таңдағанда, MFSK маңызды Допплер немесе кідіріс таралуларына төтеп бере алады, әсіресе алдыңғы қателерді түзетумен күшейтілгенде. (Допплер және кідіріс таралудың үлкен мөлшерін азайту айтарлықтай қиын, бірақ ол әлі де мүмкін). Ұзақ кідіріс таралуы, аз Допплер таралуымен бірге, салыстырмалы түрде ұзақ MFSK символының кезеңімен азайтылуы мүмкін, бұл әр жаңа символдың басында арнаның жылдам "тұрақтануына" мүмкіндік береді. Ұзын символ, берілген бергіш қуатына қысқа символға қарағанда көбірек энергияны қамтиды, сондықтан детектор жеткілікті жоғары сигнал-шу қатынасына (SNR) оңай қол жеткізе алады. Нәтижесінде өтімділіктің төмендеуін үлкен тондық жиынтықпен ішінара өтеуге болады, сондықтан әрбір символ бірнеше дерек битін көрсетеді; ұзын символ аралығы осы тондардың жиілік бойынша ортогоналдылықты сақтай отырып, тығыз орналасуына мүмкіндік береді. Бұл тондық жиынтықтың мөлшерінің деректер биттері санының өсуімен экспоненциалды түрде шектеледі. Керісінше, егер Допплер таралуы үлкен болса, ал кідіріс таралуы кіші болса, онда қысқа символ кезеңі когерентті тонды анықтауға мүмкіндік береді және тондар ортогоналдылықты сақтау үшін кеңірек аралықта орналасуы керек. Ең қиын жағдай – кідіріс және Допплер таралулары үлкен болғанда, яғни когеренттік ені мен когеренттік уақыты кіші. Бұл HF-ке қарағанда Aurora және EME арналарында жиі кездеседі, бірақ мұндай жағдай туындауы мүмкін. Ұзақ когеренттік уақыт символ уақытын немесе, дәлірек айтқанда, қабылдағыштағы когерентті анықтаудың максималды аралығын шектейді. Егер символ энергиясы жеткілікті SNR үшін символды анықтау үшін тым аз болса, онда бір мүмкіндік – символды когеренттік уақыттан ұзақ уақытқа дейін жіберу, бірақ оны жіберілген символға сәйкес келетінге қарағанда әлдеқайда кеңірек сүзгімен анықтау. (Сүзгі қабылдағышта күтілетін тондық спектрге сәйкес болуы керек). Бұл Допплер таралуына қарамастан символ энергиясының көп бөлігін қамтиды, бірақ бұл міндетті түрде тиімді болмайды. Сондай-ақ кеңірек тон аралығы, яғни кеңірек арна қажет. Осы жағдайда алдын ала қателерді түзету өте пайдалы.
wider than one matched to the transmitted symbol. (The filter should instead be matched to the tone spectrum expected at the receiver). This will capture much of the symbol energy despite Doppler spreading, but it will necessarily do so inefficiently. A wider tone spacing, i. e., a wider channel, is also required. Forward error correction is especially helpful in this case.