En varias entradas anteriores he compartido mi asombro sobre las capacidades del modo WSPR (Weak Signal Propagation Report) para cubrir distancias inimaginables con potencias absurdamente pequeñas. Este modo tiene una capacidad de identificar señales tan débiles como -30 dB de Relación Señal-Ruido (SNR) en un canal de referencia de fonía (2.5 KHz). Esa referencia es un estandar, pues es obvio que no se necesita tener tanto ancho de banda para decodificar un mensaje simple, pero es la referencia para poder comparar con la eficiencia/eficacia de una señal de fonía. Solo para comparar se estima que la capacidad de CW en ésta materia ronda los -5 dB para copia "automátizada" y alrededor de -10 dB para copia auditiva (algunos estiman que un operador realmente experto empuja ese límite a -15 dB). En el caso de CW esa performance sobre ruido explica la capacidad de equipos de potencia muy baja, QRP o incluso QRPp, pueden realizar contactos muy buenos. Solo para poner perspectiva numérica, en condiciones normales lo que podría hacer con un equipo QRP (5W) en CW podría hacerlo en WSPR con un poco mas de 500 mW. En mi caso hace ya bastante tiempo, próxima a cumplir un año con funcionamiento continuo, tengo una baliza WSPR de 100 mW (+20 dBm) de potencia, la que operando sobre una antena dipolo rígido es rutinariamente reportada desde EU, NA e incluso OC (ayer, Bob ZL1RS a 10531 Km de mi ubicación). Pero WSPR es un modo de reporte de propagación, solo puede ser escuchado pasivamente y reportado, la extensión de la transmisión de información de casi dos minutos lo hace poco viable para comunicar. Y en los dos minutos de extensión de la emisión, junto con los algoritmos sofisticados de codificación, la información estructurada y breve, está el secreto de poder recuperar señales tan débiles. Ahora bien, FT8 (Franken-Taylor PSK 8) es un modo que está a caballito de ambos mundos, por un lado utiliza el tipo de algoritmos que WSPR, pero lo hace con algunos sacrificios y compromisos en un tiempo de emisión de algo menos que 15 segundos sobre "ventanas" sincronizadas con mucha precisión en el segundo 0,15,30 y 45 de cada minuto; de esa manera una llamada en el segundo 0 puede ser contestada por otra estación en la ventana del segundo 15 y la respuesta en el 30 para cerrar el contacto en la ventana del segundo 45 . Como resultado se pueden sostener tasas de contactos (en condiciones ideales) de cierta fluidez. En la práctica, en condiciones normales se tarda un par de minutos por contacto debido a los re-intentos, mas si las condiciones de propagación son marginales. El mensaje que se intercambia es muy escueto pero suficiente para validar el contacto como el famoso "2-way contact" requerido por la tradición (es decir, señal distintiva y nivel de señal con la confirmación de haber recibido correctamente ambas) y las reglas de la mayor parte de las actividades de DX y concursos. Su performance está, dependiendo de la profundidad de la decodificación que se active, lo que depende también de la potencia del procesador que se disponga, entre -15 dB y -25 dB de SNR. La razón de la potencia del procesador estriba en que del ciclo de 15 segundos que dura un "frame" quedan un poco menos de 3 segundos entre que finaliza la transmisión y comienza la ventana de un nuevo ciclo de transmisión, por lo tanto la "recepción" debe ocurrir en esa ventana de tiempo. La diferencia entre distintas "profundidades" de decodificación estriba en el algoritmo de decodificación mismo. La banda pasante es explorada sumariamente en busca de "bins" o segmentos con energía, asumiendo que corresponden a una señal (aunque también pueden ser mero ruido), es posible entonces en función del nivel de energía estimar preliminarmente la probabilidad que haya una buena señal para decodificar. Con todas las señales provenientes de esa pasada (que reitero, pueden tener "falsos positivos" debido a ruido") se hace una tabla donde las señales candidatas preliminarmente están ordenadas de mayor probabilidad de validez a menor. Lo lejos en la lista de señales candidatas que se puede progresar antes que se quede sin tiempo determinará cuantas posibles señales se decodificaron y cuantas no se llegaron a decodificar. En otras palabras, una señal "fuerte" es decodificada por la configuración mas "rápida" en profundidad pues está primero en la lista de candidatos, mientras una señal extremadamente debil requerirá de mucha potencia de procesamiento para que en solo 3 segundos pueda llegarse a procesarla luego de muchos otros candidatos, incluso cuando fueran "falsos positivos" producidos por ruido, un destello de ruido puede tener una firma de energía superior a una señal válida y por lo tanto ser identificada como de mayor prioridad.. Por eso es facil en FT8 operar a nivel regional con poca potencia y antenas modestas y para ocasionalmente lograr distancias mayores; mientras que para consistentemente poder hacer grandes distancias se requieren mejores antenas y una buena estación de "ambos lados".
En mi caso junto con mi baliza de WSPR, la que emite un frame cada 10 minutos, opera una baliza de FT8, la que luego de los dos minutos de la ventana de WSPR emite cuatro llamadas CQ a razón de dos por minuto durante dos minutos, esas llamadas no inician un QSO automáticamente, por mas que sean contestadas por algún corresponsal siguiendo la tradición no escrita iniciada por el Dr. Taylor de no generar robots capaces de hacer un QSO completo sin ninguna intervención humana en el proceso. La baliza queda a continuación silenciosa por los 6 minutos remanentes hasta el próximo ciclo. Durante ese período opera el monitor de FT8, el cual operó durante mucho tiempo con una Raspberry Pi corriendo WSJT-X y un receptor RTL-SDR y ahora lo hace con la misma Raspberry Pi pero usando el transceiver D4D de CRKits, el cual tiene una sensibilidad extraordinaria. La baliza transmisora controla el acceso a la antena de uno u otro. La baliza FT8 con solo 100 mW es rutinariamente reportada desde Norte y SudAmérica, y ocasionalmente desde AF (ZL-Land) y EU; por su parte la estación monitora reporta rutinariamente todo ese espectro. Pero, corriendo la frontera del asombro ayer la baliza fue reportada, en el límite mismo del modo a -24 dB, por Eiichi (JF7ELG) a sorprendentes 18320 Km (¡!). Hay un viejo comentario de los viejos radioaficionados (categoría en la cual ya también estoy yo) que siempre hay propagación, solo hay que buscarla en el momento correcto. Suena a que es un truco "mágico" de un modo que en definiva es pura matemáticas y que tiene poca conexión con la forma que por ahi percibimos un radioaficionado puede y debe contactar. Yo difiero con ese punto de vista por varias razones, que no vienen al caso enumerar. Pero aún aceptando ese razonamiento se puede argumentar que si a la misma hora y con la misma configuración de antenas en ambos extremos intentáramos lo mismo con CW a 100 W, le estaríamos poniendo 30 dB mas al circuito por lo que la relación SNR debería ser de 4 dB, confortable para un QSO en telegrafía y si hay bajo ruido de banda para uno "ruidoso" en fonía. O sea que los modos de baja señal puede beneficiar al que está de acuerdo con ellos, y al que no. ¡Es solo cuestión de intentarlo!
No hay comentarios:
Publicar un comentario