Modulacja – FT4

FT4 (Franke-Taylor design, 4-FSK) – modulacja opracowana przez Stevena Franke’go i Joe Taylor’a w 2019 roku. Zoptymalizowana w kierunku zawodów w stosunku do FT8, jest ona szybsza lecz nieco mniej czuła.

Po krótce, jest to transmisja w której radio współpracuje z komputerem. Kiedy radio nadaje sygnał a komputer zmienia go w transmisje danych, wtedy zaś po drugiej stronie identyczny zestaw odbiera i dekoduje, a następnie na odwrót. Podczas takiej transmisji dochodzi do wymiany znaków operatorów, raportów oraz lokatora.

Typ modulacji: 4-GFSK

FT4 używa 4-tonowej FSK z filtrem Gaussa:

Porównanie FT4 vs FT8 – modulacja

FT8:  8 tonów,  odstęp 6,25 Hz,  wolne symbole → wąskie pasmo, wysoka czułość
FT4:  4 tony,  odstęp 20,83 Hz,  szybkie symbole → szersze pasmo, szybkość

FT4 rezygnuje z połowy stanów fazowych i zwiększa odstęp między tonami, co przyspiesza transmisję 3× kosztem szerszego pasma i ok. 3 dB czułości.

Struktura transmisji FT4

Całkowity czas: 4,48 s
┌─────────────────────────────────────┐
│  105 symboli × 0,04795 s = 4,48 s  │
│  Costas × 3 + dane LDPC            │
└─────────────────────────────────────┘

Okna TX (w ciągu minuty):

|←7,5s→|←7,5s→|←7,5s→|←7,5s→|←7,5s→|←7,5s→|←7,5s→|←7,5s→|
   TX     RX     TX     RX     TX     RX     TX     RX

•  8 pełnych wymian QSO na minutę (vs 4 dla FT8)

Kodowanie danych

Identyczny pipeline jak FT8:

1. Wiadomość → 77 bitów
2. LDPC (240,91) → silna korekcja błędów → 240 bitów zakodowanych
3. Sekwencja Costas → synchronizacja czasu i częstotliwości
4. Modulacja 4-FSK → nadawanie

Kod LDPC w FT4 jest mocniejszy niż w FT8 (wyższy rate-overhead) co częściowo rekompensuje słabszą czułość modulacji.

Sekwencja Costas w FT4

Tak samo jak w FT8, trzy bloki 7-symbolowe rozmieszczone na początku, w środku i końcu ramki. Ale przy 4 tonach (zamiast 8) sekwencja Costas operuje na przestrzeni 4×4 zamiast 8×8.

Czułość i zasięg

3 dB różnicy = FT8 dekoduje sygnały 2× słabsze od progu FT4.

Dlaczego 3 dB gorszy?

Przy FSK czułość zależy od odstępu tonów względem szybkości symbolowej:

• FT8: wolne symbole + wąskie odstępy → detektor ma więcej czasu na integrację energii
• FT4: szybkie symbole + szersze odstępy → krótszy czas integracji = mniej energii na symbol = wyższy próg szumu

To klasyczny trade-off szybkość ↔ czułość w cyfrowych trybach wąskopasmowych.

Kiedy używać FT4 zamiast FT8?

FT4 dominuje w contestach takich jak FT4 Activity Contest czy ARRL RTTY Roundup, gdzie wiadomą jest że szybkość wykonywania łączności jest najważniejsza.