Сравнение чувствительности с другими протоколами

Сравнение PKV26 (протокол V1) с распространёнными HF-режимами: FT8, FT4, WSPR, JT65, Olivia, DominoEX, RTTY, PSK31.

1. В одном знаменателе

Прямое сравнение «SNR из разных источников» некорректно: режимы отличаются опорной полосой шума и длительностью передачи. Поэтому:

  • Основная шкала — SNR@2500: SNR, приведённый к опорной полосе 2500 Гц (конвенция WSJT‑X). Привычное и «узнаваемое» число.
  • Отдельная колонка — Eb/N0: энергия на информационный бит к спектральной плотности шума. Снимает и полосу, и время — единственная справедливая шкала для режимов разной скорости. Ранжирование по эффективности — по Eb/N0.

Пересчёты (все — на 50 % успеха, см. §4):

SNR@2500 = SNR_band − 10·lg(2500 / B)          # из «в полосе»
SNR@2500 = SNR_full + 10·lg(6000 / 2500)       # из «полн. 6 кГц» (+3,80 дБ)
N0       = P_sig − SNR@2500 − 10·lg(2500)      # dBm/Hz
Eb/N0    = SNR@2500 + 10·lg(2500 / Rb),   Rb = инфо_биты / T

Пример: band0 (B=360 Гц), SNR_band = −5,0 → SNR@2500 = −5,0 − 8,42 = −13,4.

2. Методика PKV26

  • Порог — PER = 0,5 (паритет с критерием FT8 «50 % декодирований»), AWGN, genie‑aided, 200 кадров/точку, шаг 0,5 дБ.
  • T — из строки # frame: … dur=; инфо_биты = длина кадра flen (адресация + текст + конверт), байт × 8.

3. Таблица сравнения

Порог = 50 % успеха, AWGN. Для PKV26 — «короткое/длинное» сообщение («ПРИВЕТ» / «ПРИВЕТ МИР! ЭТО НОВЫЙ ПРОТОКОЛ ПКВ26, ВСТРЕЧАЙТЕ!»).

Режим Модуляция / FEC T, с Инфо‑бит Rb, бит/с SNR@2500, дБ Eb/N0, дБ Источник
FT8 8‑FSK + LDPC(174,91) 15 77 5,13 −21,0 +5,9 WSJT‑X
FT4 4‑FSK + LDPC 7,5 77 10,27 −17,5 +6,4 WSJT‑X
WSPR 4‑FSK + свёрточный 110,6 50 0,45 −31,0 +6,4 WSJT‑X
JT65 65‑FSK + RS(63,12) 46,8 72 1,54 −25,0 +7,1 WSJT‑X
Olivia 16/500 MFSK + Walsh — — ~31 ≈ −14 ≈ +5,0 Fldigi¹
DominoEX 16 MFSK (IFK+) — — ~40 ≈ −13 ≈ +5,0 Fldigi¹
PKV26 200/360/RS_4_2 4‑FSK + RS(4,2) 55,6 / 84,4 408 / 664 7,34 / 7,87 −16,2 / −15,8 +9,1 / +9,2 здесь
PKV26 200/360/LDPC_1_2 4‑FSK + LDPC 1/2 55,6 / 84,4 408 / 664 7,34 / 7,87 −17,9 / −17,8 +7,4 / +7,2 здесь
PKV26 200/360/LDPC_1_4 4‑FSK + LDPC 1/4 103,2 / 160,8 408 / 664 3,95 / 4,13 −18,4 / −18,3 +9,6 / +9,5 здесь
PSK31 BPSK + Varicode — — ~31 ≈ −10 ≈ +9,0 Fldigi¹
RTTY 2‑FSK 45,45 бод — — ~30 ≈ −5 ≈ +14,2 Fldigi¹

¹ Значения Fldigi‑режимов — общеизвестные, приблизительные: опорная полоса и Rb в документации варьируются (обычно 2500 Гц), поэтому Eb/N0 для них — индикативный.

4. Выводы

  1. Weak‑signal режимы кластеризуются ≈ +5…+7 дБ Eb/N0 (FT8/FT4/WSPR/JT65,Olivia/DominoEX): это коды, близкие к пределу Шеннона для своих скоростей.
  2. По SNR@2500 PKV26 выглядит хуже: лучший (LDPC_1_4) −18,4 против −21 у FT8 (≈ +2,6 дБ). Но это потому, что PKV26 гораздо медленнее (161 с против 15 с на длинное сообщение).
  3. По Eb/N0 (справедливо) лучший PKV26 — LDPC_1_2: +7,2…+7,4 дБ, всего ≈ +1,3…+1,5 дБ к FT8/JT65 и ≈ +0,8…+1,0 дБ к WSPR/FT4. Для универсального протокола это очень близко к специализированным weak‑signal режимам.
  4. LDPC_1_4 покупает SNR@2500, но не энергию: −18,4 дБ @2500 при Eb/N0 +9,6 — хуже LDPC_1_2 по энергии (ниже Rb). Т.е. «ниже порог в полосе» ≠ «эффективнее по энергии».
  5. Простые режимы (PSK31 ≈ +9, RTTY ≈ +14) заметно уступают — как и ожидается.