F5GIT Tony: Modes Numeriques

L'univers des radioamateurs a connu une véritable révolution avec l'avènement des modes numériques. En utilisant la puissance de calcul des ordinateurs couplée à la propagation des ondes courtes (HF), ces modes permettent de communiquer à l'autre bout du monde, parfois avec une puissance dérisoire.

Voici une présentation structurée des principaux modes numériques utilisés sur les bandes HF.

1. Qu'est-ce que les modes numériques ?

Contrairement à la phonie (voix) ou au CW (télégraphie), les modes numériques utilisent un ordinateur pour transformer un message textuel ou des données en signaux audio complexes. Ces signaux sont ensuite injectés dans l'émetteur-récepteur (transceiver). À la réception, le logiciel décode les sons reçus pour les afficher à nouveau sous forme de texte ou d'images.

2. Les modes les plus populaires

Le paysage des modes numériques est vaste, mais quelques-uns dominent largement les ondes aujourd'hui :

FT8 (Franke-Taylor design, 8-FSK)

C'est le mode incontournable actuellement. Conçu pour les signaux extrêmement faibles, il permet d'établir des contacts (QSO) même lorsque la propagation est mauvaise et que la voix ne passe plus.

Format : Séquences de 15 secondes automatisées.
Usage : Idéal pour la "chasse" aux pays lointains (DX) et pour tester ses antennes.

PSK31 (Phase Shift Keying)

Le mode historique pour les amateurs de "clavier à clavier". C'est l'équivalent d'un chat en direct par radio.

Largeur de bande : Très étroite (environ $31Hz$ ), ce qui permet de loger des dizaines de stations dans l'espace d'un seul canal vocal.
Usage : Discussion textuelle et convivialité.

RTTY (Radiotélétype)

L'un des plus anciens modes numériques, utilisant le code Baudot.

Usage : Principalement utilisé lors des concours (contests) internationaux pour sa rapidité et sa robustesse.

JS8Call

Basé sur la technologie du FT8, il permet contrairement à ce dernier de passer de vrais messages textuels tout en conservant des capacités de décodage incroyables dans le bruit.

📻 Modes Numériques pour le Texte et les Données (Digimodes)

Ces modes utilisent un ordinateur (avec une carte son et un logiciel) pour encoder et décoder les données (texte, images, fichiers) qui sont ensuite transmises via l'émetteur-récepteur radio. Ils sont très populaires sur les bandes HF pour les liaisons longue distance (DX).

Mode	Description	Usage Principal
FT8 / FT4	Développé par Joe Taylor (K1JT), ces modes utilisent des modulations FSK (Frequency-Shift Keying) et sont conçus pour fonctionner avec des signaux extrêmement faibles. Ils sont automatisés et optimisés pour des contacts rapides et efficaces, nécessitant très peu de bande passante.	Contacts DX (longue distance) en HF, y compris en conditions de propagation difficiles. FT8 est l'un des modes les plus populaires.
PSK31	Signifie Phase Shift Keying, 31 baud (31 bits par seconde). C'est un mode à bande ultra-étroite (environ 31 Hz) très performant en termes de rapport signal/bruit, permettant des conversations texte en temps réel de type "chat".	Conversations textuelles décontractées et efficaces, même avec une faible puissance (QRP).
RTTY	Radiotélétype. C'est l'un des plus anciens digimodes, utilisant la modulation FSK. Il est souvent utilisé pour les compétitions (contests) grâce à sa robustesse et sa rapidité de transmission de messages courts.	Concours radioamateurs.
Packet Radio (PR)	Un précurseur, utilisant le protocole AX.25 pour transmettre des données sous forme de "paquets". Permet le transfert de fichiers, l'accès à des boîtes aux lettres (BBS) et est la base de l'APRS (Automatic Packet Reporting System).	Transmission de données, réseaux locaux (VHF/UHF), APRS (localisation GPS et données météorologiques).
SSTV	Slow Scan Television. Transmet des images fixes sur les bandes radio. Le signal est envoyé lentement pour permettre une réception correcte avec la bande passante limitée des bandes HF/VHF.	Transmission d'images, souvent utilisé pour des contacts via satellites ou en HF.
Pactor	Un mode robuste avec correction d'erreurs, souvent utilisé pour la transmission d'e-mails ou de fichiers sur ondes courtes, notamment pour les expéditions lointaines ou en mer (via le réseau Winlink).	Messagerie et transmission de fichiers fiables.
Olivia / MFSK	Modes utilisant la modulation Multi-Frequency Shift Keying (MFSK). Ils sont très robustes face aux interférences et aux évanouissements, idéaux pour les conditions difficiles.	Communications fiables dans des conditions de propagation dégradées.
WSPR	Weak Signal Propagation Reporter. Un mode automatisé pour les expérimentations de propagation. Il envoie de très courts signaux de test, et un réseau mondial de stations rapporte leur réception.

3. Pourquoi choisir les modes numériques ?

L'utilisation de ces protocoles présente des avantages techniques majeurs :

Efficacité énergétique : Vous pouvez contacter le Japon ou l'Australie avec seulement 5 ou 10 Watts.
Optimisation de la bande : Là où une communication en BLU (voix) occupe $2700Hz$ à $3000Hz$ , un signal numérique peut n'occuper que $50Hz$ .
Faible rapport signal/bruit : Certains modes comme le FT8 peuvent être décodés même s'ils sont inaudibles à l'oreille humaine, enfouis sous le bruit de fond.

4. Le matériel nécessaire

Pour débuter, la configuration est relativement simple :

Un transceiver HF (décamétrique).
Un ordinateur (PC, Mac ou même Raspberry Pi).
Une interface audio (comme une SignaLink ou une interface intégrée en USB sur les postes modernes) pour relier la radio à la carte son du PC.
Un logiciel gratuit : WSJT-X (pour le FT8), FLDIGI (pour le PSK31/RTTY) ou Ham Radio Deluxe.

Conclusion

Les modes numériques ne remplacent pas la radio traditionnelle ; ils la complètent en offrant de nouvelles frontières techniques. Que vous aimiez la discussion textuelle ou les défis technologiques de réception par signal faible, il y a forcément un mode qui vous correspond.

Souhaitez-vous que je vous aide à rédiger une liste de configuration spécifique pour un modèle de radio particulier ou que je vous détaille le fonctionnement d'un logiciel comme WSJT-X ?

Le logiciel WSJT-X (et son prédécesseur WSJT) est devenu un pilier incontournable de la radioamateur moderne. Développé initialement par Joe Taylor (K1JT), colauréat du prix Nobel de physique, ce programme est conçu pour faciliter les communications radio dans des conditions où les signaux sont extrêmement faibles, voire inaudibles.

Voici une présentation détaillée pour comprendre ce logiciel révolutionnaire.

1. La philosophie : "Weak Signal Joe Taylor"

L’acronyme WSJT signifie Weak Signal Joe Taylor. Contrairement aux modes classiques (voix ou CW) qui nécessitent que le signal dépasse le niveau de bruit ambiant pour être compris, les protocoles de WSJT-X utilisent des techniques avancées de traitement numérique du signal (DSP) pour extraire l'information bien en dessous du niveau de bruit (jusqu'à $-26\text{ dB}$ dans certains modes).

2. Comment fonctionne le logiciel ?

WSJT-X repose sur trois piliers technologiques :

La synchronisation temporelle : C’est l’élément le plus critique. L'ordinateur doit être parfaitement à l'heure (à la seconde près). Les échanges se font par séquences fixes (ex: 15 secondes pour le FT8).
La correction d'erreur (FEC) : Le logiciel envoie des données redondantes. Même si une partie du message est perdue dans les parasites, l'algorithme peut reconstruire l'intégralité du texte reçu.
La modulation multi-fréquence : Il utilise des modulations de type FSK (Frequency Shift Keying) avec des décalages de fréquence très précis, ce qui rend le signal très résistant aux interférences.

3. Les modes principaux de WSJT-X

Le logiciel regroupe plusieurs protocoles, chacun ayant une utilité spécifique :

Mode	Durée de séquence	Utilisation principale
FT8	15 secondes	Le plus populaire. Rapide, idéal pour le DX et les concours.
FT4	7,5 secondes	Version plus rapide du FT8, conçue spécifiquement pour les compétitions.
JT65	60 secondes	Historique, excellent pour les signaux très faibles et la lune (EME).
FST4	Variable	Nouveau standard pour les bandes MF et LF (très basses fréquences).
WSPR	2 minutes	Mode passif utilisé pour tester la propagation mondiale en temps réel.

4. Les avantages pour le radioamateur

L'utilisation de WSJT-X a transformé la pratique radio :

Repousser les limites : Il permet de contacter des stations lointaines même lors des minima de cycles solaires ou avec des antennes modestes (balcons, intérieurs).
Automatisation du "Logging" : Le logiciel s'interface directement avec les carnets de trafic numériques, facilitant la gestion des contacts.
Cartographie mondiale : Couplé à des sites comme PSK Reporter, WSJT-X vous permet de voir en temps réel sur une carte du monde où votre signal est reçu.

5. Ce qu'il faut pour démarrer

Pour utiliser WSJT-X, vous avez besoin de :

Un ordinateur relié à votre émetteur-récepteur.
Un logiciel de mise à l'heure (comme Dimension 4 ou Meinberg NTP) pour garantir que votre horloge système est ultra-précise.
Une interface CAT/Audio pour que le logiciel puisse piloter la radio et échanger les sons.

[!IMPORTANT]
Le réglage du niveau audio est crucial : Un signal trop fort sature l'entrée et génère des harmoniques (splatter) qui polluent la bande pour les autres utilisateurs.

Le FT8 (Franke-Taylor design, 8-FSK modulation) est un mode de communication numérique qui a littéralement révolutionné le monde de la radioamateur depuis son introduction en 2017. Développé par Joe Taylor (K1JT) et Steve Franke (K9AN), il fait partie de la suite logicielle WSJT-X.

Voici un tour d'horizon complet pour comprendre ce mode devenu incontournable.

Qu'est-ce que le FT8 ?

Le FT8 est un mode de "faible signal" (weak signal) conçu pour permettre des contacts radio même lorsque les conditions de propagation sont extrêmement difficiles ou que les signaux sont inaudibles à l'oreille humaine.

Il utilise une modulation par déplacement de fréquence à 8 états (8-FSK). Chaque transmission dure précisément 12,64 secondes et occupe une bande passante très étroite de seulement 50 Hz.

Les caractéristiques clés :

Synchronisation temporelle : C’est l’aspect le plus critique. Les stations doivent être synchronisées à la seconde près (souvent via un serveur de temps NTP) car les échanges se font par créneaux de 15 secondes.
Sensibilité extrême : Le FT8 peut décoder des signaux jusqu'à -24 dB en dessous du niveau du bruit. Cela signifie que vous pouvez établir un contact avec une station que vous n'entendez absolument pas dans votre haut-parleur.
Automatisation structurée : Les messages sont standardisés et limités à 75 bits d'information. On n'échange pas de texte libre comme en PSK31 ou en RTTY, mais uniquement les informations essentielles pour valider un contact (indicatif, report de signal, et localisation par "Grid Square").

Le déroulement d'un contact (QSO)

Un contact en FT8 est très rapide et suit une séquence logique automatisée par le logiciel :

Appel : La station A envoie un "CQ" (appel général) avec sa position.
Réponse : La station B répond avec son indicatif et sa position.
Rapport : La station A envoie un rapport de signal (ex: -10 dB).
Accusé : La station B confirme le rapport et envoie le sien.
Final : Les deux stations s'échangent un "73" (salutations) final.

Toute cette séquence prend environ une minute et demie.

Pourquoi un tel succès ?

Le FT8 est devenu le mode le plus utilisé sur les bandes décamétriques (HF) pour plusieurs raisons :

Efficacité en période de faible cycle solaire : Même quand les bandes semblent "mortes", le FT8 permet souvent de traverser l'Atlantique ou d'atteindre d'autres continents.
Petites installations : Il est idéal pour les radioamateurs disposant d'antennes modestes ou de faibles puissances (QRP).
Chasse aux diplômes : C'est un outil redoutable pour obtenir rapidement des récompenses comme le DXCC (avoir contacté 100 pays différents).

Ce qu'il vous faut pour commencer

Pour trafiquer en FT8, l'équipement nécessaire est relativement standard pour une station moderne :

Un émetteur-récepteur HF.
Une interface PC-Radio (pour transmettre l'audio et contrôler le PTT), bien que de nombreux postes récents possèdent une carte son intégrée via USB.
Un ordinateur avec le logiciel gratuit WSJT-X (ou ses variantes comme JTDX).
Une connexion Internet (recommandée) pour maintenir l'horloge du PC parfaitement à l'heure via un logiciel comme Dimension 4 ou B Meinberg.

En résumé

Le FT8 n'est pas un mode de conversation (chat), mais un mode de performance technique. Il permet de repousser les limites de la physique radio en utilisant la puissance du traitement numérique du signal.