AM32 (Audio Matrix 32)

直接在频谱瀑布图上绘制点阵图像的窄带信号调制方式

A narrow-band modulation method for plotting matrix image on radio spectrogram

效果展示（B站视频） | 打开图像：

首先，请使用以下工具，绘制宽度为32点、高度不限的二值点阵图，同时自动生成点阵编码。

First, plot a 32-dot wide, unlimited high dual-value matrix image using the tool below. The matrix code will be generated in the textarea below.

然后，请将上面生成的点阵编码，复制到下面的文本框里。在发射之前，请设法将计算机输出的音频输入到电台，将发射模式调整为上边带（USB）。点击“播放”按钮并按下电台的发射按钮即可。
⚠ 注意：以下文本框内的点阵编码含有本人呼号（BD4SUR），仅供非发射条件下的测试。如需发射，请替换为自己的呼号，否则将构成冒用呼号的违法行为。

Second, copy the matrix code to the textarea below. Before transmitting, try to input the audio frequency signal output by computer to the transmitter, and change the transmitting mode to Upper Side-band (USB). Click the "Play" button and push the PTT button of the transmitter.
⚠ Note that the default matrix code below includes the callsign of the author (BD4SUR), thus only for testing without transmitting. Please replace my callsign in the matrix below with your own callsign before transmitting, otherwise it will constitute an illegal act of fraudulent use of callsign.

播放 Play 停止 Stop

欢迎使用此模式与我取得通联，成功通联后可交换QSL卡片。

频谱绘图原理简要说明（2024-02-25撰写）

• 将RGB图像转为YUV图像，取Y分量，做伽马变换，以获得接收端的最佳视觉效果。
• Y图像每一行对应瀑布图上每个频点（严格来说是分辨率带宽）上的功率（严格来说是功率谱密度）。需要设法将功率谱转换回时域信号，发射出去。而频谱转换回时域信号需要用到IDFT。
• DFT具有厄尔米特对称性，因此DFT处理的信号应当是复数。然而，功率只提供了复数一个维度的信息，还有另一个维度是不知道的。因此，必须找一个适当的方法，将实值功率谱转化为复值的频谱。
• 一个简单的转换方法就是以Y值为复频谱的实部、虚部固定为0。然而这样会导致所有频率分量的相位都等于0，叠加在一起就会产生一个巨大的峰值，导致时域信号超限，接收端频谱产生失真。这就是OFDM系统最让人头疼的PAPR（峰均比）问题。
• 因此，为了降低时域信号的PAPR，可以固定复信号的模为图像各点的Y值，随机化其相位。这样，由于各个分量的相位大概率各不相同，也就不容易叠加出较大的峰值。假设归一化频率f对应的图像Y分量为y，则这一点的频谱就是(y*cos(θ), y*sin(θ))，其中θ是随机相位。
• 对转换得到的复频谱做IDFT，转换成一定带宽的时域信号发射出去。注意时域信号要加窗，防止干扰。
• 归一化带宽、采样率、DFT点数和每行持续时间有确定的数量关系，其中采样率和DFT点数决定了信号最大物理带宽和行频率。
• 实践上，需要一个带宽足够宽的单边带发射机，才能有比较好的效果。一般单边带发射机带宽仅有3kHz左右，在如此窄的带宽下，接收端很难在行刷新率和频域分辨率上同时达到良好的效果。因此我这里选用12kHz的带宽，通过SDR发射机发射出去，这样诸如705这样的电台自带的瀑布图也能得到比较好的接收效果。

发射系统框图：

2023-01-24试验：