FT2 è un nuovo modo digitale radioamatoriale — ma dovremmo sviluppare invece un FT16?

La recente introduzione di FT2 rappresenta un ulteriore passo verso cicli di trasmissione più brevi, latenza ridotta e maggiore throughput di QSO nella comunicazione digitale a segnali deboli. FT2 spinge l’ottimizzazione verso velocità ed efficienza temporale. Questo solleva una contro-domanda strategica: invece di puntare a scambi ancora più rapidi, avrebbe senso muoversi nella direzione opposta — verso periodi di trasmissione più lunghi e maggiore sensibilità? In altre parole, esiste un caso tecnico e operativo convincente per sviluppare un ipotetico modo “FT16” basato su tempi di integrazione estesi e soglie SNR più basse?

Questo articolo analizza la questione dal punto di vista dell’elaborazione del segnale, della teoria dell’informazione, della propagazione HF, dell’efficienza spettrale, dei requisiti hardware e delle dinamiche di adozione nella comunità radioamatoriale.

Comprendere la fisica: processing gain e limiti di Shannon

L’idea di FT16 si basa su un principio fondamentale: un’integrazione coerente più lunga aumenta il processing gain.

Nel caso di rumore bianco gaussiano additivo (AWGN), raddoppiare il tempo di integrazione fornisce teoricamente circa +3 dB di miglioramento del rapporto segnale/rumore (SNR). Questo deriva dall’accumulo di energia nel tempo:

SNR ∝ Energia del segnale / Energia del rumore

Poiché l’energia del segnale cresce linearmente con il tempo mentre il rumore si integra statisticamente, durate simbolo più lunghe migliorano la decodificabilità — a condizione che il canale rimanga coerente.

Tuttavia, la capacità di Shannon impone un limite fondamentale:

C = B · log2(1 + SNR)

Quando l’SNR diventa fortemente negativo, i miglioramenti richiedono tempi di integrazione esponenzialmente più lunghi o codifiche molto più robuste. Oltre i 6–8 dB di guadagno, l’efficienza cala rapidamente se la larghezza di banda non viene drasticamente ridotta.

Questo spiega perché WSPR raggiunge sensibilità estreme: lunga integrazione (~110 s) e banda estremamente stretta (~6 Hz).

Un FT16 che mantenga una banda di circa 50 Hz non può avvicinarsi indefinitamente alle prestazioni di WSPR solo aumentando il tempo di trasmissione.

Coerenza del canale in HF

La propagazione in onde corte non è statica. È un ambiente variabile nel tempo, selettivo in frequenza e multipath.

Vincoli principali:

• Costanti temporali del fading (QSB): tipicamente 5–20 secondi

• Fading selettivo su bande strette

• Spread Doppler in condizioni ionosferiche dinamiche

• Rapide variazioni di ampiezza durante le transizioni greyline

Se il tempo di coerenza del canale è inferiore alla durata della trasmissione, l’efficienza dell’integrazione coerente diminuisce.

Per esempio:

• 15 s di integrazione → spesso entro la finestra di coerenza

• 60 s di integrazione → può attraversare più cicli di fading

In pratica, un guadagno teorico di +6 dB su 60 secondi può ridursi a +3–4 dB su percorsi HF reali.

Il miglioramento pratico di FT16 è quindi limitato dalla fisica della propagazione, non solo dagli algoritmi.

Codifica: FEC più robusta o frame più lunghi?

I miglioramenti di sensibilità possono essere ottenuti tramite:

• Integrazione più lunga

• Velocità simbolo inferiore

• Forward error correction (FEC) più robusta

• Banda più stretta

• Combinazioni ibride

Una FEC più forte (ad esempio con rate 1/3 invece di ~1/2) aumenta la ridondanza ma riduce il throughput netto. La lunghezza dei messaggi deve restare limitata per mantenere tempi QSO praticabili.

Il formato strutturato di FT8 è ottimizzato per overhead minimo. Aumentare la ridondanza migliorerebbe la robustezza, ma ridurrebbe l’efficienza spettrale.

FT16 probabilmente richiederebbe:

• Rate di codifica più basso

• Interleaving più profondo contro il fading

• Maggiore tolleranza alla sincronizzazione tempo-frequenza

Ogni miglioramento aumenta la sensibilità ma anche la complessità di decodifica e il carico CPU.

Requisiti hardware e stabilità

Trasmissioni più lunghe impongono requisiti più severi su:

• Stabilità in frequenza (TCXO minimo)

• Sincronizzazione temporale precisa (NTP sub-secondo)

• Rumore di fase del ricevitore

• Gamma dinamica dei sistemi SDR

Molte stazioni FT8 utilizzano oscillatori consumer con deriva moderata. FT16 potrebbe alzare implicitamente il livello hardware richiesto.

Senza efficaci meccanismi di compensazione della deriva, l’adozione in configurazioni portatili o economiche potrebbe essere limitata.

Efficienza energetica e operazioni portatili

Un argomento a favore di FT16 è la potenziale efficienza energetica.

Le operazioni QRP e portatili sono limitate da:

• Capacità della batteria

• Disponibilità di ricarica solare

• Dissipazione termica

Se FT16 riduce la potenza necessaria di 3 dB, il consumo istantaneo si dimezza a parità di affidabilità del collegamento.

Tuttavia, trasmissioni più lunghe aumentano il duty cycle per ogni tentativo di QSO. L’energia totale per QSO diventa quindi:

E = P × T × ritrasmissioni

Se una migliore decodabilità riduce il numero di tentativi, l’efficienza energetica complessiva può migliorare nonostante il tempo più lungo.

È necessaria un’analisi quantitativa.

Effetto rete e dinamiche di adozione

Il successo di un modo digitale dipende anche dall’adozione.

FT8 è diventato dominante perché:

• Risolveva un problema reale (DX a segnali deboli)

• Era integrato in software diffusi

• Aveva partecipazione globale immediata

• Occupava sottobande definite

FT4, pur tecnicamente valido, rimane secondario.

FT16 rischia di avere lo stesso destino se non dimostra un vantaggio chiaro.

L’adozione dipende da:

• Vantaggio prestazionale evidente

• Compatibilità

• Supporto della comunità

• Risultati DX concreti

La sola superiorità teorica non garantisce il successo.

Considerazioni per banda

L’utilità di FT16 varia per banda:

160 m e 80 m:

• Rumore elevato

• Fading più lento

• Maggiore beneficio da sensibilità extra

20 m:

• Alta densità di traffico

• Fading moderato

• Beneficio misto

10 m:

• Fading rapido (Sporadic-E)

• Coerenza breve

• Beneficio limitato

FT16 potrebbe trovare una nicchia sulle bande basse durante i minimi solari.

Alternative: architettura adattiva

Invece di un modo separato FT16, si potrebbe considerare un’architettura adattiva:

• Lunghezza ciclo dinamica basata su SNR

• Fallback automatico a frame più lunghi

• Adattamento automatico del rate di codifica

• Protocollo ibrido veloce/lento

Questo ridurrebbe la frammentazione mantenendo la flessibilità.

Esempio quantitativo semplificato

Consideriamo:

• Percorso 20 m

• 10.000 km

• 10 W

• Antenna 0 dBi

• Rumore –120 dBm

Se FT8 decodifica a –24 dB SNR, un guadagno di +3 dB con FT16 migliora il margine in condizioni di fading profondo.

Se però la variabilità del percorso supera i 10 dB, l’impatto resta moderato.

La curva di probabilità di decodifica si sposta, ma non in modo radicale.

Fattori psicologici e operativi

FT8 è talvolta criticato per:

• Automazione elevata

• Interazione minima

• Scambi rigidamente strutturati

FT16 rallenterebbe ulteriormente senza aggiungere maggiore interazione.

Senza funzionalità di messaggistica estesa, potrebbe non attrarre chi cerca comunicazione più interattiva (come nella filosofia JS8Call).

Esiste un caso strategico convincente?

Argomenti a favore:

• Guadagno di sensibilità misurabile

• Adatto al QRP

• Sperimentazione DX marginale

• Esplorazione weak-signal su bande basse

Argomenti contrari:

• Beneficio incrementale limitato

• Maggiore latenza

• Occupazione spettrale

• Rischio di frammentazione

• Maggiori requisiti hardware

Dal punto di vista tecnico, FT16 è fattibile.

Dal punto di vista strategico, deve dimostrare un vantaggio concreto in condizioni reali.

Conclusione

Lo sviluppo di FT16 sarebbe tecnicamente coerente e permetterebbe di esplorare ulteriormente il compromesso tra sensibilità e latenza nelle comunicazioni digitali a segnali deboli.

Tuttavia, i benefici sono limitati dalla coerenza ionosferica, dalla stabilità degli oscillatori e dai vincoli spettrali. Il miglioramento sarebbe probabilmente evolutivo, non rivoluzionario.

Se FT2 rappresenta l’ottimizzazione verso velocità e reattività, FT16 rappresenterebbe l’ottimizzazione verso la decodificabilità marginale e l’efficienza QRP.

La scelta dipenderà meno dalla teoria del segnale e più dalla volontà della comunità di scambiare velocità con profondità nella prossima fase evolutiva dei modi digitali radioamatoriali.

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