Persistente modulare Phasenzustände für die GFSK-Wellenformerzeugung: Eine reproduzierbare WSJT-X-Fallstudie

Zusammenfassung

Ein digitaler Oszillator muss sich bereits durchlaufene Umdrehungen nicht merken. Es genügt, die Phase innerhalb einer Periode zu speichern und diesen Zustand nach jedem Frequenzschritt zu korrigieren. Diese Arbeit untersucht, wie sich dieses bekannte Prinzip auf die GFSK-Wellenformerzeugung eines WSJT-X-Forks auswirkt. Ausgangspunkt ist die zentrierte Zustandsformulierung aus Stepans REIST-Division-Manuskript. Zunächst wird hergeleitet, unter welchen Voraussetzungen in binary64-Arithmetik eine einzige Korrektur ausreicht. Anschließend werden zentrierte und positive Zustände mit allgemeiner Restbildung, maskierter Korrektur, Q48-Festkomma, unbegrenzter Akkumulation und zwei Varianten mit Block-Präfixsummen verglichen. Auf einem Intel Core i9-14900K benötigt die allgemeine Restbildung auf dem gewählten Performance-Kern etwa die 2,6-fache Zeit der zentrierten Korrektur; auf dem gewählten Efficiency-Kern ist es die 4,4- bis 5,2-fache Zeit. Positive und zentrierte Zustände sind annähernd gleich schnell. Die getesteten Festkomma- und Präfixvarianten sind langsamer. Numerische Prüfungen umfassen codierte Frames, lange Folgen, Intervallgrenzen und digitale Spektren. Der praktische Spielraum ist begrenzt: Die bereits optimierte Wellenformerzeugung beansprucht nur 2,13–3,73% der gemessenen Dateidecoder-Laufzeit. Selbst ihr vollständiger Wegfall würde die gesamte Verarbeitung nur um 2,17–3,87% beschleunigen, sofern alle übrigen Arbeiten gleich blieben. Der Beitrag liegt damit im reproduzierbaren Vergleich der Phasendarstellungen und ihres Aufwands innerhalb der Anwendung. Ein exklusiver Vorteil zentrierter Arithmetik oder eine bessere Empfangsempfindlichkeit ist dadurch nicht belegt. Quellhashes, Rohmessungen und Auswertungsskripte liegen beiden Sprachfassungen bei.