Zdravo Habr.
U prvom dijelu članka o tome govorilo se o benzinskim stanicama na dugim i kratkim talasima. Odvojeno, vrijedi govoriti o amaterskim radio stanicama. Prvo, i ovo je zanimljivo, a drugo, u ovaj proces se može uključiti bilo ko, i prijem i odašiljanje.
Kao iu prvim dijelovima, naglasak će biti na "digitalnom" i načinu na koji obrada signala funkcionira. Također ćemo koristiti holandski online prijemnik za primanje i dekodiranje signala i program MultiPSK.
Za one koje zanima kako to funkcionira, nastavak je ispod reza.
Nakon što se prije više od 100 godina saznalo da je moguće komunicirati sa cijelim svijetom na kratkim valovima pomoću predajnika od doslovno dvije lampe, za proces su se zainteresovale ne samo korporacije, već i entuzijasti. Tih godina je to izgledalo ovako , pa, ham radio i dalje ostaje prilično zanimljiv tehnički hobi. Pokušajmo shvatiti koje su vrste komunikacija dostupne modernim radio-amaterima.
Rasponi frekvencija
Radio eter se veoma aktivno koristi od strane servisnih i emisionih stanica, pa su radio-amaterima dodijeljeni određeni frekvencijski opsezi kako ne bi ometali druge. Ima dosta ovih raspona, od ultra-dugih valova na 137 KHz do mikrovalova na 1.3, 2.4, 5.6 ili 10 GHz (možete vidjeti više detalja ). Generalno, svako može da bira, zavisno od interesovanja i tehničke opremljenosti.
Sa stanovišta lakoće prijema, najpristupačnije su frekvencije sa talasnim dužinama od 80-20m:
- Opseg 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Opseg 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Opseg 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Opseg 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Možete ih podesiti koristeći gore navedeno , a sa vašeg ličnog, ako može primati u sideband modu (LSB, USB, SSB).
Sad kad je sve spremno, da vidimo šta se tu može prihvatiti.
Glasovna komunikacija i Morzeov kod
Ako pogledate cijeli radioamaterski opseg kroz websdr, lako možete vidjeti signale Morzeove azbuke. Praktično više ne ostaje u službi radio komunikacija, ali ga neki radio entuzijasti aktivno koriste.
Ranije ste, da biste dobili pozivni znak, morali položiti čak i ispit za prijem Morseovih signala, sada se čini da je to ostavljeno samo za prvu, najvišu, kategoriju (razlikuju se uglavnom, samo u maksimalnoj dozvoljenoj snazi). CW signale ćemo dekodirati koristeći CW Skimmer i Virtual Audio Card.
Radio amateri, da smanje dužinu poruke, koriste skraćeni kod (), posebno, linija CQ DE DF7FF znači opšti poziv svim stanicama sa radio amatera DF7FF. Svaki radio-amater ima svoj pozivni znak od kojeg se formira prefiks , ovo je prilično zgodno jer Odmah je jasno odakle stanica emituje. U našem slučaju, pozivni znak DF7FF pripada radio-amateru iz Njemačke.
Što se tiče glasovne komunikacije, tu nema poteškoća, oni koji žele mogu sami slušati na websdr. Nekada za vrijeme SSSR-a nisu svi radio-amateri imali pravo na radio komunikaciju sa strancima, sada takvih ograničenja nema, a domet i kvalitet komunikacije ovisi samo o kvaliteti antena, opreme i strpljenju operater. Za one koji su zainteresovani, možete pročitati više na radio-amaterskim sajtovima i forumima (cqham, qrz), ali ćemo preći na digitalne signale.
Nažalost, za mnoge radio-amatere, rad digitalno je jednostavno povezivanje zvučne kartice računara sa programom dekodera; malo ljudi ulazi u zamršenosti kako to funkcioniše. Još manje njih provodi vlastite eksperimente s digitalnom obradom signala i različitim vrstama komunikacija. Unatoč tome, u posljednjih 10-15 godina pojavilo se dosta digitalnih protokola, od kojih je neke zanimljivo razmotriti.
RTTY
Prilično stara vrsta komunikacije koja koristi frekvencijsku modulaciju. Sama metoda se zove FSK (Frequency Shift Keying) i sastoji se od formiranja niza bitova promjenom frekvencije prijenosa.
Podaci se kodiraju brzim prebacivanjem između dvije frekvencije F0 i F1. Razlika dF = F1 - F0 naziva se frekventni razmak i može biti jednaka, na primjer, 85, 170 ili 452 Hz. Drugi parametar je brzina prijenosa, koja također može biti različita i biti, na primjer, 45, 50 ili 75 bita u sekundi. Jer imamo dvije frekvencije, onda moramo odlučiti koja će biti “gornja” a koja “niža”, ovaj parametar se obično naziva “inverzija”. Ove tri vrijednosti (brzina, razmak i inverzija) u potpunosti određuju parametre RTTY prijenosa. Ove postavke možete pronaći u gotovo svakom programu za dekodiranje, a odabirom ovih parametara čak i "na oko", možete dekodirati većinu ovih signala.
Nekada su RTTY komunikacije bile popularnije, ali sada, kada sam otišao na websdr, nisam čuo ni jedan signal, pa je teško dati primjer dekodiranja. Oni koji žele mogu sami slušati na 7.045 ili 14.080 MHz, a više detalja o teletipu pisano je u članci.
PSK31/63
Druga vrsta komunikacije je fazna modulacija, . Ovdje se ne mijenja frekvencija, već faza; na grafikonu to izgleda otprilike ovako:
Bitno kodiranje signala se sastoji od promjene faze za 180 stupnjeva, a sam signal je zapravo čisti sinusni val - ovo osigurava dobar raspon prijenosa uz minimalnu snagu odašiljanja. Fazni pomak je teško uočiti na snimku ekrana; može se vidjeti ako uvećate i preložite jedan fragment na drugi.
Samo kodiranje je relativno jednostavno - u BPSK31, signali se prenose brzinom od 31.25 bauda, promjena faze je kodirana "0", nijedna promjena faze nije kodirana "1". Kodiranje znakova se može naći na Wikipediji.
Vizuelno na spektru, BPSK signal je vidljiv kao uska linija, a zvučno se čuje kao prilično čist ton (što u principu i jeste). Možete čuti BPSK signale, na primjer, na 7080 ili 14070 MHz, a možete ih dekodirati u MultiPSK.
Zanimljivo je napomenuti da se i u BPSK-u iu RTTY-ju "svjetlina" linije može koristiti za procjenu jačine signala i kvaliteta prijema - ako neki dio poruke nestane, tada će biti "smeća" na ovom mjestu poruke, ali cjelokupno značenje poruke često ostaje isto razumljivo. Operater može odabrati na koji signal će se fokusirati kako bi ga dekodirao. Potraga za novim i slabim signalima udaljenih dopisnika je sama po sebi prilično zanimljiva, a i u komunikaciji (kao što možete vidjeti na slici iznad) možete koristiti slobodni tekst i voditi „živi“ dijalog. Nasuprot tome, sljedeći protokoli su mnogo automatiziraniji i zahtijevaju malo ili nikakvu ljudsku intervenciju. Da li je to dobro ili loše, filozofsko je pitanje, ali definitivno možemo reći da se u takvim modovima definitivno gubi dio duha ham radio.
FT8/FT4
Za dekodiranje sljedeće vrste signala potrebno je instalirati program . Signali prenosi se frekventnom modulacijom od 8 frekvencija sa pomakom od samo 6.25 Hz, tako da signal zauzima propusni opseg od samo 50 Hz. Podaci se u FT8 prenose u "paketima" u trajanju od oko 14 sekundi, tako da je tačna sinhronizacija vremena računara veoma važna. Prijem je gotovo potpuno automatiziran - program dekodira pozivni znak i jačinu signala.
U novoj verziji protokola , koji se pojavio nedavno pre neki dan, trajanje paketa je smanjeno na 5s, koristi se 4-tonska modulacija pri brzini prenosa od 23 bauda. Zauzeti propusni opseg signala je približno 90Hz.
WSPR
WSPR je protokol posebno dizajniran za primanje i prijenos slabih signala. Ovo je signal koji se prenosi brzinom od samo 1.4648 boda (da, nešto više od 1 bita u sekundi). Prijenos koristi frekvencijsku modulaciju (4-FSK) sa frekvencijskim razmakom od 1.4648Hz, tako da je širina signala samo 6Hz. Preneseni paket podataka ima veličinu od 50 bita, dodaju mu se i bitovi za ispravljanje grešaka (nerekurzivni konvolucijski kod, dužina ograničenja K=32, brzina=1/2), što rezultira ukupnom veličinom paketa od 162 bita. Ovih 162 bita se prenose za oko 2 minuta (da li će se još neko žaliti na spor Internet? :).
Sve to omogućava prijenos podataka praktički ispod nivoa buke, uz gotovo fantastične rezultate - na primjer, signal od 100 mW sa noge mikroprocesora, uz pomoć unutarnje okvirne antene bilo je moguće prenijeti signal preko 1000 km.
WSPR radi potpuno automatski i ne zahtijeva učešće operatera. Dovoljno je ostaviti program da radi i nakon nekog vremena možete vidjeti dnevnik rada. Podaci se također mogu poslati na stranicu , što je zgodno za procjenu prijenosa ili kvaliteta antene - možete prenijeti signal i odmah vidjeti na mreži gdje je primljen.
Inače, na WSPR prijem se može pridružiti bilo ko, čak i bez amaterskog radio pozivnog znaka (nije potreban za prijem) - dovoljan je samo prijemnik i WSPR program, a sve to može čak i autonomno raditi na Raspberry Pi (naravno , potreban vam je pravi prijemnik za slanje podataka od drugih online - prijemnici nemaju smisla). Sistem je zanimljiv kako sa naučne tačke gledišta tako i za eksperimente sa opremom i antenama. Nažalost, kao što se vidi sa donje slike, po gustini prijemnih stanica, Rusija nije daleko od Sudana, Egipta ili Nigerije, tako da su novi učesnici uvijek korisni - moguće je biti prvi, i sa jednim prijemnikom možete "pokriti" područje od hiljadu km.
Vrlo je zanimljiv i prilično složen WSPR prijenos na frekvencijama iznad 1 GHz - stabilnost frekvencije prijemnika i predajnika je ovdje kritična.
Tu ću završiti recenziju, mada, naravno, nije sve navedeno, samo najpopularnije.
zaključak
Ako je neko želeo i da se okuša, onda to nije tako teško. Za primanje signala možete koristiti ili klasični (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, itd.) ili SDR prijemnik (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Zatim samo instalirajte programe kao što je prikazano iznad i sami možete proučavati radio. Cijena izdanja je 100-200 USD u zavisnosti od modela prijemnika. Možete koristiti i online prijemnike i ne kupiti ništa, iako to još uvijek nije toliko zanimljivo.
Za one koji žele i da emituju, moraće da kupe primopredajnik sa antenom i dobiju radio-amatersku dozvolu. Cijena primopredajnika je otprilike ista kao i iPhone, pa je po želji prilično pristupačan. Takođe ćete morati da položite jednostavan ispit, a za otprilike mesec dana moći ćete u potpunosti da radite u eteru. Naravno, to nije lako - morat ćete proučiti vrste antena, smisliti način instalacije i razumjeti frekvencije i vrste zračenja. Iako je riječ „morat će“ ovdje vjerovatno neprikladna, jer je zato to hobi, nešto što se radi iz zabave, a ne pod prisilom.
Usput, svako može isprobati digitalnu komunikaciju upravo sada. Da biste to učinili, samo instalirajte MultiPSK program i možete komunicirati direktno „preko zraka“ preko zvučne kartice i mikrofona s jednog računala na drugi koristeći bilo koju vrstu komunikacije koja vas zanima.
Srećni eksperimenti svima. Možda će neko od čitatelja kreirati novu digitalnu vrstu komunikacije, a ja ću rado uključiti njen osvrt u ovaj tekst 😉
izvor: www.habr.com