Hej Habr.
Det er allerede det 21. århundrede, og det burde være muligt at overføre oplysninger i HD-kvalitet selv til Mars. Alligevel er der stadig mange interessante enheder i radiobølgerne, og man kan høre mange spændende signaler.
Det er umuligt at gennemgå dem alle, så lad os vælge de mest interessante, dem vi selv kan modtage og dekode ved hjælp af en computer. Til modtagelse af signaler vil vi bruge den hollandske online-modtager , dekoderen MultiPSK og programmet Virtual Audio Cable.
For bekvemmelighedens skyld vil vi præsentere signalerne i stigende rækkefølge af frekvenserne. Jeg vil ikke se nærmere på radiostationer, da det er kedeligt og trivielt; dem, der ønsker at lytte til Radio Kina i AM, kan gøre det selv. Lad os i stedet gå videre til mere interessante signaler.
Tidsignaler
På en frekvens på 77,5 kHz (langbølgeområdet) sendes tidsignaler fra den tyske station DCF77. Der er allerede blevet , så jeg vil blot kort gentage, at det er et simpelt signal i amplitudemodulation — '1' og '0' er kodet med forskellige længder, hvilket resulterer i en 58-bit kode pr. minut.
130-140 kHz — telemetri til elsystemer
På disse frekvenser, hvis man skal tro , sendes styringssignaler til elsystemerne i Tyskland.
Signalet er stærkt, og ifølge anmeldelser kan det nemt modtages selv i Australien. Man kan dekode det i MultiPSK, hvis man indstiller parametrene som vist på skærmbilledet.
Udfaldet vil være datapakker; deres struktur er selvfølgelig ukendt, og dem, der ønsker det, kan eksperimentere og foretage analyser i deres fritid. Teknisk set er selve signalet meget simpelt; metoden kaldes FSK (Frequency Shift Keying) og går ud på at danne en bitsekvens ved at skifte transmissionsfrekvens. Det samme signal, i form af spektrum — man kan endda tælle bitene manuelt.
Meteoroteletyper
På det ovenfor viste spektrum, lige ved siden af, kan man se et andet signal på en frekvens på 147 kHz. Det er (også tysk) station DWD (Deutscher Wetterdienst), der sender vejrrapporter til skibe. Udover denne frekvens sendes signaler også på 11039 og 14467 kHz.
Resultatet af dekodningen vises på skærmbilledet.
Principperne for teletypens kodning er de samme, FSK, og her er interessen kodningen af teksten. Den er 5-bit og anvender , og den har en næsten 100-årig historie.
Det ser ud til, at en tilsvarende kode også blev brugt på perforerede bånd, og teletype-signaler er blevet sendt siden 60'erne, og som man kan se, fungerer de stadig. Selvfølgelig bliver signalet ikke dekodet af en computer på et rigtigt skib — der findes specialmodtagere, der optager signalet og viser det på en skærm.
Selv med satellitkommunikation og internettet er dataoverførsel på denne måde stadig en simpel, pålidelig og billig metode. Man kan dog antage, at disse systemer en dag vil forlade historien og blive helt erstattet af digitale tjenester. Så det er en god idé for dem, der ønsker at modtage sådanne signaler, at skynde sig.
Meteor Fax
Endnu et legacy-signal med en næsten lige så lang historie. Dette signal sender billeder i analog format med en hastighed på 120 linjer i minuttet (der findes også andre værdier, for eksempel 60 eller 240 LPM), hvor der bruges frekvensmodulation til at kode lysstyrken — lysstyrken af hvert punkt på billedet er proportional med ændringen i frekvens. Denne enkle metode gjorde det muligt at transmittere billeder, selv i de dage, hvor
En populær station i den europæiske del, der er nem at modtage, er den nævnte tyske station DWD (Deutche Wetterdienst), som sender meddelelser på frekvenserne 3855, 7880 og 13882 kHz. En anden organisation, hvis faxer er lette at modtage — det britiske Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre, som sender signaler på frekvenserne 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 og 18261 kHz.
For at modtage HF Fax-signaler skal man bruge USB-modtagerens tilstand, og man kan bruge MultiPSK til dekodning. Resultatet af modtagelsen gennem en websdr-modtager vises på billedet:
Dette billede blev modtaget lige mens teksten blev skrevet. Det kan ses, at de lodrette linjer er forskudt — protokollet er analogt, og nøjagtigheden af synkroniseringen er kritisk, selv små forsinkelser i lyden kan forårsage en forskydning i billedet. Ved brug af en 'ægte' modtager vil denne effekt ikke opstå.
Selvfølgelig, ligesom med meteoroteletype, dekoder ingen faxer på skibe ved hjælp af en computer — der findes specialmodtagere (et eksempel billede fra begyndelsen af artiklen), der udfører hele arbejdet automatisk.
STANAG 4285
Lad os nu se på den mere moderne standard for datatransmission over kortbølger — Stanag 4285-modemmet. Dette format er udviklet til NATO og findes i forskellige varianter. I bunden ligger fase modulation, signalparametrene kan variere, som det fremgår af tabellen, hastigheden kan være fra 75 til 2400 bit/s. Det kan virke lidt, men taget i betragtning af transmissionsmediet — kortbølger med deres stille øjeblikke og interferenser, er det ganske godt.
Programmet MultiPSK kan dekode STANAG, men i 95% af tilfældene vil resultatet af dekodningen blot være 'skrald' — selve formatet giver kun et bit-for-bit lavniveauprotokol, og de egentlige data kan være krypterede eller have et eget format. Nogle signaler kan dog dekodes, for eksempel det nedenfor angivne signal på frekvensen 8453 kHz. Jeg kunne ikke dekode noget signal via websdr-modtager, åbenbart forstyrrer onlineoverførsel strukturen af dataene. De interesserede kan downloade filen fra den faktiske modtager via linket. . Resultatet af dekodningen i MultiPSK vises på skærmbilledet nedenfor. Som det ses, er hastigheden for denne optagelse 600 bps, og indholdet består tilsyneladende af en tekstfil.
Det er interessant, at som det ses på panoramaet, er der faktisk rigtig mange af sådanne signaler i luften:
Selvfølgelig tilhører ikke alle af dem nødvendigvis STANAG — der findes også andre protokoller, der fungerer på lignende principper. Et eksempel kan være analysen af signalet .
Som med de andre signaler, der er blevet nævnt, anvendes specialiserede enheder til reel modtagelse og transmission. For eksempel for modemmet vist på billedet er der erklæret en hastighed fra 75 til 9600 bps ved en signalbane på 3 kHz.
En hastighed på 9600 virker naturligvis ikke særlig imponerende, men i betragtning af at signaler kan transmitteres selv fra junglen eller fra et skib i havet, og at der ikke betales for trafik til telekommunikationsoperatøren, er det ikke så dårligt.
Lad os forresten tage et nærmere kig på panoramaet ovenfor. Til venstre ser vi... korrekt, det gode gamle morsealfabet. Så lad os gå videre til det næste signal.
Morsekode (CW)
På frekvensen 8423 kHz hører vi netop den. Kunsten at opfatte Morse-kode med øret er nu næsten glemt, så vi vil bruge MultiPSK (dog dekoder den ikke særlig godt, programmet CW Skimmer klarer sig meget bedre).
Som man kan se, overføres den gentagne tekst DE SVO, hvis man skal tro , stationen ligger i Grækenland.
Selvfølgelig er der ikke mange sådanne signaler tilbage, men de eksisterer stadig. Et eksempel er en station, der længe har været aktiv på 4331 kHz, og som sender gentagne signaler “VVV DE E4X4XZ”. Som Google antyder, tilhører stationen den israelske flåde. Sender der noget andet på denne frekvens? Svaret er ukendt, interesserede kan lytte og tjekke selv.
The Buzzer (УВБ-76)
Afslutningsvis er her vores hitliste med det mest kendte signal — kendt både i Rusland og udenfor dens grænser, signalet på frekvensen 4625 kHz.
Signalet bruges til at informere tropperne og består af gentagne tænkelyde, hvorimellem der nogle gange sendes kodeord fra en kodet bloknot (abstrakte ord som “KROLIST” eller “BRAMIRKA”). Nogle siger, at de har set sådanne modtagere i militærkontorer, andre siger, at det er en del af systemet “død hånd”, så signalet er et mekka for fans af Stalker, konspirationsteorier, “den kolde krig” og meget mere. Interesserede kan søge på “УВБ-76”, og jeg er sikker på, at en spændende læsning til aftenen er garanteret (dog bør man ikke tage alt det skrevne for alvorligt). Samtidig er systemet temmelig interessant, blot fordi det stadig fungerer siden “den kolde krig”, selvom det er svært at sige, om det er nødvendigt for nogen nu).
Afslutning
Denne liste er langt fra fuldstændig. Med en radio kan man høre (eller rettere se) signaler fra ubåde, langtrækkende radarer, hurtigt skiftende frequency hopping-signal og meget mere.
Her er et eksempelbillede taget lige nu på frekvensen 8 MHz, hvor man kan tælle mindst 5 signaler af forskellige typer.
Hvad de består af, er ofte ukendt, i det mindste er det i åbne kilder ikke muligt at finde alle (selvom der findes sådanne hjemmesider som og ). At studere sådanne signaler er interessant både fra matematik, programmering og signalbehandling perspektiv, samt som en måde at lære noget nyt om verden omkring os.
Det er også interessant, at på trods af internettets og kommunikationens udvikling, står radioen stadig stærkt. Faktisk kan muligheden for at transmittere data direkte fra afsender til modtager, uden censur, trafikovervågning og pakkeovervågning, blive (selvom vi håber, det ikke bliver) relevant igen...
Kilde: habr.com
