Pozdrav Habr.
U prvom dijelu članka o tome govorilo se o servisima na dugim i kratkim valovima. Zasebno je vrijedno razgovarati o amaterskim radio postajama. Prvo, ovo je također zanimljivo, a drugo, svatko se može uključiti u ovaj proces, kako primanja tako i odašiljača.
Kao iu prvim dijelovima, naglasak će biti na “digitalnom” i načinu na koji radi obrada signala. Također ćemo koristiti nizozemski mrežni prijemnik za primanje i dekodiranje signala i program MultiPSK.
Za one koje zanima kako to radi, nastavak je pod rezom.
Nakon što se prije više od 100 godina saznalo da je moguće komunicirati sa cijelim svijetom na kratkim valovima pomoću odašiljača od doslovno dvije lampe, za taj su se proces zainteresirale ne samo korporacije, već i entuzijasti. Tih godina to je izgledalo ovako , dobro, radioamater je i dalje prilično zanimljiv tehnički hobi. Pokušajmo shvatiti koje su vrste komunikacija dostupne modernim radioamaterima.
Frekvencijski opsezi
Radio eter vrlo aktivno koriste servisne i radiodifuzne postaje, pa su radioamaterima dodijeljeni određeni frekvencijski rasponi kako ne bi ometali druge. Tih raspona ima dosta, od ultradugih valova na 137 KHz do mikrovalova na 1.3, 2.4, 5.6 ili 10 GHz (više detalja možete vidjeti ). Općenito, svatko može birati, ovisno o interesima i tehničkoj opremljenosti.
S gledišta lakoće prijema, najpristupačnije frekvencije su valne duljine 80-20m:
- Raspon od 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Raspon od 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Raspon od 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Raspon od 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Možete im se prilagoditi pomoću gore navedenog , i od vašeg osobnog, ako može primati u bočnom načinu (LSB, USB, SSB).
Sad kad je sve spremno, da vidimo što se tu može prihvatiti.
Govorna komunikacija i Morseov kod
Ako pogledate cijeli radioamaterski opseg kroz websdr, lako možete vidjeti signale Morseove abecede. Praktički više ne ostaje u službi radijskih komunikacija, ali ga neki radijski entuzijasti aktivno koriste.
Ranije se za dobivanje pozivnog znaka morao položiti čak i ispit iz primanja Morseovih signala, sada je to izgleda ostalo samo za prvu, najvišu, kategoriju (razlikuju se uglavnom, samo u najvećoj dopuštenoj snazi). Dekodirat ćemo CW signale koristeći CW Skimmer i Virtual Audio Card.
Radio amateri, za smanjenje duljine poruke koriste skraćeni kod (), konkretno linija CQ DE DF7FF znači opći poziv svim postajama s radioamaterskog DF7FF. Svaki radioamater ima svoj pozivni znak, čiji je prefiks formiran od , ovo je prilično zgodno jer Odmah je jasno odakle stanica emitira. U našem slučaju pozivni znak DF7FF pripada radioamateru iz Njemačke.
Što se tiče glasovne komunikacije, tu nema poteškoća, oni koji žele mogu sami slušati na websdr-u. Nekada za vrijeme SSSR-a nisu svi radioamateri imali pravo obavljati radiokomunikacije sa strancima, sada tih ograničenja nema, a domet i kvaliteta komunikacije ovisi samo o kvaliteti antena, opreme i strpljenju radnika. operater. Za one koje zanima više o tome možete pročitati na radioamaterskim stranicama i forumima (cqham, qrz), no mi ćemo prijeći na digitalne signale.
Nažalost, za mnoge radioamatere, digitalni rad je jednostavno povezivanje zvučne kartice računala s programom dekodera; malo ljudi ulazi u zamršenost kako to radi. Još manje ih provodi vlastite eksperimente s digitalnom obradom signala i različitim vrstama komunikacije. Unatoč tome, u proteklih 10-15 godina pojavilo se dosta digitalnih protokola, od kojih su neki zanimljivi za razmatranje.
RTTY
Prilično stara vrsta komunikacije koja koristi frekvencijsku modulaciju. Sama metoda naziva se 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 frekvencijski razmak, a može biti jednaka npr. 85, 170 ili 452 Hz. Drugi parametar je brzina prijenosa, koja također može biti različita i iznositi npr. 45, 50 ili 75 bita u sekundi. Jer Imamo dvije frekvencije, zatim trebamo 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.
Nekad je bila popularnija RTTY komunikacija, ali sada kada sam otišao na websdr nisam čuo niti 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 piše u članak.
PSK31/63
Druga vrsta komunikacije je fazna modulacija, . Ovdje se ne mijenja frekvencija, već faza; na grafikonu to izgleda otprilike ovako:
Bitno kodiranje signala sastoji se od promjene faze za 180 stupnjeva, a sam signal je zapravo čisti sinusni val - to osigurava dobar domet prijenosa uz minimalnu snagu prijenosa. Fazni pomak je teško vidjeti na snimci zaslona; može se vidjeti ako povećate i naložite jedan fragment na drugi.
Samo kodiranje je relativno jednostavno - u BPSK31, signali se prenose brzinom od 31.25 bauda, promjena faze je kodirana "0", bez promjene faze je kodirana "1". Kodiranje znakova može se pronaći na Wikipediji.
Vizualno na spektru BPSK signal je vidljiv kao uska crta, a zvučno se čuje kao prilično čist ton (što u principu i jest). Možete čuti BPSK signale, na primjer, na 7080 ili 14070 MHz, a možete ih dekodirati u MultiPSK.
Zanimljivo je primijetiti da se iu BPSK i RTTY, "svjetlina" linije može koristiti za procjenu jačine signala i kvalitete prijema - ako neki dio poruke nestane, tada će biti "smeće" na ovom mjestu poruke, ali cjelokupno značenje poruke često ostaje isto razumljivo. Operater može odabrati na koji će se signal fokusirati kako bi ga dekodirao. Potraga za novim i slabim signalima od udaljenih dopisnika je sama po sebi vrlo zanimljiva; također kada komunicirate (kao što vidite na gornjoj slici), možete koristiti slobodni tekst i voditi "živi" dijalog. Nasuprot tome, sljedeći protokoli su puno automatiziraniji i zahtijevaju malo ili nimalo ljudske intervencije. Je li to dobro ili loše, filozofsko je pitanje, ali svakako možemo reći da se dio radioamaterskog duha definitivno gubi u takvim modovima.
FT8/FT4
Za dekodiranje sljedeće vrste signala trebate instalirati program . Signali emitiran pomoću frekvencijske modulacije od 8 frekvencija s pomakom od samo 6.25 Hz, tako da signal zauzima širinu pojasa od samo 50 Hz. Podaci se u FT8 prenose u "paketima" koji traju oko 14 sekundi, pa je točna sinkronizacija vremena računala vrlo važna. Prijem je gotovo potpuno automatiziran - program dekodira pozivni znak i jačinu signala.
U novoj verziji protokola , koji se nedavno pojavio neki dan, trajanje paketa je smanjeno na 5 s, koristi se 4-tonska modulacija pri brzini prijenosa od 23 bauda. Zauzeta propusnost 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 bauda (da, nešto više od 1 bita u sekundi). Prijenos koristi frekvencijsku modulaciju (4-FSK) s frekvencijskim razmakom od 1.4648Hz, tako da je propusnost signala samo 6Hz. Paket prenesenih podataka ima veličinu od 50 bita, također mu se dodaju bitovi za ispravljanje pogrešaka (nerekurzivni konvolucijski kod, duljina ograničenja K=32, brzina=1/2), što rezultira ukupnom veličinom paketa od 162 bita. Ovih 162 bita se prebacuju za oko 2 minute (hoće li se još netko žaliti na spor internet? :).
Sve to vam omogućuje prijenos podataka praktički ispod razine šuma, s gotovo fantastičnim rezultatima - na primjer, signal od 100 mW iz mikroprocesorske noge, uz pomoć unutarnje petljaste antene bilo je moguće odašiljati signal preko 1000 km.
WSPR radi potpuno automatski i ne zahtijeva sudjelovanje operatera. Dovoljno je ostaviti program pokrenut i nakon nekog vremena možete vidjeti radni dnevnik. Podaci se također mogu slati na stranicu , što je zgodno za procjenu prijenosa ili kvalitete antene - možete odašiljati signal i odmah na mreži vidjeti gdje je primljen.
Usput, WSPR prijemu se može pridružiti bilo tko, 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 prijamnik za slanje podataka od drugih na mreži - prijamnici nemaju smisla). Sustav je zanimljiv i sa znanstvenog stajališta i za eksperimente s opremom i antenama. Nažalost, kao što se vidi na donjoj slici, Rusija po gustoći prijemnih stanica nije daleko od Sudana, Egipta ili Nigerije, pa su novi sudionici uvijek korisni - moguće je biti prvi, i to s jednim prijemnikom možete "pokriti" područje od tisuću km.
Vrlo zanimljiv i dosta složen je WSPR prijenos na frekvencijama iznad 1 GHz - tu je kritična frekvencijska stabilnost prijemnika i odašiljača.
Ovdje ću završiti recenziju, iako, naravno, nije sve navedeno, samo najpopularnije.
Zaključak
Ako se i netko želi okušati, onda to i nije tako teško. Za prijem signala možete koristiti ili klasični (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X itd.) ili SDR prijamnik (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Zatim samo instalirajte programe kao što je gore prikazano i možete sami proučavati radio. Cijena izdavanja je 100-200 dolara ovisno o modelu prijemnika. Također možete koristiti online prijemnike i ne kupovati ništa, iako to još uvijek nije toliko zanimljivo.
Tko želi i emitirati, morat će kupiti primopredajnik s antenom i dobiti radioamatersku dozvolu. Cijena primopredajnika je otprilike ista kao i cijena iPhonea, tako da je po želji sasvim pristupačan. Također ćete morati položiti jednostavan ispit, a za otprilike mjesec dana moći ćete u potpunosti raditi u eteru. Naravno, to nije lako - morat ćete proučiti vrste antena, smisliti način instalacije i razumjeti frekvencije i vrste zračenja. Iako je riječ "morat ću" ovdje vjerojatno neprikladna, jer to je zato hobi, nešto što se radi iz zabave, a ne pod prisilom.
Usput, svatko može isprobati digitalnu komunikaciju već sada. Da biste to učinili, samo instalirajte program MultiPSK i možete komunicirati izravno "bežično" putem zvučne kartice i mikrofona s jednog računala na drugo koristeći bilo koju vrstu komunikacije od interesa.
Sretni eksperimenti svima. Možda će netko od čitatelja stvoriti novi digitalni vid komunikacije, a ja ću rado uključiti njegovu recenziju u ovaj tekst 😉
Izvor: www.habr.com