Halo Habr.
Di bagian pertama artikel tentang itu diceritakan tentang stasiun layanan pada gelombang panjang dan pendek. Kita juga harus berbicara tentang stasiun radio amatir. Pertama, ini juga menarik, dan kedua, siapa pun dapat mengikuti proses ini, baik menerima maupun mentransmisikan.
Seperti pada bagian pertama, penekanannya adalah pada “digital” dan cara kerja pemrosesan sinyal. Kami juga akan menggunakan penerima online Belanda untuk menerima dan memecahkan kode sinyal dan program MultiPSK.
Bagi mereka yang tertarik dengan cara kerjanya, kelanjutannya sedang dalam proses.
Setelah diketahui lebih dari 100 tahun yang lalu bahwa komunikasi dengan seluruh dunia melalui gelombang pendek dapat dilakukan menggunakan pemancar yang terdiri dari dua lampu, tidak hanya perusahaan, tetapi juga peminat menjadi tertarik dengan proses tersebut. Pada tahun-tahun itu, keadaannya tampak seperti ini , radio ham masih merupakan hobi teknis yang menarik. Mari kita coba mencari tahu jenis komunikasi apa yang tersedia bagi amatir radio modern.
Pita frekuensi
Gelombang radio sangat aktif digunakan oleh stasiun-stasiun dinas dan penyiaran, sehingga amatir radio dialokasikan rentang frekuensi tertentu agar tidak mengganggu gelombang lain. Rentang ini cukup banyak, mulai dari gelombang ultra panjang pada 137 KHz hingga gelombang mikro pada 1.3, 2.4, 5.6 atau 10 GHz (Anda dapat melihat lebih detail ). Secara umum setiap orang bisa memilih, tergantung minat dan perlengkapan teknisnya.
Dari segi kemudahan penerimaan, frekuensi yang paling mudah diakses adalah dengan panjang gelombang 80-20m:
- Rentang 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Rentang 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Rentang 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Rentang 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Anda dapat mendengarkannya menggunakan cara di atas , dan dari pribadi Anda, jika dapat menerima dalam mode sideband (LSB, USB, SSB).
Sekarang semuanya sudah siap, mari kita lihat apa yang bisa diterima di sana.
Komunikasi suara dan kode Morse
Jika Anda melihat seluruh pita radio amatir melalui websdr, Anda dapat dengan mudah melihat sinyal kode Morse. Praktis tidak lagi digunakan dalam komunikasi radio, tetapi beberapa penggemar radio aktif menggunakannya.
Dulu untuk mendapatkan tanda panggil bahkan harus lulus ujian penerimaan sinyal morse, kini sepertinya hanya tersisa untuk kategori pertama, tertinggi (terutama berbeda, hanya pada daya maksimum yang diijinkan). Kami akan memecahkan kode sinyal CW menggunakan CW Skimmer dan Virtual Audio Card.
Amatir radio, untuk mempersingkat panjang pesan, gunakan kode yang dipersingkat (), khususnya, saluran CQ DE DF7FF berarti panggilan umum ke semua stasiun dari radio amatir DF7FF. Setiap amatir radio memiliki tanda panggilnya sendiri, yang awalannya dibentuk dari , ini cukup nyaman karena Segera jelas dari mana stasiun tersebut mengudara. Dalam kasus kami, tanda panggil DF7FF milik seorang amatir radio dari Jerman.
Sedangkan untuk komunikasi suara tidak ada kesulitan, bagi yang berkeinginan bisa mendengarkan sendiri di websdr. Dahulu kala di masa Uni Soviet, tidak semua amatir radio mempunyai hak untuk melakukan komunikasi radio dengan orang asing; sekarang tidak ada batasan seperti itu, dan jangkauan serta kualitas komunikasi hanya bergantung pada kualitas antena, peralatan, dan kesabaran para amatir radio. operator. Bagi yang berminat bisa membaca lebih lanjut di situs dan forum radio amatir (cqham, qrz), namun kita akan beralih ke sinyal digital.
Sayangnya, bagi banyak amatir radio, bekerja secara digital hanyalah menghubungkan kartu suara komputer ke program decoder; hanya sedikit orang yang mempelajari seluk-beluk cara kerjanya. Bahkan lebih sedikit lagi yang melakukan eksperimen sendiri dengan pemrosesan sinyal digital dan berbagai jenis komunikasi. Meskipun demikian, cukup banyak protokol digital yang bermunculan selama 10-15 tahun terakhir, beberapa di antaranya menarik untuk dipertimbangkan.
RTTY
Jenis komunikasi yang cukup lama yang menggunakan modulasi frekuensi. Metodenya sendiri disebut FSK (Frequency Shift Keying) dan terdiri dari pembentukan urutan bit dengan mengubah frekuensi transmisi.
Data dikodekan dengan beralih cepat antara dua frekuensi F0 dan F1. Selisih dF = F1 - F0 disebut jarak frekuensi, dan dapat sama dengan, misalnya, 85, 170, atau 452 Hz. Parameter kedua adalah kecepatan transmisi, yang juga bisa berbeda dan misalnya 45, 50 atau 75 bit per detik. Karena Kita mempunyai dua frekuensi, maka kita perlu memutuskan mana yang “atas” dan mana yang “lebih rendah”, parameter ini biasa disebut “inversi”. Ketiga nilai ini (kecepatan, jarak dan inversi) sepenuhnya menentukan parameter transmisi RTTY. Anda dapat menemukan pengaturan ini di hampir semua program decoding, dan dengan memilih parameter ini bahkan “dengan mata”, Anda dapat memecahkan kode sebagian besar sinyal ini.
Dahulu kala, komunikasi RTTY lebih populer, tetapi sekarang, ketika saya membuka websdr, saya tidak mendengar satu sinyal pun, sehingga sulit untuk memberikan contoh decoding. Mereka yang berkeinginan dapat mendengarkan sendiri di 7.045 atau 14.080 MHz; rincian lebih lanjut tentang teletype ditulis di artikel.
PSK31/63
Jenis komunikasi lainnya adalah modulasi fase, . Bukan frekuensi yang berubah di sini, tetapi fasenya; pada grafik terlihat seperti ini:
Pengkodean bit sinyal terdiri dari perubahan fase sebesar 180 derajat, dan sinyal itu sendiri sebenarnya adalah gelombang sinus murni - ini memberikan jangkauan transmisi yang baik dengan daya transmisi minimal. Pergeseran fase sulit dilihat pada tangkapan layar, hal ini dapat dilihat jika Anda memperbesar dan melapisi satu fragmen dengan fragmen lainnya.
Pengkodeannya sendiri relatif sederhana - di BPSK31, sinyal ditransmisikan dengan kecepatan 31.25 baud, perubahan fasa diberi kode “0”, tidak ada perubahan fasa diberi kode “1”. Pengkodean karakter dapat ditemukan di Wikipedia.
Secara visual pada spektrum, sinyal BPSK terlihat sebagai garis sempit, dan terdengar sebagai nada yang cukup murni (yang pada prinsipnya memang demikian). Anda dapat mendengar sinyal BPSK, misalnya pada 7080 atau 14070 MHz, dan Anda dapat mendekodekannya di MultiPSK.
Menarik untuk dicatat bahwa baik di BPSK maupun RTTY, “kecerahan” saluran dapat digunakan untuk menilai kekuatan sinyal dan kualitas penerimaan - jika sebagian pesan hilang, maka akan ada “sampah” di bagian pesan ini, tetapi makna pesan secara keseluruhan sering kali tetap dapat dimengerti. Operator dapat memilih sinyal mana yang akan difokuskan untuk memecahkan kodenya. Pencarian sinyal baru dan lemah dari koresponden jauh cukup menarik, juga saat berkomunikasi (seperti yang Anda lihat pada gambar di atas), Anda dapat menggunakan teks bebas dan melakukan dialog “langsung”. Sebaliknya, protokol-protokol berikut ini jauh lebih otomatis, memerlukan sedikit atau tanpa campur tangan manusia. Apakah ini baik atau buruk adalah pertanyaan filosofis, tetapi kita dapat dengan pasti mengatakan bahwa beberapa bagian dari semangat radio ham pasti hilang dalam mode seperti itu.
FT8/FT4
Untuk memecahkan kode jenis sinyal berikut, Anda perlu menginstal program . Sinyal ditransmisikan menggunakan modulasi frekuensi sebanyak 8 frekuensi dengan pergeseran hanya 6.25 Hz, sehingga sinyal menempati bandwidth hanya 50 Hz. Data di FT8 ditransfer dalam "paket" yang berdurasi sekitar 14 detik, jadi sinkronisasi waktu komputer yang akurat cukup penting. Penerimaan hampir sepenuhnya otomatis - program menerjemahkan tanda panggilan dan kekuatan sinyal.
Dalam versi protokol yang baru , yang muncul baru-baru ini, durasi paket dikurangi menjadi 5 detik, modulasi 4 nada digunakan pada kecepatan transmisi 23 baud. Bandwidth sinyal yang ditempati kira-kira 90Hz.
WSPR
WSPR adalah protokol yang dirancang khusus untuk menerima dan mengirimkan sinyal lemah. Ini adalah sinyal yang ditransmisikan dengan kecepatan hanya 1.4648 baud (ya, lebih dari 1 bit per detik). Transmisinya menggunakan modulasi frekuensi (4-FSK) dengan jarak frekuensi 1.4648Hz, sehingga bandwidth sinyalnya hanya 6Hz. Paket data yang dikirimkan memiliki ukuran 50 bit, bit koreksi kesalahan juga ditambahkan ke dalamnya (kode konvolusional non-rekursif, panjang batasan K=32, laju=1/2), menghasilkan total ukuran paket 162 bit. 162bit ini ditransfer dalam waktu sekitar 2 menit (adakah yang akan mengeluh tentang Internet yang lambat? :).
Semua ini memungkinkan Anda mengirimkan data secara virtual di bawah tingkat kebisingan, dengan hasil yang hampir fantastis - misalnya, sinyal 100 mW dari kaki mikroprosesor, dengan bantuan antena loop dalam ruangan, sinyal dapat ditransmisikan sejauh 1000 km.
WSPR bekerja sepenuhnya secara otomatis dan tidak memerlukan partisipasi operator. Cukup dengan membiarkan program berjalan, dan setelah beberapa waktu Anda dapat melihat log operasi. Data juga dapat dikirim ke situs , yang berguna untuk menilai transmisi atau kualitas antena - Anda dapat mengirimkan sinyal dan segera melihat secara online di mana sinyal itu diterima.
Omong-omong, siapa pun dapat bergabung dengan penerimaan WSPR, bahkan tanpa tanda panggilan radio amatir (tidak diperlukan untuk penerimaan) - cukup penerima dan program WSPR saja, dan semua ini bahkan dapat bekerja secara mandiri di Raspberry Pi (tentu saja , Anda memerlukan penerima nyata untuk mengirim data dari orang lain secara online -penerima tidak masuk akal). Sistem ini menarik baik dari sudut pandang ilmiah maupun untuk eksperimen dengan peralatan dan antena. Sayangnya, seperti terlihat pada gambar di bawah, dalam hal kepadatan stasiun penerima, Rusia tidak jauh dari Sudan, Mesir atau Nigeria, sehingga peserta baru selalu berguna - bisa menjadi yang pertama, dan dengan satu penerima. Anda bisa “mencakup” area seluas seribu km.
Yang sangat menarik dan cukup kompleks adalah transmisi WSPR pada frekuensi di atas 1 GHz – stabilitas frekuensi penerima dan pemancar sangat penting di sini.
Di sinilah saya akan menyelesaikan ulasannya, meskipun tentu saja tidak semuanya terdaftar, hanya yang paling populer.
Kesimpulan
Jika seseorang ingin mencoba kemampuannya juga, maka itu tidak terlalu sulit. Untuk menerima sinyal, Anda dapat menggunakan penerima klasik (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, dll.) atau SDR (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Selanjutnya tinggal install saja program-programnya seperti gambar di atas, dan Anda bisa mempelajari sendiri radionya. Harga penerbitannya adalah $100-200 tergantung pada model receiver. Anda juga dapat menggunakan receiver online dan tidak membeli apa pun, meskipun hal ini masih kurang menarik.
Bagi mereka yang ingin juga melakukan transmisi, mereka harus membeli transceiver dengan antena dan mendapatkan lisensi radio amatir. Harga transceivernya kurang lebih sama dengan harga iPhone, sehingga cukup terjangkau jika diinginkan. Anda juga harus lulus ujian sederhana, dan dalam waktu sekitar satu bulan Anda akan dapat bekerja sepenuhnya di udara. Tentu saja, ini tidak mudah - Anda harus mempelajari jenis antena, menemukan metode pemasangan, dan memahami frekuensi dan jenis radiasi. Meski kata “harus” mungkin kurang tepat di sini, karena itulah hobi, sesuatu yang dilakukan untuk bersenang-senang dan bukan karena paksaan.
Omong-omong, siapa pun bisa mencoba komunikasi digital sekarang. Untuk melakukan ini, cukup instal program MultiPSK, dan Anda dapat berkomunikasi langsung “melalui udara” melalui kartu suara dan mikrofon dari satu komputer ke komputer lain menggunakan jenis komunikasi apa pun yang Anda minati.
Selamat bereksperimen semuanya. Mungkin salah satu pembaca akan membuat jenis komunikasi digital baru, dan dengan senang hati saya akan menyertakan ulasannya dalam teks ini 😉
Sumber: www.habr.com