Hey Habr!
Heya nuha, ne pir standardên ragihandinê hene ku, ji aliyekî ve meraq û balkêş in, ji hêla din ve, danasîna wan di forma PDF-ê de 500 rûpel nagire. Yek îşaretek wusa ya ku hêsan tê deşîfrekirin sînyala VHF Omni-rêveberî ya Radyoya Beacon (VOR) e ku di navîgasyon hewayî de tê bikar anîn.
VOR Beacon (c) wikimedia.org
Pêşîn, pirsek ji xwendevanan re: meriv çawa îşaretek çêdike da ku rêwerz bi karanîna antenek wergirtina hemîalî ve were destnîşankirin? Bersiv di bin qutbûnê de ye.
Agahdariya gelemperî
sîstem (VOR) ji salên 50-î yên sedsala borî ve ji bo navîgasyon hewayê tê bikar anîn, û ji tîrêjên radyoyê yên kêm-range (100-200 km) pêk tê, ku di rêza frekansa VHF 108-117 MHz de dixebitin. Naha, di serdema gigahertz de, navê frekansa pir bilind li gorî frekansên weha bi ken xuya dike û bi serê xwe qala wê dike. temenê ev standard, lê bi awayê, beacon hîn jî dixebitin , di çarçoveya pêla navîn 400-900 kHz de dixebite.
Danîna antenna rêwerzek li ser balafirê ji hêla strukturî ve nerehet e, ji ber vê yekê pirsgirêk derket ku meriv çawa agahdariya di derheqê rêça tîrêjê de di nav sînyalê bixwe de kod dike. Prensîba operasyonê "li ser tiliyan" dikare wekî jêrîn were ravekirin. Ka em bifikirin ku me tîrêjek asayî heye ku tîrêjek teng a ronahiya kesk dişîne, çiraya ku di hûrdemê de 1 car dizivire. Eşkere ye, her deqeyê carekê em ê birûskek ronahiyê bibînin, lê yek birûskek wusa pir agahdarî nagire. Werin em yekî duyemîn li beaconê zêde bikin ne-alîkar çirayeke sor a ku di wê kêliya ku tîra çirayê ber bi bakur "derbas dibe" dibiriqe. Bo heyama çirûskan û koordînatên tîrêjê têne zanîn; bi hesabkirina derengiya di navbera pêlên sor û kesk de, hûn dikarin asîmutê li bakur fêr bibin. Ew hêsan e. Ew dimîne ku heman tiştî bike, lê bi karanîna radyoyê. Ev bi guhertina qonaxan çareser bû. Du îşaret ji bo veguheztinê têne bikar anîn: qonaxa yekem domdar e (referans), qonaxa duyemîn (guhêrbar) li gorî rêgeza tîrêjê bi rengek tevlihev diguhezîne - her goşe guheztina qonaxê ya xwe heye. Bi vî rengî, her wergir dê bi guheztina qonaxa xwe ya "xwe" nîşanek werbigire, li gorî asîmuta bi tîrêjê. Teknolojiya "modulasyona cihî" bi karanîna antenek taybetî (Alford Loop, binêre KDPV) û modulasyonek taybetî, pir dijwar tê meşandin. Ya ku bi rastî mijara vê gotarê ye.
Werin em bifikirin ku me ronek mîrasek asayî heye, ku ji salên 50-an vir ve dixebite, û di modulasyona AM-ya asayî de di koda Morse de îşaretan vediguhezîne. Dibe ku, carekê ji demek berê, navîgator bi rastî guh li van îşaretan di guhê xwe de girtiye û rêwerzan bi rêgez û kumpasek li ser nexşeyê nîşan daye. Em dixwazin fonksiyonên nû li sînyalê lê zêde bikin, lê bi vî rengî ku lihevhatina bi yên kevn re "şikestin" nekin. Mijar nas e, ne tiştek nû ye... Bi vî rengî hate kirin - tonek frekansa nizm 30 Hz li sînyala AM hate zêdekirin, fonksiyona îşaretek qonaxa referansê, û pêkhateyek frekansa bilind, ku ji hêla frekansê ve hatî kod kirin modulasyon di frekansa 9.96 KHz de, îşaretek qonaxek guhêrbar dişîne. Bi hilbijartina du nîşanan û berhevdana qonaxan, em goşeya xwestinê ji 0 heya 360 pileyî digirin, ku ew asîmuta xwestinê ye. Di heman demê de, ev hemî dê di guhdarîkirina beaconê de "bi awayê asayî" mudaxele neke û bi wergirên AM-ê yên kevn re hevaheng bimîne.
Werin em ji teoriyê derbasî pratîkê bibin. Werin em wergirê SDR-ê bidin destpêkirin, modulasyona AM-ê û firehiya 12 KHz hilbijêrin. Frekansên beacon VOR dikarin bi hêsanî serhêl werin dîtin. Li ser spektrumê, îşaret bi vî rengî xuya dike:
Di vê rewşê de, sînyala beacon bi frekansa 113.950 MHz ve tê şandin. Li navendê hûn dikarin xeta modulasyona amplitude ya bi hêsanî naskirî û nîşaneyên koda Morse (.- - ... ku tê wateya AMS, Amsterdam, Balafirgeha Schiphol) bibînin. Li dora 9.6 KHz ji hilgirê, du lûtk xuya dibin, ku sînyala duyemîn radigihînin.
Werin em sînyalê di WAV-ê de tomar bikin (ne MP3 - kompresyona windayî dê tevahiya avahiya sînyalê "bikuje") û wê di Radyoya GNU de vekin.
Deşîfrekirin
gav 1. Werin em pelê bi sînyala tomarkirî vekin û parzûnek nizm-derbasbûnê jê re bicîh bikin da ku yekem nîşana referansê bistînin. Grafika Radyoya GNU di wêneyê de tê nîşandan.
Encam: sînyala frekansa nizm li 30 Hz.
gav 2: sînyala qonaxa guhêrbar deşîfre bike. Wekî ku li jor behs kir, ew di frekansa 9.96 KHz de ye, pêdivî ye ku em wê berbi frekansa sifir veguhezînin û wê bidin demodulatora FM.
Grafika Radyoya GNU:
Ew e, pirsgirêk çareser kirin. Em du îşaretan dibînin, cûdahiya qonaxê ya ku ji wergirê berbi tîra VOR-ê ve tê destnîşan kirin:
Nîşan pir bi deng e, û dibe ku fîlterkirinek zêde hewce bike ku di dawiyê de cûdahiya qonaxê were hesibandin, lê ez hêvî dikim ku prensîb zelal e. Ji bo yên ku ji bîr kirine ka cûdahiya qonaxê çawa tê destnîşankirin, wêneyek ji :
Xwezî, hûn ne hewce ne ku hûn van hemî bi destan bikin: jixwe heye di Python de, îşaretên VOR ji pelên WAV deşîfre dike. Bi rastî, xwendina wî îlhama min da ku ez vê mijarê bixwînim.
Kesên eleqedar dikarin bernameyê di konsolê de bimeşînin û ji pelê ku berê hatî tomar kirin goşeya qedandî bi dereceyan bistînin:
Temaşevanên hewavaniyê tewra dikarin bi karanîna RTL-SDR û Raspberry Pi wergirê xwe yê portable çêbikin. Bi awayê, li ser balafirek "rastîn" ev nîşanker bi vî rengî xuya dike:
Wêne ©
encamê
Nîşaneyên weha "ji sedsala borî" bê guman ji bo analîzê balkêş in. Ya yekem, ew pir hêsan, DRM-ya nûjen an, nemaze, GSM-ê ne, êdî ne gengaz e ku "li ser tiliyên xwe" were deşîfrekirin. Ew ji pejirandinê re vekirî ne û kilît an krîptografî tune. Ya duyemîn, belkî di pêşerojê de ew ê bibin dîrok û bi navîgasyonek satelîtê û pergalên dîjîtal ên nûjentir werin şûna wan. Ya sêyemîn, xwendina standardên weha dihêle hûn hûrguliyên teknîkî û dîrokî yên balkêş fêr bibin ka meriv çawa pirsgirêk bi karanîna çerx û bingeha hêmanên din ên sedsala borî hatine çareser kirin. Ji ber vê yekê xwediyên wergiran dikarin bêne şîret kirin ku dema ku ew hîn dixebitin îşaretên weha bistînin.
Wekî gelemperî, her kes ceribandinên kêfxweş in.
Source: www.habr.com