Sveiki, Habr.
Pirmoje straipsnio dalyje apie tai buvo pasakojama apie servisus ilgosiomis ir trumposiomis bangomis. Atskirai verta kalbėti apie mėgėjiškas radijo stotis. Pirma, tai taip pat įdomu, ir, antra, kiekvienas gali prisijungti prie šio proceso, tiek priimantis, tiek perduodamas.
Kaip ir pirmosiose dalyse, dėmesys bus skiriamas „skaitmeniniam“ ir signalo apdorojimo procesui. Taip pat signalams priimti ir dekoduoti naudosime olandišką internetinį imtuvą ir MultiPSK programa.
Tiems, kurie domisi, kaip tai veikia, tęsinys yra po truputį.
Po to, kai daugiau nei prieš 100 metų tapo žinoma, kad su visu pasauliu galima bendrauti trumpomis bangomis naudojant tiesiog dviejų lempų siųstuvą, šiuo procesu susidomėjo ne tik korporacijos, bet ir entuziastai. Tais metais atrodė taip , na, kumpio radijas vis dar išlieka gana įdomiu techniniu pomėgiu. Pabandykime išsiaiškinti, kokie ryšiai yra prieinami šiuolaikiniams radijo mėgėjams.
Dažnių juostos
Radijo eterį labai aktyviai naudoja tarnybos ir transliavimo stotys, todėl radijo mėgėjams yra skiriami tam tikri dažnių diapazonai, kad jie netrukdytų kitiems. Šių diapazonų yra gana daug, nuo itin ilgų 137 KHz bangų iki mikrobangų 1.3, 2.4, 5.6 arba 10 GHz (galite pamatyti daugiau informacijos ). Apskritai kiekvienas gali pasirinkti, priklausomai nuo pomėgių ir techninės įrangos.
Priėmimo patogumo požiūriu labiausiai prieinami dažniai yra 80–20 m bangos ilgio:
- 3,5 MHz diapazonas (80 m): 3500-3800 kHz.
- 7 MHz diapazonas (40 m): 7000-7200 kHz.
- 10 MHz diapazonas (30 m): 10100-10140 kHz.
- 14 MHz diapazonas (20 m): 14000-14350 kHz.
Galite juos suderinti naudodami aukščiau pateiktą informaciją , ir iš jūsų asmeninio, jei jis gali priimti šoninės juostos režimu (LSB, USB, SSB).
Dabar, kai viskas paruošta, pažiūrėkime, ką ten galima priimti.
Balso komunikacija ir Morzės kodas
Jei pažvelgsite į visą radijo mėgėjų juostą per websdr, galite lengvai pamatyti Morzės kodo signalus. Tarnybiniuose radijo ryšiuose jo praktiškai nebelieka, tačiau kai kurie radijo entuziastai juo aktyviai naudojasi.
Anksčiau, norint gauti šaukinį, reikėjo išlaikyti net Morzės signalų priėmimo egzaminą, dabar tai atrodo palikta tik pirmai, aukščiausia, kategorijai (jie daugiausia skiriasi, tik didžiausia leistina galia). CW signalus iššifruosime naudodami CW Skimmer ir Virtual Audio Card.
Radijo mėgėjai, norėdami sumažinti pranešimo ilgį, naudokite sutrumpintą kodą (), visų pirma linija CQ DE DF7FF reiškia bendrą radijo mėgėjo DF7FF skambutį į visas stotis. Kiekvienas radijo mėgėjas turi savo šaukinį, iš kurio susidaro priešdėlis , tai gana patogu, nes Iš karto aišku, iš kur stotis transliuoja. Mūsų atveju šaukinys DF7FF priklauso radijo mėgėjui iš Vokietijos.
Kalbant apie bendravimą balsu, tai nekyla jokių sunkumų, norintys gali klausytis patys per websdr. Kadaise SSRS laikais ne visi radijo mėgėjai turėjo teisę palaikyti radijo ryšį su užsieniečiais, dabar tokių apribojimų nėra, o ryšio diapazonas ir kokybė priklauso tik nuo antenų, įrangos kokybės ir svetur kantrybės. operatorius. Besidomintiems plačiau galite pasiskaityti radijo mėgėjų svetainėse ir forumuose (cqham, qrz), bet pereisime prie skaitmeninių signalų.
Deja, daugeliui radijo mėgėjų darbas skaitmeniniu būdu yra tiesiog kompiuterio garso plokštės prijungimas prie dekoderio programos; mažai kas įsigilina į jos veikimo subtilybes. Dar mažiau eksperimentuoja su skaitmeniniu signalų apdorojimu ir įvairių tipų komunikacijomis. Nepaisant to, per pastaruosius 10–15 metų atsirado gana daug skaitmeninių protokolų, kai kuriuos iš jų įdomu apsvarstyti.
RTTY
Gana senas ryšio tipas, kuriame naudojamas dažnio moduliavimas. Pats metodas vadinamas FSK (Frequency Shift Keying) ir susideda iš bitų sekos formavimo keičiant perdavimo dažnį.
Duomenys užkoduojami greitai perjungiant du dažnius F0 ir F1. Skirtumas dF = F1 - F0 vadinamas dažnių tarpais ir gali būti lygus, pavyzdžiui, 85, 170 arba 452 Hz. Antrasis parametras yra perdavimo greitis, kuris taip pat gali būti skirtingas ir būti, pavyzdžiui, 45, 50 arba 75 bitai per sekundę. Nes Turime du dažnius, tada reikia nuspręsti, kuris bus „viršutinis“, o kuris „žemesnis“, šis parametras dažniausiai vadinamas „inversija“. Šios trys reikšmės (greitis, tarpai ir inversija) visiškai nustato RTTY perdavimo parametrus. Šiuos nustatymus galite rasti beveik bet kurioje dekodavimo programoje, o pasirinkę šiuos parametrus net „iš akies“, galite iššifruoti daugumą šių signalų.
Kadaise RTTY komunikacijos buvo populiaresnės, o dabar nuėjus į websdr negirdėjau nei vieno signalo, todėl sunku pateikti dekodavimo pavyzdį. Norintys gali klausytis patys 7.045 arba 14.080 MHz dažniu, daugiau apie teletipą parašyta straipsniai.
PSK31/63
Kitas ryšio tipas yra fazinis moduliavimas, . Čia keičiasi ne dažnis, o fazė; grafike tai atrodo maždaug taip:
Signalo bitų kodavimas susideda iš fazės pakeitimo 180 laipsnių, o pats signalas iš tikrųjų yra gryna sinusinė banga – tai užtikrina gerą perdavimo diapazoną su minimalia perduodama galia. Ekrano kopijoje sunku įžvelgti fazių poslinkį; jį galima pamatyti padidinus ir uždėjus vieną fragmentą ant kito.
Pats kodavimas yra gana paprastas - BPSK31 signalai perduodami 31.25 bodo greičiu, fazės pokytis koduojamas „0“, joks fazės pokytis nėra koduojamas „1“. Simbolių kodavimą galima rasti Vikipedijoje.
Vizualiai spektre BPSK signalas matomas kaip siaura linija, o girdimai girdimas kaip gana grynas tonas (kas iš principo ir yra). Galite girdėti BPSK signalus, pavyzdžiui, 7080 arba 14070 MHz dažniu, ir galite juos iššifruoti naudodami MultiPSK.
Įdomu pastebėti, kad tiek BPSK, tiek RTTY, pagal linijos „ryškumą“ galima spręsti apie signalo stiprumą ir priėmimo kokybę – jei kuri nors pranešimo dalis dings, bus „šiukšlių“. šioje pranešimo vietoje, tačiau bendra pranešimo prasmė dažnai lieka tokia pati suprantama. Operatorius gali pasirinkti, į kurį signalą sutelkti dėmesį, kad jį iškoduotų. Ieškoti naujų ir silpnų signalų iš tolimų korespondentų yra gana įdomi, taip pat bendraudami (kaip matote aukščiau esančiame paveikslėlyje), galite naudoti laisvą tekstą ir vesti „gyvą“ dialogą. Priešingai, šie protokolai yra daug labiau automatizuoti, jiems reikia mažai žmogaus įsikišimo arba jo nereikia. Ar tai gerai, ar blogai – filosofinis klausimas, bet tikrai galime teigti, kad kai kuri radijo dvasios dalis tokiuose režimuose tikrai prarandama.
FT8 / FT4
Norėdami iššifruoti šių tipų signalus, turite įdiegti programą . Signalai perduodama naudojant 8 dažnių moduliaciją su tik 6.25 Hz poslinkiu, kad signalas užimtų tik 50 Hz dažnių juostos plotį. Duomenys FT8 yra perduodami „paketais“, trunkančiais apie 14 sekundžių, todėl tikslus kompiuterio laiko sinchronizavimas yra gana svarbus. Priėmimas beveik visiškai automatizuotas – programa atkoduoja šaukinį ir signalo stiprumą.
Naujoje protokolo versijoje , kuris pasirodė neseniai kitą dieną, paketo trukmė sumažinama iki 5 s, naudojama 4 tonų moduliacija, kai perdavimo greitis yra 23 bodai. Užimtas signalo pralaidumas yra maždaug 90 Hz.
WSPR
WSPR yra protokolas, specialiai sukurtas priimti ir perduoti silpnus signalus. Tai signalas, perduodamas tik 1.4648 bodo greičiu (taip, šiek tiek daugiau nei 1 bitą per sekundę). Perdavimui naudojama dažnio moduliacija (4-FSK), kurios dažnių atstumas yra 1.4648 Hz, todėl signalo dažnių juostos plotis yra tik 6 Hz. Perduotas duomenų paketas yra 50 bitų dydžio, prie jo taip pat pridedami klaidų taisymo bitai (nerekursinis konvoliucijos kodas, apribojimo ilgis K=32, greitis=1/2), todėl bendras paketo dydis yra 162 bitai. Šie 162 bitai perduodami maždaug per 2 minutes (kas dar skųsis lėtu internetu? :).
Visa tai leidžia perduoti duomenis praktiškai žemiau triukšmo lygio, su beveik fantastiškais rezultatais – pavyzdžiui, 100 mW signalas iš mikroprocesoriaus kojos, vidinės kilpinės antenos pagalba buvo galima perduoti signalą per 1000 km.
WSPR veikia visiškai automatiškai ir nereikalauja operatoriaus dalyvavimo. Pakanka palikti programą veikiančią, o po kurio laiko galima pamatyti operacijų žurnalą. Duomenis taip pat galima siųsti į svetainę , kuriuo patogu įvertinti antenos perdavimą ar kokybę – galite perduoti signalą ir iškart internete matyti, kur jis buvo priimtas.
Beje, prie WSPR priėmimo gali prisijungti bet kas, net ir be mėgėjiško radijo šaukinio (priėmimui jis nereikalingas) – užtenka imtuvo ir WSPR programos, o visa tai gali veikti net autonomiškai ant Raspberry Pi (žinoma , norint siųsti duomenis iš kitų internetu, reikia tikro imtuvo – imtuvai neturi prasmės). Sistema įdomi tiek moksliniu požiūriu, tiek eksperimentams su įranga ir antenomis. Deja, kaip matyti iš žemiau esančio paveikslėlio, pagal priėmimo stočių tankumą Rusija nėra toli nuo Sudano, Egipto ar Nigerijos, todėl nauji dalyviai visada praverčia – galima būti pirmam, ir su vienu imtuvu galite „aprėpti“ tūkstančio km plotą.
Labai įdomus ir gana sudėtingas yra WSPR perdavimas aukštesniais nei 1 GHz dažniais – imtuvo ir siųstuvo dažnio stabilumas čia yra labai svarbus.
Čia ir baigsiu apžvalgą, nors, žinoma, ne viskas surašyta, tik populiariausi.
išvada
Jei kas nors taip pat norėjo išbandyti savo jėgas, tai nėra taip sunku. Norėdami priimti signalus, galite naudoti klasikinį (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X ir kt.) arba SDR imtuvą (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Tada tiesiog įdiekite programas, kaip parodyta aukščiau, ir galėsite patys studijuoti radiją. Išleidimo kaina yra 100–200 USD, priklausomai nuo imtuvo modelio. Taip pat galite naudotis internetiniais imtuvais ir visiškai nieko nepirkti, nors tai vis tiek nėra taip įdomu.
Norintys taip pat perduoti, turės įsigyti siųstuvą-imtuvą su antena ir įsigyti radijo mėgėjų licenciją. Siųstuvo-imtuvo kaina yra maždaug tokia pati, kaip ir iPhone, todėl, norint, jis yra gana prieinamas. Taip pat reikės išlaikyti paprastą egzaminą, o maždaug po mėnesio galėsite pilnai dirbti eteryje. Žinoma, tai nėra lengva – teks išstudijuoti antenų tipus, sugalvoti montavimo būdą, suprasti spinduliavimo dažnius ir tipus. Nors žodis „reikės“ čia tikriausiai netinka, nes todėl tai hobis, kažkas, kas daroma savo malonumui, o ne per prievartą.
Beje, skaitmeninį ryšį dabar gali išbandyti bet kas. Norėdami tai padaryti, tiesiog įdiekite „MultiPSK“ programą ir galėsite tiesiogiai bendrauti per garso plokštę ir mikrofoną iš vieno kompiuterio į kitą naudodami bet kokį dominantį ryšį.
Linksmų eksperimentų visiems. Galbūt kuris nors iš skaitytojų sukurs naują skaitmeninį komunikacijos tipą, kurio apžvalgą mielai įtrauksiu į šį tekstą 😉
Šaltinis: www.habr.com