Што можете да слушнете на радио? Радио шунка

Здраво Хабр.

Во првиот дел од статијата за тоа што се слуша во етерот беше кажано за бензински пумпи на долги и кратки бранови. Одделно, вреди да се зборува за аматерски радио станици. Прво, ова е исто така интересно, и второ, секој може да се приклучи на овој процес, и примање и пренесување.

Како и во првите делови, акцентот ќе биде ставен на „дигиталната“ и како функционира обработката на сигналот. Ќе користиме и холандски онлајн приемник за примање и декодирање сигнали websdr и програмата MultiPSK.

За оние кои ги интересира како функционира, продолжението е под рез.

Откако пред повеќе од 100 години се дозна дека е можно да се комуницира со целиот свет на кратки бранови со помош на предавател од буквално две светилки, не само корпорациите, туку и ентузијастите се заинтересираа за процесот. Во тие години изгледаше вака приближно такаПа, радиото со шунка сè уште останува доста интересно техничко хоби. Ајде да се обидеме да откриеме какви видови комуникации се достапни за современите радио аматери.

Опсези на фреквенции

Радио брановите се многу активно користени од сервисни и емитувачки станици, така што на радио аматерите им се доделуваат одредени фреквентни опсези за да не се мешаат со другите. Има доста од овие опсези, од ултра долги бранови на 137 KHz до микробранови на 1.3, 2.4, 5.6 или 10 GHz (можете да видите повеќе детали тука). Во принцип, секој може да избере, во зависност од интересите и техничката опрема.

Од гледна точка на леснотијата на прием, најпристапни фреквенции се со бранови должини од 80-20 m:
- Опсег од 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Опсег од 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Опсег од 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Опсег од 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Можете да се вклучите со нив користејќи го горенаведеното онлајн приемник, и од вашата лична, ако може да прима во режим на странична лента (LSB, USB, SSB).

Сега кога сè е подготвено, да видиме што може да се прифати таму.

Гласовна комуникација и Морзеова шифра

Ако го погледнете целиот радиоаматерски опсег преку websdr, лесно можете да ги видите сигналите со Морзеовиот код. Практично повеќе не останува во сервисни радио комуникации, но некои радио ентузијасти активно го користат.


Претходно, за да се добие знак за повик, дури требаше да положите испит за примање сигнали Морзеови, сега се чини дека ова е оставено само за првата, највисока, категорија (тие се разликуваат главно, само во максималната дозволена моќност). Ќе ги декодираме CW сигналите користејќи CW Skimmer и виртуелна аудио картичка.

Радио аматери, за да ја намалите должината на пораката, користете скратен код (Q код), особено, линијата CQ DE DF7FF значи општ повик до сите станици од радиоаматерскиот DF7FF. Секој радио аматер има свој знак за повикување, чиј префикс е формиран од код на држава, ова е доста погодно бидејќи Веднаш е јасно од каде се емитува станицата. Во нашиот случај, повикот DF7FF му припаѓа на радио аматер од Германија.

Што се однесува до говорната комуникација, нема потешкотии со неа, оние што сакаат можат сами да слушаат на websdr. Некогаш за време на СССР, не сите радио аматери имаа право да водат радио комуникација со странци; сега нема такви ограничувања, а опсегот и квалитетот на комуникацијата зависи само од квалитетот на антените, опремата и трпението на оператор. За оние кои се заинтересирани, можете да прочитате повеќе на сајтови и форуми за радио аматери (cqham, qrz), но ние ќе преминеме на дигитални сигнали.

За жал, за многу радио аматери, дигиталната работа е едноставно поврзување на компјутерска звучна картичка со програма за декодер; малку луѓе истражуваат во сложеноста на тоа како функционира. Уште помалку спроведуваат свои експерименти со дигитална обработка на сигнали и различни видови на комуникации. И покрај ова, во текот на изминатите 10-15 години се појавија доста дигитални протоколи, од кои некои се интересни да се разгледаат.

RTTY

Прилично стар тип на комуникација што користи фреквентна модулација. Самиот метод се нарекува FSK (Frequency Shift Keying) и се состои од формирање на бит секвенца со промена на фреквенцијата на пренос.

Податоците се кодираат со брзо префрлување помеѓу две фреквенции F0 и F1. Разликата dF = F1 - F0 се нарекува фреквентно растојание и може да биде еднаква на, на пример, 85, 170 или 452 Hz. Вториот параметар е брзината на пренос, која исто така може да биде различна и да биде, на пример, 45, 50 или 75 бита во секунда. Бидејќи Имаме две фреквенции, тогаш треба да одлучиме која ќе биде „горна“ а која „пониска“, овој параметар обично се нарекува „инверзија“. Овие три вредности (брзина, растојание и инверзија) целосно ги одредуваат параметрите на RTTY преносот. Овие поставки можете да ги најдете во речиси секоја програма за декодирање, а со избирање на овие параметри дури и „со око“, можете да ги декодирате повеќето од овие сигнали.

Некогаш RTTY комуникациите беа попопуларни, но сега кога отидов на websdr не слушнав ниту еден сигнал, па тешко е да се даде пример за декодирање. Оние кои сакаат можат сами да слушаат на 7.045 или 14.080 MHz; повеќе детали за телетипот се напишани во првиот дел статии.

PSK31/63

Друг тип на комуникација е фазна модулација, Клучење за промена на фазата. Тука не се менува фреквенцијата, туку фазата; на графиконот изгледа вака:


Битното кодирање на сигналот се состои од менување на фазата за 180 степени, а самиот сигнал е всушност чист синусен бран - ова обезбедува добар опсег на пренос со минимална пренесена моќност. Фазното поместување е тешко да се види на сликата од екранот; може да се види ако зголемите и наметнете еден фрагмент на друг.


Самото кодирање е релативно едноставно - во BPSK31, сигналите се пренесуваат со брзина од 31.25 бауд, промената на фазата е шифрирана со „0“, ниту една фаза не е означена со „1“. Кодирањето на знаци може да се најде на Википедија.

Визуелно на спектарот, BPSK сигналот е видлив како тесна линија, а звучно се слуша како прилично чист тон (што во принцип е така). Можете да слушате BPSK сигнали, на пример, на 7080 или 14070 MHz и можете да ги декодирате во MultiPSK.

Интересно е да се забележи дека и во BPSK и во RTTY, „осветленоста“ на линијата може да се користи за да се процени јачината на сигналот и квалитетот на приемот - ако некој дел од пораката исчезне, тогаш ќе има „ѓубре“. на ова место на пораката, но целокупното значење на пораката често останува исто разбирливо. Операторот може да избере на кој сигнал да се фокусира за да го декодира. Пребарувањето за нови и слаби сигнали од далечни дописници е само по себе доста интересно; исто така кога комуницирате (како што можете да видите на сликата погоре), можете да користите слободен текст и да водите дијалог „во живо“. Спротивно на тоа, следните протоколи се многу поавтоматизирани и бараат мала или никаква човечка интервенција. Дали ова е добро или лошо е филозофско прашање, но дефинитивно можеме да кажеме дека некој дел од радио духот со шунка е дефинитивно изгубен во такви режими.

FT8/FT4

За да го декодирате следниот тип на сигнали, треба да ја инсталирате програмата WSJT. Сигнали FT8 се пренесува со помош на фреквентна модулација од 8 фреквенции со поместување од само 6.25 Hz, така што сигналот зафаќа пропусен опсег од само 50 Hz. Податоците во FT8 се пренесуваат во „пакети“ кои траат околу 14 секунди, така што точната синхронизација на времето на компјутерот е доста важна. Приемот е речиси целосно автоматизиран - програмата го декодира знакот за повици и јачината на сигналот.

Во новата верзија на протоколот FT4, кој се појави неодамна пред некој ден, времетраењето на пакетот е намалено на 5 секунди, се користи 4-тонска модулација со брзина на пренос од 23 бауд. Зафатениот пропусен опсег на сигналот е приближно 90 Hz.

WSPR

WSPR е протокол специјално дизајниран да прима и пренесува слаби сигнали. Ова е сигнал кој се пренесува со брзина од само 1.4648 бауд (да, нешто повеќе од 1 бит во секунда). Преносот користи фреквентна модулација (4-FSK) со фреквентно растојание од 1.4648Hz, така што пропусниот опсег на сигналот е само 6Hz. Пренесениот податочен пакет има големина од 50 бита, на него се додаваат и битови за корекција на грешки (нерекурзивен конволутивен код, должина на ограничување K=32, стапка=1/2), што резултира со вкупна големина на пакетот од 162 бита. Овие 162 бити се префрлаат за околу 2 минути (некој друг ќе се жали на бавниот интернет? :).

Сето ова ви овозможува да пренесувате податоци виртуелно под нивото на бучава, со речиси фантастични резултати - на пример, сигнал од 100 mW од ногата на микропроцесорот, со помош на внатрешна јамка антена беше можно да се пренесе сигнал над 1000 km.

WSPR работи целосно автоматски и не бара учество на операторот. Доволно е да ја оставите програмата да работи, а по некое време можете да го видите дневникот за работа. Податоците може да се испратат и на страницата wsprnet.org, што е погодно за проценка на преносот или квалитетот на антената - можете да пренесете сигнал и веднаш да видите на интернет каде е примен.

Патем, секој може да се приклучи на приемот на WSPR, дури и без знак за повици за радио аматерски (не е потребен за прием) - доволно е само ресивер и програмата WSPR, а сето тоа може дури и да работи автономно на Raspberry Pi (се разбира , потребен ви е вистински приемник за да испраќате податоци од други онлајн -приемниците немаат смисла). Системот е интересен и од научна гледна точка и за експерименти со опрема и антени. За жал, како што може да се види од сликата подолу, во однос на густината на приемните станици, Русија не е далеку од Судан, Египет или Нигерија, така што новите учесници се секогаш корисни - можно е да се биде прв, и со еден приемник можете да „покриете“ површина од илјада км.

Многу интересно и доста сложено е WSPR преносот на фреквенции над 1 GHz - фреквентната стабилност на приемникот и предавателот е критична овде.

Овде ќе го завршам прегледот, иако, се разбира, не е сè наведено, само најпопуларното.

Заклучок

Ако некој сакаше да ја проба и својата рака, тогаш не е толку тешко. За да примате сигнали, можете да користите или класичен (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, итн.) или SDR приемник (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Следно, само инсталирајте ги програмите како што е прикажано погоре, и можете сами да го проучувате радиото. Цената на издавањето е 100-200 долари во зависност од моделот на ресиверот. Можете исто така да користите онлајн приемници и да не купувате ништо, иако ова сè уште не е толку интересно.

За оние кои сакаат и да пренесуваат, ќе мора да купат примопредавател со антена и да добијат лиценца за радио аматер. Цената на трансиверот е приближно иста како и цената на iPhone, така што е доста прифатлива по желба. Ќе треба да положите и едноставен испит, а за околу еден месец ќе можете целосно да работите во етерот. Се разбира, ова не е лесно - ќе мора да ги проучите типовите на антени, да смислите метод за инсталација и да ги разберете фреквенциите и видовите на зрачење. Иако зборот „ќе мора“ е веројатно несоодветен овде, затоа што тоа е хоби, нешто што се прави за забава, а не под принуда.

Патем, секој може да проба дигитални комуникации токму сега. За да го направите ова, само инсталирајте ја програмата MultiPSK и преку звучна картичка и микрофон можете да комуницирате директно „преку воздух“ од еден компјутер на друг користејќи секаков вид комуникација од интерес.

Среќни експерименти на сите. Можеби некој од читателите ќе создаде нов дигитален тип на комуникација и со задоволство ќе го вклучам неговиот преглед во овој текст 😉

Извор: www.habr.com