Salut Habr.
În prima parte a articolului despre asta s-a povestit despre benzinării pe unde lungi și scurte. Separat, merită să vorbim despre posturile de radio amatori. În primul rând, acest lucru este, de asemenea, interesant, iar în al doilea rând, oricine se poate alătura acestui proces, atât la recepție, cât și la transmitere.
Ca și în primele părți, accentul va fi pus pe „digital” și modul în care funcționează procesarea semnalului. Vom folosi, de asemenea, un receptor online olandez pentru a primi și decoda semnale și programul MultiPSK.
Pentru cei care sunt interesați de modul în care funcționează, continuarea este sub tăietură.
După ce s-a cunoscut cu mai bine de 100 de ani în urmă că era posibil să se comunice cu întreaga lume pe unde scurte folosind un transmițător de literalmente două lămpi, nu numai corporațiile, ci și entuziaștii au devenit interesați de proces. În acei ani arăta așa , ei bine, radioul rămâne încă un hobby tehnic destul de interesant. Să încercăm să ne dăm seama ce tipuri de comunicații sunt disponibile radioamatorilor moderni.
Intervalele de frecvență
Undele radio sunt utilizate foarte activ de posturile de serviciu și de emisie, astfel încât radioamatorilor li se alocă anumite game de frecvență, astfel încât să nu interfereze cu altele. Există destul de multe dintre aceste intervale, de la unde ultralungi la 137 KHz la microunde la 1.3, 2.4, 5.6 sau 10 GHz (puteți vedea mai multe detalii). ). În general, toată lumea poate alege, în funcție de interese și dotări tehnice.
Din punct de vedere al ușurinței recepției, cele mai accesibile frecvențe sunt cu lungimi de undă de 80-20m:
- Interval de 3,5 MHz (80 m): 3500-3800 kHz.
- Interval de 7 MHz (40 m): 7000-7200 kHz.
- Interval de 10 MHz (30 m): 10100-10140 kHz.
- Interval de 14 MHz (20 m): 14000-14350 kHz.
Puteți să vă conectați la ele folosind cele de mai sus , și de la cel personal, dacă poate primi în modul bandă laterală (LSB, USB, SSB).
Acum că totul este gata, să vedem ce poate fi acceptat acolo.
Comunicare vocală și cod Morse
Dacă te uiți la întreaga bandă de radio amatori prin websdr, poți vedea cu ușurință semnalele codului Morse. Practic nu mai rămâne în serviciul comunicațiilor radio, dar unii pasionați de radio îl folosesc activ.
Anterior, pentru a obține un indicativ de apel trebuia chiar să treacă un examen la recepția semnalelor Morse, acum acesta pare să fie lăsat doar pentru prima, cea mai înaltă, categorie (se deosebesc în principal, doar în puterea maximă admisă). Vom decoda semnalele CW folosind CW Skimmer și Virtual Audio Card.
Radioamatorii, pentru a reduce lungimea mesajului, folosesc un cod scurtat (), în special, linia CQ DE DF7FF înseamnă un apel general către toate posturile de la radioamatorul DF7FF. Fiecare radioamator are propriul indicativ de apel, al cărui prefix este format din , acest lucru este destul de convenabil pentru că Este imediat clar de unde transmite postul. În cazul nostru, indicativul de apel DF7FF aparține unui radioamator din Germania.
În ceea ce privește comunicarea vocală, nu există dificultăți cu ea; cei care doresc pot asculta singuri pe websdr. Pe vremuri, în timpul URSS, nu toți radioamatorii aveau dreptul să conducă comunicații radio cu străinii; acum nu există astfel de restricții, iar raza și calitatea comunicației depind doar de calitatea antenelor, echipamentului și răbdarea operator. Pentru cei interesați, puteți citi mai multe pe site-urile și forumurile de radio amatori (cqham, qrz), dar vom trece la semnalele digitale.
Din păcate, pentru mulți radioamatori, lucrul digital înseamnă doar conectarea unei plăci de sunet a computerului la un program de decodor; puțini oameni se adâncesc în complexitatea modului în care funcționează. Chiar și mai puțini își desfășoară propriile experimente cu procesarea semnalului digital și diferite tipuri de comunicații. În ciuda acestui fapt, în ultimii 10-15 ani au apărut destul de multe protocoale digitale, dintre care unele sunt interesante de luat în considerare.
RTTY
Un tip de comunicare destul de vechi care folosește modularea în frecvență. Metoda în sine se numește FSK (Frequency Shift Keying) și constă în formarea unei secvențe de biți prin schimbarea frecvenței de transmisie.
Datele sunt codificate prin comutarea rapidă între două frecvențe F0 și F1. Diferența dF = F1 - F0 se numește spațiere de frecvență și poate fi egală, de exemplu, cu 85, 170 sau 452 Hz. Al doilea parametru este viteza de transmisie, care poate fi, de asemenea, diferită și poate fi, de exemplu, 45, 50 sau 75 de biți pe secundă. Deoarece Avem două frecvențe, apoi trebuie să decidem care va fi „superioară” și care va fi „inferioară”, acest parametru se numește de obicei „inversie”. Aceste trei valori (viteza, spațierea și inversarea) determină complet parametrii transmisiei RTTY. Puteți găsi aceste setări în aproape orice program de decodare, iar selectând acești parametri chiar „prin ochi”, puteți decoda majoritatea acestor semnale.
Pe vremuri, comunicațiile RTTY erau mai populare, dar acum, când am fost la websdr, nu am auzit niciun semnal, așa că este greu să dau un exemplu de decodare. Cei care doresc pot asculta singuri pe 7.045 sau 14.080 MHz; mai multe detalii despre teletip au fost scrise in articol.
PSK31/63
Un alt tip de comunicare este modularea de fază, . Nu frecvența se schimbă aici, ci faza; pe grafic arată cam așa:
Codificarea biților a semnalului constă în schimbarea fazei cu 180 de grade, iar semnalul în sine este de fapt o undă sinusoidală pură - aceasta oferă o gamă bună de transmisie cu putere de transmisie minimă. Schimbarea de fază este greu de văzut în captură de ecran; se poate vedea dacă măriți și suprapuneți un fragment peste altul.
Codificarea în sine este relativ simplă - în BPSK31, semnalele sunt transmise la o viteză de 31.25 baud, o schimbare de fază este codificată „0”, nicio schimbare de fază nu este codificată „1”. Codificarea caracterelor poate fi găsită pe Wikipedia.
Vizual pe spectru, semnalul BPSK este vizibil ca o linie îngustă, iar auditiv este auzit ca un ton destul de pur (ceea ce în principiu este). Puteți auzi semnale BPSK, de exemplu, pe 7080 sau 14070 MHz și le puteți decoda în MultiPSK.
Este interesant de remarcat faptul că atât în BPSK, cât și în RTTY, „luminozitatea” liniei poate fi folosită pentru a evalua puterea semnalului și calitatea recepției - dacă o parte a mesajului dispare, atunci va fi „gunoaie” în acest loc al mesajului, dar sensul general al mesajului rămâne adesea același de înțeles. Operatorul poate alege pe ce semnal să se concentreze pentru a-l decoda. Căutarea semnalelor noi și slabe de la corespondenții îndepărtați este destul de interesantă în sine; de asemenea, atunci când comunicați (cum puteți vedea în imaginea de mai sus), puteți utiliza text liber și puteți conduce un dialog „în direct”. În schimb, următoarele protocoale sunt mult mai automatizate, necesitând puțină sau deloc intervenție umană. Dacă acest lucru este bun sau rău este o întrebare filozofică, dar putem spune cu siguranță că o parte din spiritul radioamatorilor se pierde cu siguranță în astfel de moduri.
FT8/FT4
Pentru a decoda următorul tip de semnale trebuie să instalați programul . Semnale transmis folosind modulația de frecvență a 8 frecvențe cu o deplasare de numai 6.25 Hz, astfel încât semnalul să ocupe o lățime de bandă de numai 50 Hz. Datele din FT8 sunt transferate în „pachete” cu o durată de aproximativ 14 secunde, deci sincronizarea precisă a orei computerului este destul de importantă. Recepția este aproape complet automatizată - programul decodifică indicativul de apel și puterea semnalului.
În noua versiune a protocolului , care a apărut recent zilele trecute, durata pachetului este redusă la 5s, modulația în 4 tonuri este folosită la o viteză de transmisie de 23 baud. Lățimea de bandă a semnalului ocupată este de aproximativ 90 Hz.
WSPR
WSPR este un protocol special conceput pentru a primi și transmite semnale slabe. Acesta este un semnal transmis la o viteză de numai 1.4648 baud (da, puțin peste 1 bit pe secundă). Transmisia utilizează modulația de frecvență (4-FSK) cu o distanță de frecvență de 1.4648 Hz, astfel încât lățimea de bandă a semnalului este de numai 6 Hz. Pachetul de date transmis are o dimensiune de 50 de biți, i se adaugă și biți de corectare a erorilor (cod convoluțional nerecursiv, lungimea constrângerii K=32, rata=1/2), rezultând o dimensiune totală a pachetului de 162 de biți. Acești 162 de biți sunt transferați în aproximativ 2 minute (se va plânge cineva de internetul lent? :).
Toate acestea vă permit să transmiteți date practic sub nivelul de zgomot, cu rezultate aproape fantastice - de exemplu, un semnal de 100 mW de la un picior de microprocesor, cu ajutorul unei antene bucle de interior a fost posibilă transmiterea unui semnal peste 1000 km.
WSPR funcționează complet automat și nu necesită participarea operatorului. Este suficient să lăsați programul în funcțiune, iar după ceva timp puteți vedea jurnalul de operare. Datele pot fi trimise și către site , care este convenabil pentru a evalua transmisia sau calitatea unei antene - puteți transmite un semnal și puteți vedea imediat online unde a fost primit.
Apropo, oricine se poate alătura recepției WSPR, chiar și fără un indicativ de apel radio amator (nu este necesar pentru recepție) - sunt suficiente doar un receptor și programul WSPR și toate acestea pot funcționa chiar și autonom pe un Raspberry Pi (desigur , aveți nevoie de un receptor real pentru a trimite date de la alții online -receptorii nu au sens). Sistemul este interesant atât din punct de vedere științific, cât și pentru experimente cu echipamente și antene. Din păcate, după cum se poate observa din imaginea de mai jos, în ceea ce privește densitatea stațiilor de recepție, Rusia nu este departe de Sudan, Egipt sau Nigeria, așa că participanții noi sunt întotdeauna utili - este posibil să fii primul și cu un singur receptor puteți „acoperi” o zonă de o mie de km.
Foarte interesantă și destul de complexă este transmisia WSPR la frecvențe de peste 1 GHz - stabilitatea frecvenței receptorului și emițătorului este critică aici.
Aici voi termina recenzia, deși, bineînțeles, nu este listat totul, doar cel mai popular.
Concluzie
Dacă cineva a vrut să încerce și el, atunci nu este chiar atât de dificil. Pentru a primi semnale, puteți folosi fie un receptor clasic (Tecsun PL-880, Sangean ATS909X, etc.) fie un receptor SDR (SDRPlay RSP2, SDR Elad). Apoi, instalați doar programele așa cum se arată mai sus și puteți studia singur radioul. Prețul de emisiune este de 100-200 USD, în funcție de modelul de receptor. Puteți folosi, de asemenea, receptoare online și să nu cumpărați absolut nimic, deși acest lucru încă nu este atât de interesant.
Pentru cei care vor să transmită și ei, va trebui să achiziționeze un transceiver cu antenă și să obțină licență de radio amator. Prețul transceiver-ului este aproximativ același cu prețul unui iPhone, deci este destul de accesibil dacă se dorește. De asemenea, va trebui să treci un simplu examen și, în aproximativ o lună, vei putea lucra pe deplin în emisie. Desigur, acest lucru nu este ușor - va trebui să studiați tipurile de antene, să veniți cu o metodă de instalare și să înțelegeți frecvențele și tipurile de radiații. Deși cuvântul „va trebui să” este probabil nepotrivit aici, pentru că de aceea este un hobby, ceva făcut pentru distracție și nu sub constrângere.
Apropo, oricine poate încerca comunicațiile digitale chiar acum. Pentru a face acest lucru, trebuie doar să instalați programul MultiPSK și puteți comunica direct „prin aer” printr-o placă de sunet și microfon de la un computer la altul folosind orice tip de comunicare de interes.
Experimente fericite tuturor. Poate unul dintre cititori va crea un nou tip de comunicare digitală și voi include cu plăcere recenzia lui în acest text 😉
Sursa: www.habr.com