你在收音机里听到什么? 我们接收并解码最有趣的信号

你好哈布尔。

现在已经是21世纪了,似乎数据甚至可以以高清质量传输到火星。 然而,仍然有许多有趣的设备在无线电上运行,并且可以听到许多有趣的信号。

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当然,考虑所有这些是不现实的;让我们尝试选择最有趣的,那些可以使用计算机独立接收和解码的。 为了接收信号,我们将使用荷兰在线接收器 网络SDR、MultiPSK解码器和虚拟音频电缆程序。

为了方便考虑,我们将以递增的频率来呈现信号。 我不会考虑广播电台,它很无聊而且平庸;任何人都可以自己收听中国广播电台的AM。 我们将继续讨论更有趣的信号。

精确的时间信号

德国 DCF77.5 电台发射频率为 77 KHz(长波范围)的精确时间信号。 已经在他们身上了 单独的文章,所以我们只能简单重复一下,这是一个结构上简单的调幅信号——“1”和“0”用不同的时长进行编码,结果一分钟就收到了一个58位的编码。
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130-140KHz - 电网遥测

在这些频率下,根据 无线电扫描仪网站,传输德国电网的控制信号。
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信号相当强,据评论,即使在澳大利亚也能收到。 如果您按照屏幕截图中所示设置参数,则可以在 MultiPSK 中对其进行解码。
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输出端我们会收到数据包,当然它们的结构是未知的;有兴趣的可以闲暇时进行实验和分析。 从技术上讲,信号本身非常简单,该方法称为 FSK(频移键控),包括通过改变传输频率形成比特序列。 相同的信号,以频谱的形式 - 甚至可以手动计算比特数。
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天气电传打字机

在上面的频谱中,非常接近,频率为 147 kHz,可以看到另一个信号。 这是一个(也是德国)DWD (Deutscher Wetterdienst) 站,为船舶提供天气预报。 除此频率外,信号还在 11039 和 14467 KHz 上传输。

解码结果如截图所示。
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电传打字机的编码原理是一样的,FSK,这里感兴趣的是文本编码。 它是5位的,使用 博多码,已有近100年的历史。
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打孔纸带上似乎也使用了类似的代码,但气象电传打字机自 60 世纪 XNUMX 年代以来就已在某个地方发送,正如您所看到的,它们仍然有效。 当然,在真正的船上,信号不是使用计算机解码的 - 有特殊的接收器记录信号并将其显示在屏幕上。
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一般来说,即使有了卫星通信和互联网,以这种方式传输数据仍然是一种简单、可靠和廉价的手段。 当然,可以假设有一天这些系统将成为历史,并将被完全数字化的服务所取代。 所以那些希望接收这样信号的人不应该延迟太多。

气象传真

另一个具有几乎同样悠久历史的遗留信号。 在此信号中,图像被传输到 模拟形式 在每分钟 120 行的速度下(还有其他值,例如 60 或 240 LPM),使用频率调制对亮度进行编码——每个图像点的亮度与频率的变化成正比。 这样一个简单的方案使得在很少有人听说过“数字信号”的那个时代传输图像成为可能。

在欧洲部分流行且接收方便的是前面提到的德国电台 DWD (Deutche Wetterdienst),以 3855、7880 和 13882 KHz 频率传输消息。 另一个易于接收传真的组织是英国联合业务气象和海洋学中心,它们以 2618、4610、6834、8040、11086、12390 和 18261 KHz 频率发送信号。

要接收HF Fax信号,需要使用USB接收器模式,可以使用MultiPSK进行解码。 通过websdr接收器接收结果如图所示:
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这张照片是在写文字的时候拍的。 顺便说一句,可以看到垂直线已经移动 - 协议是模拟的,同步精度在这里至关重要,即使很小的音频延迟也会导致图像移位。 当使用“真实”接收器时,不会发生这种效应。

当然,就像气象电传打字机一样,船上没有人使用计算机解码传真 - 有专门的接收器(文章开头的示例图片)自动完成所有工作。

STANAG 4285

现在让我们考虑一个更现代的短波数据传输标准 - Stanag 4285 调制解调器。这种格式是为北约开发的,并且存在各种版本。 它基于相位调制,信号参数可以变化,从表中可以看出,速度范围可以从75到2400 bit/s。 这看起来可能不多,但考虑到传输介质——短波,以及它们的衰落和干扰,这是一个相当不错的结果。
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MultiPSK程序可以解码STANAG,但在95%的情况下,解码的结果将只是“垃圾”——格式本身仅提供低级按位协议,并且数据本身可以被加密或具有某种自己的格式。 不过,有些信号是可以解码的,例如下面以 8453 KHz 频率录制的信号。 我无法通过websdr接收器解码任何信号;显然,在线传输仍然违反了数据结构。 有兴趣的人可以使用链接从真实接收者下载文件 cloud.mail.ru/public/JRZs/gH581X71s。 MultiPSK解码结果如下图所示。 正如你所看到的,这次录制的速度是600bps,显然是一个文本文件作为内容传输。
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有趣的是,正如你在全景图中看到的那样,空中实际上有很多这样的信号:
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当然,并非所有协议都属于 STANAG - 还有其他基于类似原理的协议。 例如,我们可以对信号进行分析 泰雷兹高频调制解调器.

与讨论的其他信号一样,使用专用设备进行实际接收和传输。 例如,对于照片中所示的调制解调器 NSG 数据通信 4539 规定的速度为 75 至 9600bps,信号带宽为 3KHz。
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当然,9600的速度不是很令人印象深刻,但考虑到信号甚至可以从丛林或海洋中的船只传输,并且无需向电信运营商支付任何流量费用,这还算不错。

对了,我们再仔细看看上面的全景图。 在左边我们看到......没错,古老的摩尔斯电码。 那么,让我们继续讨论下一个信号。

摩尔斯电码 (CW)

在 8423 KHz 的频率下,我们准确地听到了这一点。 聆听莫尔斯电码的艺术现在几乎失传了,因此我们将使用 MultiPSK(但是,它的解码效果一般,CW Skimmer 程序做得更好)。
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正如您所看到的,如果您相信,则会传输重复的文本 DE SVO 无线电扫描仪网站,车站位于希腊。

当然,这样的信号很少而且间隔很远,但它们仍然存在。 作为一个例子,我们可以引用一个在 4331 KHz 上长期运行的电台,传输重复信号“VVV DE E4X4XZ”。 正如谷歌所说,该站属于以色列海军。 这个频率上还有其他东西在传输吗? 答案不得而知,有兴趣的可以自己听一听。

蜂鸣器 (UVB-76)

我们的热门游行以可能是最著名的信号结束——在俄罗斯和国外都很有名,频率为 4625 KHz 的信号。
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该信号用于通知部队,由重复的蜂鸣声组成,在蜂鸣声之间有时会传输键盘上的代码短语(抽象词,如“CROLIST”或“BRAMIRKA”)。 一些人写道,他们在军事登记和征兵办公室看到了这样的接收器,另一些人则说这是“死手”系统的一部分,总的来说,该信号是跟踪者、阴谋论、冷战等爱好者的圣地。 有兴趣的人可以在搜索中输入“UVB-76”,我相信晚上的阅读一定会很有趣(但是,您不应该认真对待所写的所有内容)。 同时,该系统也相当有趣,至少因为它自冷战以来仍然有效,尽管很难说现在是否有人需要它。

完成

这份清单还远未完成。 借助无线电接收器,您可以听到(或更确切地说看到)潜艇、超视距雷达、快速变化的跳频信号等的通信信号。

例如,这是一张现在在 8 MHz 频率下拍摄的照片;在上面你可以数出至少 5 个不同类型的信号。
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它们是什么通常是未知的,至少不是所有内容都可以在开源中找到(尽管有诸如 www.sigidwiki.com/wiki/Signal_Identification_Guide и www.radioscanner.ru/base)。 无论从数学、编程和 DSP 的角度来看,还是简单地作为了解我们周围世界的新知识的一种方式,对此类信号的研究都非常有趣。

同样有趣的是,尽管互联网和通信得到了发展,但无线电不仅没有失势,甚至反之亦然——能够将数据直接从发送者传输到接收者,无需审查、流量控制和数据包跟踪,可能会再次变得相关(尽管我们希望仍然不会变得)......

来源: habr.com

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