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mercoledì 27 novembre 2019

Decodifica del Digital Radio Mondiale

Da alcuni anni, nonostante il continuo declino delle trasmissioni commerciali in modulazione di ampiezza, si ascoltano in onde medie ed onde corte diverse trasmissioni digitali.

E' il caso, per esempio, della Voice of America o della WRMI da Miami che trasmettono in onda corta in MFSK, vedi il mio precedente post: Shortwave Radiogram.

Hanno più o meno tutte in comune una cosa: per la decodifica, e l'ascolto, hanno bisogno di un computer e di un apposito sofftware per la demodulazione.

E' questo il caso del Digital Radio Mondiale. Il mercato offre alcuni ricevitori in grado di decodificare questo modo, ma la loro diffusione è alquanto limitata, anche grazie alla disponibilità di web radio e musica in streaming.

Ma mentre per quest'ultime tecnologie, la web radio e lo streaming internet, si pagano come servizio, l'ascolto di musica da un seppur non proprio comune ricevitore radio rimane gratuito. Basti pensare alla Digital Radio DAB+ disponibile ormai su tutte le nuove autoradio.

Il sistema

La trasmissione avviene in Modulazione di Ampiezza in Quadratura (QAM), l'audio è codificato in MPEG4-AAC ed impiega la Coded Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (COFDM).

Fig. 1 - OFDM



Fig. 2 - Flusso COFDM

La banda passante utilizzata è quella di un normale canale radiofonico o appena superiore, 9 o 10 kHz; anche in presenza di interferenze è sempre possibile l'ascolto, grazie soprattutto alla forte correzione di errori Forward Error Correction (FEC).

Fig. 3 - Decodifica del segnale
Vengono trasmessi sino a quattro canali audio (trasmissione multilingue simultanea), fig. 3, ed è possibile inviare testo ed immagini contemporaneamente al parlato.

La compressione audio molto spinta, la particolare trasmissione dei dati e la larghezza di banda disponibile permettono un flusso anche superiore a 20 kb/s.

In figura 2 si vede una parte di trasmissione in AM a 7525 kHz ed il flusso di dati a 7550 kHz, corrispondente ad una trasmissione di All India Radio in due lingue.

L'audio è verosimilmente migliore rispetto alla tradizionale fonia in modulazione di ampiezza, ma deve avere sufficiente potenza per poter essere ascoltato correttamente. Le evanescenze si traducono in "buchi" che talvolta possono diventare fastidiosi, effetto che però viene compensato dal software di ascolto e dalla migliore qualità audio.

Fig.4 - Radio Romania Internazionale
Fig.5 - Decodifica con DReam


L'ascolto si fa in modo casalingo, interfacciando la media frequenza di un comune radio ricevitore mediante un apposito semplice circuito, alla scheda audio del proprio computer; si veda a proposito quanto spiega Ivo I6IBE sul suo sito; si procede quindi alla demodulazione con software come DReam o Sodira.

Per ulteriori informazioni consultate lo standard europeo ETSI ES 201 980.

Il setup per l'ascolto

La mia stazione radio è già predisposta per operare in modi digitali, per questo ho due ricetrasmettitori e due ricevitori dedicati collegati alle rispettive interfaccie.

Ma per questa esperienza di ascolto ho usato il pan-adapter realizzato per il Kenwood TS-850: essendo già connesso alla seconda media frequenza del transceiver, esso mette a disposizione 48 kHz di banda per l'ascolto.

Per la sintonia uso HDSDR, configurato per gestire sia il Kenwood che il programma CAT, che in questo caso è DReam direttamente.

L'accoppiamento audio viene fatto digitalmente con un Virtual Audio Cable. Ovviamente non è questo l'audio da ascoltare, l'altoparlante del computer va collegato all'uscita decodificata di DReam.

La sintonia non è difficoltosa, raccomando comunque di far in modo di avere il massimo segnale RF disponibile (nel mio caso il preampli attivato sul TS-850) ed una ottima antenna.
Non mi resta che augurarvi buoni ascolti e buon divertimento!

73 de Andy IV3ONZ


Link utili e bibliografia:

mercoledì 23 gennaio 2019

Digital selective-calling

Un particolare ascolto della banda nautica


Il collegamento radio tra stazioni costiere e natanti avviene in modo automatico in onde corte per mezzo del Digital selective-calling.

E' parte integrante del sistema di comunicazione GMDSS, integra un riconoscimento automatico delle stazioni e convoglia informazioni di Distress, Safety, Routine o Urgency.

Si ascoltano su apposite bande di frequenza marittime, sono brevi messaggi in FSK nello standard SITOR B a 100 baud / 170 Hz di shift.

Le frequenze DSC in onde corte sono:

  • 2187.5 kHz
  • 4207.5 kHz
  • 6312.0 kHz
  • 8414.5 kHz
  • 12577.0 kHz
  • 16804.5 kHz

La sintonia va fatta regolando il VFO della radio 1 oppure 1.5 kHz USB più in basso, a seconda dei disturbi presenti sul canale.

I messaggi Distress contengono l'identificativo MMSI, un codice univoco di nove numeri; la posizione geografica; la eventuale richiesta di frequenza in fonia ed il tipo di chiamata. Questi messaggi avvengono tra nave e nave, costa e nave o nave e costa.

Generalmente avviene un collegamento tra due punti, con una chiamata ed una successiva risposta.

Dettagli tecnici

E' un sistema sincrono che adopera una serie di caratteri, 127 simboli, completati da un codice a correzione degli errori a 10 bit. Viene trasmesso in J2B con uno shift di 170 Hz ed un modulation rate di 100 bit/s (SITOR B).

L'ascolto

Per la decodifica utilizzo il software open source YADD di Dirk Claessens. E' un programma di facile utilizzo che va interfacciato alla radio per la decodifica dei segnali. Allo scopo, si possono usare le varie interfaccie descritte in questo blog senza problemi.


Non ha un controllo diretto del CAT delle radio, se non per i ricevitori Icom ed il Perseus; la frequenza va impostata quindi manualmente. Registra comunque ogni messaggio fornendo informazioni sia sulle navi che sulle stazioni costiere.

E' veramente interessante seguire il traffico radio marittimo, non solo per curiosità personale, ma anche per avere un'indicazione alternativa sulle condizioni di propagazione ionosferica.

73 de Andy IV3ONZ


Link utili e bibliografia:

  • M. Pierantoni, M. Vinassa de Regny, "Confidential radio secret 1", Sandit libri 2005
  • Recommendation ITU-R M.493-14, "Digital selective-calling system for use in the maritime mobile service", (09/2015)
  • DXLab suite
  • Dove scaricare YADD 

lunedì 1 ottobre 2018

FT-8

E' da circa un anno che ho scoperto questo modo. Iniziai dapprima con solo 5 watt, con l'FT817; grazie alla propagazione ancora discreta riuscii ad effettuare molti collegamenti interessanti.

Il modo FT-8

Inventato nel 2017 dal Premio Nobel Joe Taylor K1JT e Steven Franke K9AN, prende il nome dai suoi ideatori; è un sistema multitonale ad 8 toni FSK con un bit rate di 5,86 bit/s ed una correzione di errore FEC (Forward Error Correction).

Occupa appena 50 Hz di banda.

Essendo un modo lento ed a banda stretta, può essere decodificato sotto la soglia del rumore, vedi i miei post sul QRSS.

Nonostante riesca a demodulare segnali molto bassi, questo modo non nasce con l'intento di lavorare a bassa potenza, in QRP.

E' un modo per segnali deboli, non ha importanza se chi trasmette è QRP o QRO. Purchè si adoperi la potenza strettamente necessaria al collegamento. E questo è particolarmente utile nei periodi di bassa propagazione.

Ha avuto un successo esplosivo, praticamente tutti i modi digitali sono stati sostituiti da questa modulazione.

Come si usa

Ci sono diversi software in rete, ognuno usa quello che meglio gli aggrada. Io adopero l'originale WSJT-X, programma che permette oltre all'FT-8 anche altri modi, come il JT-9, il JT-65, l'MSK144, il WSPR ed altri.

Il QSO avviene a step di 15 secondi che devono essere precisi e ben sincronizzati con il corrispondente. L'orologio del PC deve essere quindi accuratamente regolato.

Nei 15 secondi (la trasmissione dura effettivamente circa 12 secondi e mezzo, più due second e mezzo di pausa) ci si scambia solo l'essenziale: nominativo, le prime quattro cifre del locatore, il rapporto ed i saluti.

In tutto meno di due minuti.

I collegamenti

Va detto che, oltre all'orologio del PC, anche il livello audio RX e TX vanno regolati correttamente.
Ho due versioni installate: una per Windows7© ed una per Linux

La prima opera in HF con lo Yaesu FT-600, con potenze sino a 50 W ed antenne filari.

La seconda versione è una stazione QRP e lavora con l'FT-817, con il quale ora opero quasi esclusivamente in 6 e 2 metri.

Quest'estate, con bassa propagazione HF, ho potuto sperimentare sia collegamenti via troposfera che via E-sporadico con tutta Europa, esclusivamente in QRP con 5 watt ed una collineare Hoxin MA-2000 tribanda (6, 2 metri e 70 cm).

Risultati

Sono a dir poco eccezionali. Con un occhio su PSKREPORTER, si ha subito un'idea di quello che si può fare; si ha una visione diretta della propagazione radio e si possono testare le possibilità delle proprie antenne.


73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:


venerdì 28 settembre 2018

SIM31

Interessante attività nel modo digitale SIM31, in banda 30 metri.

Incuriosito da un segnale iniziante con una sequenza in Morse e poi con una modulazione PSK, ho provato a demodularlo dapprima in PSK31 con Fldigi, senza ottenere un granchè se non una stringa contenente il testo "SIM31".

Il modo SIM31

SIM31 sta per SIM = S tructured I ntegrated M essage BPSK31.
Il programma è stato realizzato da Nizar Ben Rejeb 3V8MN; lavora usando le modalità BPSK31 e PSK63 con una modulazione DBPSK "Differential Binary Phase Shift Keying"; nel waterfall la forma del segnale è simile a quella del BPSK31; ha una codifica varicode ed una correzione di errore Forward Error Correction (FEC).

La prova

Scaricato il programma SIM31 dal sito di ON2VHF , dopo la solita configurazione ed aver giocato con i vari comandi, ho tentato il collegamento con SM7OYP. Solito setup: Yaesu FT-600, interfaccia home-made, antenna End Feed Half Wave per i 30 metri ed accordatore MFJ-945E.
Potenza 10 Watt.

Conclusioni

Il QSO è stato piacevole, nonostante sia controllato da macro; interessante l'assenza di caratteri strani dovuti ai disturbi.
Il software è di facile installazione e configurazione, lavora anche con il CAT e non ci sono problemi nell'adoperarlo.
Da tenere in considerazione specialmente ora che siamo in fase "calante" e quasi al minimo della propagazione!

73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

lunedì 23 maggio 2016

Automatic Packet Reporting System

L'Automatic Packet Reporting System è un sistema di comunicazioni veloci via radio packet inventato da Bob Bruninga, WB4APR (SK). Grazie al recente sviluppo di tecnologie e circuiti è ora, dopo più di vent'anni dalla sua introduzione, più che mai popolare.

Le applicazioni più comuni vanno dalla trasmissione della posizione, all'invio di dati meteorologici, alla disseminazione di bollettini e l'invio di brevi e-mail.

Le frequenze utilizzate in Europa sono:

  • 144.800 MHz a 1200 bit/s;

  • 432.500 MHz a 1200 bit/s.

L'APRS non è solo un sistema di posizionamento dei veicoli. un sistema tattico bidirezionale di comunicazioni digitali in tempo reale, tra tutte le stazioni presenti in un'area locale. Questo significa che, se sta accadendo qualche cosa ora, o c'è una qualche utile informazione di carattere generale da diffondere, questa può essere ricevuta e visualizzata per mezzo della propria radio.

Maggiori informazioni sulla tecnologia APRS la potete trovare sul sito di Bob.

APRS GLOBAL INTERNET SYSTEM

Sebbene l'APRS sia un sistema locale, i pacchetti vengono instradati in Internet dal sistema APRS-IS attraverso stazioni gateway, in modo da essere monitorato ovunque. Non solo viene registrata l'attività locale, ma anche la messaggistica punto-punto tra qualsiasi due utenti APRS in un qualsiasi posto del pianeta (purchè ci sia una infrastuttura APRS). Qualunque cosa passi da qui sarà disponibile a chiunque in internet.

Il paradigma n-N

Durante la conferenza nel novembre del 2008, venne discusso l'uso di TRACEn-n verso WIDEn-n e la IARU convenne che la Regione 1 debba adottare il Paradigma n-N.

Funziona così:

  • Alias WIDE1-1

Nella propria configurazione inserire WIDE1-1, lo scopo è di permettere la soppressione dei duplicati WIDEn-n.

  • SS(S)n-n

La rete APRS viene divisa in regioni. Questo può essere fatto mettendo al posto di SS(S) il Codice Paese ISO 3166-1 oppure il Codice di Suddivisione ISO 3166-2; per esempio, gli utenti con unproto APRS,ITA7-7 agirebbero solo all'interno dell'Italia oppure APRS,GO7-7 agirebbero solo all'interno della ex provincia di Gorizia.

Percorsi Unproto

Questi sono alcuni esempi di configurazione della propria stazione:

  • Home: APRS,WIDE2-2

  • Mobile: WIDE1-1,WIDE2-2

  • Area specifica: APRS,IT2-2

  • Configuring UIDIGI: UIFLOOD ⇒ ITA - UITRACE ⇒ WIDE

Suggerimenti per una impostazione corretta

  • Stazioni mobili: WIDE1-1,WIDE2-2

Le stazioni mobili dovrebbero trasmettere la propria posizione in funzione della loro configurazione. Tipicamente la temporizzazione dovrebbe essere di due minuti, con un massimo di 3-5 minuti. Dipende dall'uso che se ne fa.

  • Stazioni fisse: WIDE2-2

Le stazioni fisse dovrebbero trasmettere la propria posizione ogni 30 minuti. Le stazioni meteorologiche personali (PWS) possono trasmettere i propri dati ogni 15 minuti. Via APRSWXNET (Internet) viene richiesto un invio ogni 5 minuti, a partire dal primo minuto di ogni ora (1, 6, 11, ecc...).

Ulteriori informazioni le troverete sul sito di Bob oppure sul sito di M0CYP.