WSPR от чайника для чайников

Обновление:

• 06/05/2019 — Видео с демонстрацией работы с WSPR в преддверии Дня Радио

Впервые о WSPR (передача цифрового сигнала в любительской радиосвязи с использованием маломощных передатчиков) я узнал из этой статьи (иногда её буду цитировать). Меня заинтересовал данный вид связи и я вкратце расскажу как разбирался и осваивал его программное обеспечение (ПО).

Суть в следующем: это очень медленный вид цифровой связи (время приема данных до 2-х минут) на низких уровнях мощности (до 5 Вт), что позволяет даже в условиях сильной зашумленности проводить связи на максимальные расстояния, передавая только свой позывной, мощность передатчика и квадрат от куда идет передача. Для работы используются частоты от 136 кГц до 1200 мГц в модуляции USB.

В первой же моей попытке послушать эфир с использованием антенны City-Windom CW80100 и Yaesu FT-847, я принял одного корреспондента из Японии, а второго из Австралии на 40 метрах, а из Европы на 20 метрах, народу было навалом :-), видимо там это популярная тема.

В начале, я решил вникнуть во всё в режиме приемника, посмотреть кого «услышу», разобраться с ПО и его настройками, ну а потом и сам выйду в эфир.

WSPR сигналы можно получать имея приемник с возможностью приема однополосной модуляции. В моем случае, для приема использовался трансивер Yaesu FT-847. Соединил выход трансивера на наушники с линейным входом звуковой карты и приступил к установке и настройке ПО.

Для сопряжения радиостанции с компьютером использовалось данное устройство:

Модуль развязки и USB-COM

Шлейф под FT-817

Подробнее про данное устройство можно почитать в статьях: «Сопряжение радиостанции с компьютером» и «Собираем интерфейс сопряжения радиостанции с компьютером» .

Сперва я решил использовать стандартную программу для работы с WSPR, но в дальнейшем, остановился на более функциональном варианте программы  — WSJT-X. В ней реализована поддержка различным протоколов, не только WSPR, но и JT4, JT9, JT65, QRA64, ISCAT, MSK144 (подробнее читаем в документации) и её пользовательский интерфейс мне показался более удобным.

Со скачиванием и установкой WSJT-X проблем не было, но без сложностей не обошлось. В настройках было все просто, но я не сразу понял суть всего процесса. Двух минутные интервалы, казалось бы внешнее незаметное наличие сигнала, хотя цифровых сигналов было много, да и то, что установить надо USB дошло тоже не сразу.

Первое, что необходимо, это точно синхронизировать время вашего компьютера с мировым. В настройках даты и времени в Windows на закладке «Время по Интернету» есть возможность синхронизации (обычно Windows автоматически синхронизирует время, но лучше проверить). Это необходимо для того чтобы двух минутные циклы приема-передачи были синхронны у всех корреспондентов во всех точках земли.

Выглядит это так: в 10:06:00 стартует двух минутный цикл приема, записываются все корреспонденты которые в данные момент в эфире, в последние секунды идет процесс декодирования и в списке отображаются данные операторов, прием которых прошел успешно.

Но что бы все это заработало правильно нужно немного настроить программу.

А вот и ответ насчет придуманного позывного, это явно не официальный позывной :).  В этот раз я уже и сам выходил на передачу , как и планировал.

На скрине этой карты видна строчка «Heard by:» в ней перечислены позывные людей которые приняли мой сигнал с поля, я использовал FT-817 запитанную от аккумулятора c  антенной OPEC HVT-400B  на 20 метрах.

Карта связей, пока шла настройка программы:

В настройках, как я и говорил, необходимо указать местоположение «квадрат» (узнать его можно на сайте https://www.qrz.com/gridmapper). Находим на карте своё местоположение и смотрим значение «Grid», его и нужно указать в настройках.

Если при настройке WSJT-X был установлен флажок “Upload  spots” и указан позывной, то на страничке http://wsprnet.org/drupal/wsprnet/map можно увидеть графическую карту приема.

Для приёма сигналов WSPR, можно обойтись и куском провода, нет необходимости в антенне City-Windom CW80100, я с успехом работал и на OPEC HVT-400B.

Вот несколько интересных карт приема:

• Статья: Сопряжение радиостанции с компьютером
• Статья: Собираем интерфейс сопряжения радиостанции с компьютером
• Статья: Немного о WSPR, или как далеко можно передать сигнал мощностью 1Вт?
• Страница проект WSPR: http://wsprnet.org
• Карта связей WSPR: http://wsprnet.org/drupal/wsprnet/map
• Страница программы WSPR: http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wspr.html
  • Описание WSPR: Русский | Английский
• Страница программы WSJT-X: http://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/wsjtx.html
  • Описание WSJT-X: http://physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wsjtx-doc/wsjtx-main-1.7.0.html
• Определение квадрата передачи: https://www.qrz.com/gridmapper

2+

Знакомство с WSJT-X и цифровой радиосвязью в FT8

8 апреля 2019

После положительного опыта использования BPSK31 и BPSK63 мне стало интересно, какие еще цифровые виды связи популярны среди радиолюбителей. По этой теме есть отличная статья за авторством Michael Wells, G7VJR, а также аналогичная статья, написанная годом ранее. Автором были проанализированы журналы 22 тысяч радиолюбителей, загруженные на clublog.org, и на основании этих данных построены графики, отражающие динамику популярности различных видов связи. Самым популярным видом оказался FT8, о котором далее и пойдет речь.

FT8 назван в честь своих создателей, Steve Franke, K9AN и Joe Taylor, K1JT (является нобелевским лауреатом). Цифра в названии означает модуляцию, 8-FSK. FT8 появился на свет в июне 2017 и быстро обрел огромную популярность. Согласно исследованию G7VJR, он обогнал по популярности все остальные виды связи, включая SSB и CW, вместе взятые. Выглядит как что-то, с чем стоит ознакомиться. Так что же представляет собой FT8?

Это цифровой вид связи, специально созданный для проведения QSO в тяжелых условиях, таких, как работа на малой мощности или прием в условиях сильного шума. Обмен информацией производится при помощи пакетов, содержащих 75 бит данных и 12-и битную контрольную сумму. Также используется LPDC-код коррекции ошибок. Как уже было отмечено, используется модуляция 8-FSK. Расстояние между тонами составляет 6.25 Гц. Таким образом, весь сигнал занимает полосу 50 Гц. Передача пакетов осуществляется раз в 15 секунд. Для работы в FT8 требуется, чтобы на компьютере было выставлено точное время, при помощи ntpd или иных средств.

Примечание: Вскоре после публикации этой заметки был представлен новый цифровой вид связи, FT4. Он очень похож на FT8, но отправка одного пакета занимает 7.5 секунд. Такая вариация лучше подходит для соревнований.

FT8 реализован в открытой кроссплатформенной программе WSJT-X. Установка под MacOS имеет пару нюансов, поэтому внимательно читайте ReadMe.txt. Настройка производится аналогично настройке Flrig и Fldigi — нужно выбрать виртуальный COM-порт, внешнюю звуковую карту, а также ввести свой позывной и QTH locator. На настройке я подробно останавливаться не буду, поскольку она тривиальна. Программа ведет лог в формате ADIF, который без проблем мержится с логом Fldigi.

Типичная работа в FT8 выглядит как-то так (кликабельно, PNG, 2880×1800, 1.3 Мб):

Внизу расположен водопад. Все пакеты декодируются параллельно и выводятся слева вверху. Я поставил галочку «CQ only», поэтому выводятся только пакеты, содержащие общие вызов. Самое важное происходит в правой верхней части экрана. Рассмотрим подробнее QSO между операторами Mike Mynn, MØPWL из Великобритании и вашим покорной слугой, R2AUK:

Заметьте, что приведенные рапорты в децибелах — это SNR, отношение сигнал-шум. Отрицательные рапорты означают, что мы принимаем друг друга ниже уровня шума. В мире FT8 это обычное дело. Нередко можно получить рапорт -20 dB и ниже. Напомню, что отправка каждого пакета занимает 15 секунд. То есть, суммарно QSO длился полторы минуты. Иногда бывает, что пакеты не доходят, и их приходится перепосылать, тогда радиосвязь длится еще дольше. Какой-либо иной информацией кроме позывных, QTH и рапортов в FT8 не обмениваются. То есть, данный вид связи совершенно не «разговорный».

Выглядит как что-то не очень удобное. Тогда что же привлекает людей в FT8?

А вот что:

Картинка была получена благодаря сайту pskreporter.info. WSJT-X умеет отправлять на этот сайт информацию о принятых сигналах, благодаря чему становится очень удобно изучать распространение радиоволн в разное время суток, при использовании разных антенн, и так далее. На приведенной картинке каждая точка — это место, где был принят мой сигнал. В этот день я работал на траповый диполь в диапазоне 20 метров с мощностью 40 Вт. Как видно, теоретически возможна связь со всем миром.

С двусторонними радиосвязями, конечно, все чуточку сложнее. Тем не менее, если, например, сегодня я работаю в FT8 на 20 метрах, то я точно знаю, что без проблем проведу пару-тройку радиосвязей с Японией (7200 км). На антенну «длинный провод» из городской квартиры был проведен QSO с оператором N9AKR, проживающим недалеко от Чикаго (8000 км). Данная радиосвязь состоялась в диапазоне 20 метров, местное время 16:30, время у корреспондента 08:30. На момент написания данных строк это был мой личный рекорд по дальности связи. Из других интересных мест, с которыми мне удалось провести радиосвязь, можно отметить Объединенные Арабские Эмираты (3700 км) и Гибралтар (3900 км).

На 17 метрах в FT8 слышны ЮАР, Уганда, Бразилия, Мальта, Китай и Индия. На 20 метрах — Китай, Южная Корея, Вьетнам, Бразилия, Куба, Индонезия, ЮАР. В диапазоне 30 метров был замечен радиолюбитель из Таиланда. В районе двух часов ночи на 40 метров подходят американские и японские станции, а также операторы из Китая, Марокко, Чили, Кубы, Бразилии и Индонезии. На 80 метрах из интересных стран были замечены Таиланд и Канарские Острова.

Мне пока не удалось провести QSO ни с одним из этих мест. Но после Северной Америки такие радиосвязи уже не кажутся невозможными.

Стоит отметить, что WSJT-X поддерживает и другие режимы работы, например JT65, JT9 и WSPR. Их тоже можно услышать в эфире. Но на фоне популярности FT8 не будет преувеличением назвать их эзотерикой, которой пользуются единицы. Об этих цифровых видах связи, возможно, я расскажу как-нибудь отдельно.

Дополнение:SSTV: обмен картинками на коротких волнах

Метки: Беспроводная связь, Любительское радио.

Понравился пост? Узнайте, как можно поддержать развитие этого блога.

Также подпишитесь на RSS, ВКонтакте, Twitter или Telegram.

Используемые источники:

• https://4ham.ru/wspr/
• https://eax.me/ft8/