空中で何が聞こえますか? 最も興味深い信号を受信して​​デコードします

こんにちは、Habr。



すでに21世紀であり、データを火星にでもHD品質で転送できるようです。 ただし、多くの興味深いデバイスがまだ無線で動作し、多くの興味深い信号を聞くことができます。









それらすべてを考慮するのは非現実的です。最も興味深いもの、つまりコンピューターを使用して独立して受信およびデコードできるものを選択するようにします。 信号を受信するには、オランダのWebSDRオンラインレシーバー、 MultiPSKデコーダー、および仮想オーディオケーブルを使用します。



便宜上、周波数を上げて信号を引用します。 放送局は考えません。退屈でありつまらないもので、AMでラジオチャイナを誰でも自分で聴くことができます。 そして、さらに興味深いシグナルに移ります。



タイムシグナル



77.5 KHz(長波長範囲)の周波数で、ドイツのステーションDCF77の正確な時間信号が送信されます。 既に別の記事がありましたので、これは振幅変調の単純な構造信号であると簡単に繰り返すことができます-「1」と「0」は異なる期間でエンコードされ、その結果、58ビットのコードが1分で受信されます。



画像



130-140KHz-電力ネットワーク遠隔測定



radioscannerのサイトによるとこれらの周波数では、ドイツの電気ネットワーク制御信号が送信されます。







信号は十分に強く、レビューによると、オーストラリアでも受け入れられています。 スクリーンショットに示すようにパラメーターを設定すると、MultiPSKでデコードできます。







出力ではデータパケットを取得しますが、その構造はもちろん不明であり、希望する人は自由に実験して分析を行うことができます。 技術的には、信号自体はFSK(Frequency Shift Keying)と呼ばれる方法であり、送信周波数を変更することでビットシーケンスを形成するという非常に単純な方法です。 スペクトル形式の同じ信号-ビットは手動でもカウントできます。







メテオタイプ



上のスペクトルでは、非常に近く、周波数147 KHzで、別の信号が見えます。 この(ドイツ語でも)DWD(Deutscher Wetterdienst)ステーションは、船舶の天気予報を放送しています。 この周波数に加えて、信号は11039および1446​​7KHzでも送信されます。



デコード結果はスクリーンショットに示されています。







テレタイプエンコーディングの原理は同じFSKで、テキストエンコーディングが重要です。 Bodoコードを使用し 5ビットであり、ほぼ100年の歴史があります。







同様のコードがパンチテープで使用されたようですが、テレタイプの天気は60年代からどこかに送信されており、ご覧のとおり、まだ機能しています。 もちろん、実際の船では、信号はコンピューターを使用してデコードされません。信号を記録して画面に表示する特別な受信機があります。







一般に、衛星通信やインターネットを使用した場合でも、この方法でのデータ送信は依然としてシンプルで信頼性が高く安価な手段です。 もちろん、これらのシステムはいつか歴史上ダウンし、完全にデジタル化されたサービスに置き換わると想定できます。 したがって、そのような信号を受信したい人は遅すぎるべきではありません。



メテオファックス



ほぼ同じ古い歴史を持つ別のレガシー信号。 この信号では、画像は毎分120行の速度でアナログ形式で送信され(他の値、たとえば60または240 LPM)、輝度をエンコードするために周波数変調が使用されます-各画像ポイントの輝度は周波数の変化に比例します。 このようなシンプルなスキームにより、「デジタル信号」について聞いた人がほとんどいなかった当時に、画像を送り返すことができました。



ヨーロッパで人気があり、受信に便利なのは、すでに述べたドイツのDWDステーション(Deutche Wetterdienst)です。このステーションは、周波数3855、7880、および13882KHzでメッセージを送信します。 FAXを受信しやすいもう1つの組織は、英国共同運用気象海洋センターで、2618、4610、6834、8040、11086、12390、および18261 kHzの周波数で信号を送信します。



HFファックス信号を受信するには、USBレシーバーモードを使用する必要があります。デコードにはMultiPSKを使用できます。 websdrレシーバーを介した受信の結果を図に示します。







この写真は、テキストを書いた時点で撮影されました。 これは、垂直線が外に出た方法で見ることができます-プロトコルはアナログであり、同期の精度はここで重要であり、オンラインでの音声送信のわずかな遅延でさえ画像シフトを引き起こします。 「実際の」レシーバーを使用する場合、この効果はありません。



もちろん、天気予報の場合のように、船上のコンピューターを使用してFAXをデコードする人はいません。すべての作業を自動的に行う専用の受信機(記事の冒頭の写真の例)があります。



編集:コメントで示唆されているように、天気予報だけでなく、 新聞でさえファックスで送信されます。 さまざまな国や地域の周波数と伝送スケジュールは、pdfに記載されています。



スタナグ4285



短波データ伝送のためのより現代的な標準であるスタナグ4285モデムを考えてみましょうこの形式はNATO用に開発され、さまざまなバージョンで存在します。 これは位相変調に基づいており、信号パラメーターは変化する可能性があります。表からわかるように、速度は75〜2400bit / sです。 これは少し見えるかもしれませんが、フェージングと干渉を伴う短波の伝送媒体を考えると、これは非常に良い結果です。







MultiPSKはSTANAGをデコードできますが、95%のケースでデコード結果は「ガベージ」のみになります。フォーマット自体は下位レベルのビットレベルプロトコルのみを提供し、データ自体は暗号化するか、独自のフォーマットを使用できます。 ただし、一部の信号はデコードできます。たとえば、以下の記録は8453KHzの周波数です。 websdrレシーバーを介して少なくとも一部の信号をデコードできませんでしたが、明らかに、オンライン送信はデータ構造に違反しています。 ご希望の方は、リンクcloud.mail.ru/public/JRZs/gH581X71sにある実際の受信機からファイルをダウンロードできます。 MultiPSKでのデコード結果は、以下のスクリーンショットに示されています。 ご覧のとおり、この記録の速度は600bpsです。明らかに、テキストファイルはコンテンツとして転送されます。







おもしろいことに、パノラマで見ることができるように、空中には本当にそのような信号がたくさんあります。







もちろん、それらのすべてがおそらくSTANAGによって所有されているわけではありません-同様の原理に基づいた他のプロトコルがあります。 たとえば、 タレスHFモデム信号の分析を引用できます。



他の信号と同様に、実際の受信と送信には専用のデバイスが使用されます。 たとえば、写真に示されているNSGDatacom 4539モデムの場合、速度は75〜9600bpsであり、信号帯域幅は3KHzです。







もちろん、9600の速度はそれほど印象的ではありませんが、信号はジャングルや海の船からでも送信でき、交通オペレーターに何も支払うことなく、これはそれほど悪くありません。



上記のパノラマをもっと注意深く見てみましょう。 左にあるのは...右、古き良きモールス信号です。 それでは、次の信号に進みます。



モールス符号(CW)



8423KHzの周波数で、聞こえます。 モールス信号を聞く技術は今ではほとんど失われているため、MultiPSKを使用します(ただし、デコードはまあまあなので、CW Skimmerプログラムの方がはるかに優れています)。







ご覧のように、ラジオスキャナーサイトによると DE SVOの繰り返しテキストが送信され、ステーションはギリシャにあります。



もちろん、そのような信号はすでに少数ですが、まだ存在しています。 例として、4331KHzで長時間実行されるステーションを引用して、繰り返し信号「VVV DE E4X4XZ」を送信できます。 Googleの指示に従って、このステーションはイスラエル海軍に所属しています。 この周波数で他に何かが送信されていますか? 答えは不明です。誰でも自分で聞いて確認できます。



ブザー(UVB-76)



最も有名なものはヒットパレードを完了します。信号はロシアと海外の両方で知られており、周波数4625KHzの信号です。







信号は軍隊に警告するために使用され、繰り返しのビープ音で構成され、その間で暗号ブロックからのコードフレーズが時々送信されます(「バニー」や「ブラフミルカ」のような抽象的な単語)。 軍事入隊事務所でそのような受信機を見たという人もいれば、これは「デッドハンド」システムの一部であると言う人もいます。一般的に、信号はストーカー、陰謀理論、冷戦などの愛好家にとってのメッカです。 希望する人は検索で「UVB-76」と入力することができ、夕方の楽しい読書が保証されると確信しています(ただし、すべてを真剣に書かないでください)。 同時に、このシステムは非常に興味深いものです。たとえそれが冷戦以来まだ機能しているとしても、誰かが今それを必要としているかどうかはわかりませんが。



完了



このリストは完全にはほど遠い。 ラジオを使用すると、潜水艦や地平線レーダー、急速に変化する周波数ホッピング信号などとの通信信号を聞く(または見る)ことができます。



これは、現在8 MHzの周波数で撮影した写真の例です。その上で、さまざまなタイプの少なくとも5つの信号をカウントできます。







それらが何であるかは不明であることが多く、少なくともすべてがオープンソースで見つかるわけではありません( www.sigidwiki.com/wiki/Signal_Identification_Guidewww.radioscanner.ru/baseなどのサイトがあります )。 そのような信号の研究は、数学、プログラミング、DSPの観点から、そして単に私たちの周りの世界について何か新しいことを学ぶ方法として非常に興味深いものです。



また、インターネットと通信の発展にもかかわらず、無線が地盤を失うだけでなく、おそらくその逆もあります-最新のプロセッサとADCにより、ほぼ1つのチップで複雑な信号をエンコードおよびデコードできることも興味深いです。 最後に、検閲、トラフィック制御、パケットトラッキングなしで、送信者から受信者に直接データを転送する機能は、再び関連する可能性があります(そうでないことを願っていますが)...



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