Was ist in der Luft zu hören? Wir empfangen und decodieren die interessantesten Signale

Hallo Habr.

Es ist bereits das 21. Jahrhundert und es scheint, dass Daten in HD-Qualität sogar zum Mars übertragen werden können. Viele interessante Geräte funktionieren jedoch immer noch im Radio und Sie können viele interessante Signale hören.


Es ist unrealistisch, alle zu betrachten. Wir werden versuchen, die interessantesten auszuwählen, die unabhängig von einem Computer empfangen und dekodiert werden können. Zum Empfangen von Signalen verwenden wir den niederländischen Online- WebSDR- Empfänger, den MultiPSK- Decoder und das virtuelle Audiokabel .

Der Einfachheit halber werden wir die Signale in zunehmender Frequenz zitieren. Ich werde keine Sender in Betracht ziehen, es ist langweilig und banal, jeder kann Radio China in AM alleine hören. Und wir werden zu interessanteren Signalen übergehen.

Zeitsignale

Bei einer Frequenz von 77,5 kHz (langer Wellenlängenbereich) werden die genauen Zeitsignale des deutschen Senders DCF77 übertragen. Es gab bereits einen separaten Artikel darüber , so dass Sie nur kurz wiederholen können, dass dies ein einfaches Struktursignal bei der Amplitudenmodulation ist - „1“ und „0“ werden mit unterschiedlicher Dauer codiert, sodass in einer Minute ein 58-Bit-Code empfangen wird.

130-140 kHz - Stromnetz-Telemetrie

Bei diesen Frequenzen werden laut Radioscanner-Standort deutsche Steuersignale für das elektrische Netz übertragen.



Das Signal ist stark genug und wird laut Bewertungen sogar in Australien akzeptiert. Sie können es in MultiPSK dekodieren, wenn Sie die Parameter wie im Screenshot gezeigt einstellen.



Am Ausgang erhalten wir Datenpakete, deren Struktur natürlich unbekannt ist. Wer möchte, kann nach Belieben experimentieren und analysieren. Technisch ist das Signal selbst sehr einfach, das Verfahren heißt FSK (Frequency Shift Keying) und besteht in der Bildung einer Bitfolge durch Änderung der Sendefrequenz. Das gleiche Signal in Form eines Spektrums - Bits können auch manuell gezählt werden.

Meteoteletyp

Im obigen Spektrum ist sehr nahe bei einer Frequenz von 147 kHz ein anderes Signal sichtbar. Diese (auch deutsche) DWD-Station sendet Wetterberichte für Schiffe. Zusätzlich zu dieser Frequenz werden Signale auch mit 11039 und 14467 kHz übertragen.

Das Dekodierungsergebnis wird im Screenshot angezeigt.



Das Prinzip der Teletypcodierung ist das gleiche, FSK, von dem die Textcodierung von Interesse ist. Es ist 5-Bit mit dem Bodo-Code und hat eine fast 100-jährige Geschichte.



Es scheint, dass ein ähnlicher Code für Lochbänder verwendet wurde, aber seit den 60er Jahren wurden irgendwo Teletypen des Wetters gesendet, und wie Sie sehen können, funktionieren sie immer noch. Natürlich wird auf einem realen Schiff das Signal nicht mit einem Computer dekodiert - es gibt spezielle Empfänger, die das Signal aufzeichnen und auf dem Bildschirm anzeigen.



Selbst bei Satellitenkommunikation und Internet bleibt die Datenübertragung auf diese Weise im Allgemeinen ein einfaches, zuverlässiges und billiges Mittel. Obwohl wir natürlich davon ausgehen können, dass diese Systeme irgendwann in die Geschichte eingehen und durch vollständig digitale Dienste ersetzt werden. Wer also ein solches Signal empfangen möchte, sollte sich nicht sehr verzögern.

Meteofax

Ein weiteres Legacy-Signal mit ungefähr derselben alten Geschichte. In diesem Signal wird das Bild in analoger Form mit einer Geschwindigkeit von 120 Zeilen pro Minute übertragen (es gibt andere Werte, beispielsweise 60 oder 240 LPM). Die Frequenzmodulation wird verwendet, um die Helligkeit zu codieren - die Helligkeit jedes Bildpunkts ist proportional zur Frequenzänderung. Ein solch einfaches Schema ermöglichte es, Bilder in jenen Tagen zu übertragen, als nur wenige Menschen von „digitalen Signalen“ hörten.

Im europäischen Teil beliebt und praktisch für den Empfang ist der bereits erwähnte deutsche DWD-Sender (Deutche Wetterdienst), der Nachrichten mit den Frequenzen 3855, 7880 und 13882 kHz sendet. Eine andere Organisation, deren Faxe leicht zu empfangen sind, ist das British Joint Operational Meteorology and Oceanography Centre. Sie senden Signale mit Frequenzen von 2618, 4610, 6834, 8040, 11086, 12390 und 18261 kHz.

Um HF-Faxsignale zu empfangen, müssen Sie den USB-Empfängermodus verwenden. Zum Decodieren können Sie MultiPSK verwenden. Das Ergebnis des Empfangs über den Websdr-Empfänger ist in der Abbildung dargestellt:



Dieses Bild wurde direkt zum Zeitpunkt des Schreibens des Textes aufgenommen. Es ist daran zu erkennen, wie sich die vertikalen Linien herausbewegt haben - das Protokoll ist analog, und die Genauigkeit der Synchronisation ist hier entscheidend, selbst geringfügige Verzögerungen bei der Online-Tonübertragung verursachen Bildverschiebungen. Bei Verwendung eines „echten“ Empfängers tritt dieser Effekt nicht auf.

Natürlich entschlüsselt wie bei der Wettervorhersage niemand Faxe mit Computern auf Schiffen - es gibt spezielle Empfänger (ein Beispiel für ein Bild vom Anfang des Artikels), die die gesamte Arbeit automatisch erledigen.

Bearbeiten: Wie in den Kommentaren vorgeschlagen, werden nicht nur Wetterberichte, sondern auch Zeitungen per Fax übertragen. Frequenzen und Übertragungspläne verschiedener Länder und Regionen finden Sie im PDF-Format .

STANAG 4285

Betrachten Sie jetzt einen moderneren Standard für die kurzwellige Datenübertragung - das Stanag 4285-Modem. Dieses Format wurde für die NATO entwickelt und gibt es in verschiedenen Versionen. Es basiert auf Phasenmodulation, die Signalparameter können variieren, wie aus der Tabelle ersichtlich ist, die Geschwindigkeit kann zwischen 75 und 2400 Bit / s liegen. Dies mag ein wenig erscheinen, aber angesichts des Übertragungsmediums - Kurzwellen mit ihrem Fading und ihrer Interferenz - ist dies ein sehr gutes Ergebnis.



MultiPSK kann STANAG dekodieren, aber in 95% der Fälle ist das Ergebnis der Dekodierung nur "Müll" - das Format selbst bietet nur ein Protokoll auf Bitebene der unteren Ebene, und die Daten selbst können verschlüsselt werden oder ein eigenes Format haben. Einige Signale können jedoch decodiert werden, beispielsweise die folgende Aufzeichnung mit einer Frequenz von 8453 kHz. Es ist mir nicht gelungen, zumindest ein Signal über den Websdr-Empfänger zu dekodieren. Anscheinend verstößt die Online-Übertragung dennoch gegen die Datenstruktur. Wer möchte, kann die Datei von einem echten Empfänger unter dem Link cloud.mail.ru/public/JRZs/gH581X71s herunterladen . Die Dekodierungsergebnisse in MultiPSK sind im folgenden Screenshot dargestellt. Wie Sie sehen können, beträgt die Geschwindigkeit für diese Aufnahme 600 Bit / s. Anscheinend wird die Textdatei als Inhalt übertragen.



Interessanterweise sind, wie Sie im Panorama sehen können, wirklich viele solcher Signale in der Luft:



Natürlich gehören möglicherweise nicht alle STANAG - es gibt andere Protokolle, die auf ähnlichen Prinzipien basieren. Beispielsweise kann die Analyse des Thales HF-Modemsignals gegeben werden.

Wie bei den anderen betrachteten Signalen werden spezielle Geräte für den realen Empfang und das Senden verwendet. Für das auf dem Foto gezeigte NSGDatacom 4539- Modem wird die Geschwindigkeit beispielsweise von 75 bis 9600 Bit / s mit einer Signalbandbreite von 3 kHz angegeben.



Die Geschwindigkeit von 9600 ist natürlich nicht sehr beeindruckend, aber wenn man bedenkt, dass die Signale sogar vom Dschungel oder von einem Schiff im Ozean übertragen werden können und ohne dem Verkehrsunternehmen etwas zu zahlen, ist dies nicht so schlecht.

Schauen wir uns das Panorama oben genauer an. Links sehen wir ... rechts den guten alten Morsecode. Fahren Sie also mit dem nächsten Signal fort.

Morsecode (CW)

Bei einer Frequenz von 8423 kHz hören wir es. Die Kunst, Morsecode zu hören, ist jetzt fast verloren, daher werden wir MultiPSK verwenden (es dekodiert jedoch so lala, CW Skimmer macht es viel besser).



Wie Sie sehen können, wird der sich wiederholende Text DE SVO übertragen, laut Radioscanner-Standort befindet sich die Station in Griechenland.

Natürlich gibt es bereits wenige solche Signale, aber sie existieren immer noch. Als Beispiel können wir eine Langzeitstation mit 4331 kHz nennen, die sich wiederholende Signale „VVV DE E4X4XZ“ sendet. Auf Aufforderung von Google gehört die Station der israelischen Marine. Wird bei dieser Frequenz noch etwas übertragen? Die Antwort ist unbekannt, jeder kann selbst zuhören und nachsehen.

Der Summer (UVB-76)

Das wahrscheinlich bekannteste vervollständigt unsere Hitparade, das Signal ist sowohl in Russland als auch im Ausland bekannt, das Signal mit einer Frequenz von 4625KHz.



Das Signal wird verwendet, um Truppen zu alarmieren, und besteht aus wiederholten Signaltönen, zwischen denen manchmal Codephrasen aus dem Chiffrierblock übertragen werden (abstrakte Wörter wie „Bunny“ oder „Bramirka“). Einige schreiben, dass sie solche Empfänger in militärischen Einsatzbüros gesehen haben, andere sagen, dass dies Teil des "Dead Hand" -Systems ist. Im Allgemeinen ist das Signal ein Mekka für Liebhaber von Stalker, Verschwörungstheorien, dem Kalten Krieg und anderen Dingen. Diejenigen, die dies wünschen, können die Suche nach "UVB-76" eingeben, und ich bin sicher, dass eine unterhaltsame Lektüre für den Abend garantiert ist (Sie sollten jedoch nicht alles ernst nehmen, was geschrieben wurde). Gleichzeitig ist das System sehr interessant, auch wenn es seit dem Kalten Krieg noch funktioniert, obwohl es schwer zu sagen ist, ob es jetzt jemand braucht.

Fertigstellung

Diese Liste ist bei weitem nicht vollständig. Mit dem Radio können Sie Kommunikationssignale mit U-Booten und Radargeräten über dem Horizont sowie sich schnell ändernde Frequenzsprungsignale und vieles mehr hören (oder vielmehr sehen).

Hier ist ein Beispielbild, das gerade mit einer Frequenz von 8 MHz aufgenommen wurde. Darauf können Sie mindestens 5 Signale verschiedener Typen zählen.



Was sie sind, ist oft unbekannt, zumindest können nicht alle in Open Source gefunden werden (obwohl es Websites wie www.sigidwiki.com/wiki/Signal_Identification_Guide und www.radioscanner.ru/base gibt ). Das Studium solcher Signale ist sowohl aus mathematischer, programmtechnischer und DSP-Sicht als auch einfach als eine Möglichkeit, etwas Neues über die Welt um uns herum zu lernen, sehr interessant.

Interessant ist auch, dass das Radio trotz der Entwicklung des Internets und der Kommunikation nicht nur nicht an Boden verliert, sondern vielleicht auch im Gegenteil - mit modernen Prozessoren und ADCs können Sie Signale beliebiger Komplexität auf fast einem Chip codieren und decodieren. Schließlich kann die Möglichkeit, Daten ohne Zensur, Verkehrskontrolle und Paketverfolgung direkt vom Absender zum Empfänger zu übertragen, wieder relevant werden (obwohl wir hoffen, dass dies nicht der Fall ist) ...