🐘 📘 👍 सॉफ्टवेयर डिफाइंड रेडियो - यह कैसे काम करता है? भाग ६ 🏂🏽 ⁉️ 🤯

हाय, हैब्र।

पिछले भाग में, हमने GNU रेडियो का उपयोग करते हुए सरल संकेतों को प्रसारित करने की संभावना को देखा। अब हम आगे बढ़ेंगे और देखेंगे कि कैसे कुछ और जटिल किया जाए। चलो शौकिया रेडियो संकेतों के साथ WSPR शुरू करते हैं, और फिर एक काम कर रहे सॉफ्टवेयर QAM मॉडेम बनाते हैं।

और पिछले मामले में, हम कोड की एक भी पंक्ति लिखे बिना ऐसा करेंगे, कार्यक्रम भी क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म होगा, और ओएसएक्स / लिनक्स और विंडोज के तहत दोनों काम करने में सक्षम होगा। मैं यह भी दिखाऊंगा कि किसी भी हार्डवेयर के बिना, GNU रेडियो का उपयोग करके मॉडेम को कैसे डीबग करना है।

कट के नीचे जारी है।

जिन लोगों ने जीएनयू रेडियो का उपयोग नहीं किया है, उनके लिए 4 और 5 भागों को पढ़ने की सिफारिश की जाती है, जिसमें कार्यक्रम के साथ काम करने के सिद्धांतों का वर्णन किया गया है।

WSPR

आइए, डब्ल्यूएसपीआर के साथ एक सरल शुरुआत करें - इस प्रकार का संचार विशेष रूप से कमजोर संकेतों के प्रसार परीक्षणों के लिए किया गया था, अर्थात्। LimeSDR जैसे उपकरणों की शक्ति का स्तर 100mW से अधिक नहीं है। डब्ल्यूएसपीआर सिग्नल बहुत कम गति (बहुत कम बाइट्स में 2 मिनट प्रति संदेश) पर प्रसारित होता है, जो इसे शोर स्तर से भी नीचे प्राप्त करने की अनुमति देता है। जीएनयू रेडियो का उपयोग करके इस तरह के संकेत को संचारित करें।

पहले आपको सिग्नल रिकॉर्ड करने की आवश्यकता है। ऐसा करने के लिए, WSJT प्रोग्राम लें, सभी आवश्यक पैरामीटर (पावर, कॉल साइन, लोकेशन आदि) सेट करें। सेटिंग्स में आउटपुट ऑडियो डिवाइस के रूप में वर्चुअल ऑडियो केबल निर्दिष्ट करें, और WAV में सिग्नल रिकॉर्ड करें। किनारों पर ठहराव को किसी भी संपादक (उदाहरण के लिए, कूल एडिट) में ट्रिम किया जाना चाहिए, परिणामस्वरूप, हमें लगभग 2 मिनट की अवधि के साथ एक फ़ाइल मिलनी चाहिए।

अब GNU रेडियो कम्पेनियन में एक ग्राफ बनाएँ।

यह विधि अधिकतम दक्षता होने का दावा नहीं करती है, लेकिन यह काफी सरल और सीधी है। डब्ल्यूएसपीआर संकेत शुरू में 1500 हर्ट्ज की आवृत्ति पर है, दर्ज की गई wav फ़ाइल में 22050 s / s की एक नमूना आवृत्ति है। सबसे पहले, हम नमूना दर को आवश्यक 250.000 s / s पर नमूना दर लाने के लिए 57/5 बार संकेत को फिर से खोलते हैं। फिर हम आवृत्ति को 10KHz (11.5KHz की आवृत्ति पर उपयोगी संकेत होगा) द्वारा स्थानांतरित करते हैं, रिसीवर द्वारा आवश्यक जटिल रूप में संकेत का अनुवाद करते हैं, और आवृत्तियों को छोड़कर 11-12KHz आवृत्तियों को छोड़ देते हैं।

WSPR सिग्नल टाइम-बाउंड हैं और हर मिनट (0:00, 0:02, आदि) तक प्रसारित होते हैं। मैंने जीएनयू रेडियो को मैन्युअल रूप से स्थानांतरित करना शुरू कर दिया, आंख से, घंटे द्वारा अंतराल का निर्धारण, जो कोई भी चाहता है वह पायथन में एक स्क्रिप्ट को स्वचालित रूप से स्थानांतरण शुरू कर सकता है।

हम सही समय की प्रतीक्षा कर रहे हैं, ट्रांसमीटर, रिसीवर चालू करें और परिणाम की जांच करें।

यदि आप चाहें, तो आप इनपुट डेटा (कॉल साइन, लोकेशन, ट्रांसमिट पावर) के आधार पर प्रोग्राम में डब्ल्यूएसपीआर फाइल की ऑटोमैटिक जेनरेशन भी जोड़ सकते हैं, अजगर के लिए डब्ल्यूएसपीआर जेनरेशन के उदाहरण गिथब पर लिए जा सकते हैं।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि 432 मेगाहर्ट्ज पर आवृत्ति बहाव पहले से ही काफी ध्यान देने योग्य है, हालांकि संकेत अभी भी डिकोड किया गया है। लेकिन 1.3 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर, बहाव इतना बड़ा हो जाता है कि डब्ल्यूएसपीआर को अब स्वीकार नहीं किया जाता है - एसडीआर (या ट्रांसमिशन के दौरान कम से कम सॉफ्टवेयर आवृत्ति सुधार, हालांकि यह कम सुविधाजनक है) के लिए एक अधिक स्थिर संकेत के साथ एक बाहरी संदर्भ जनरेटर की आवश्यकता होती है।

यदि एसडीआर आपको कम आवृत्तियों पर संचारित करने की अनुमति देता है, तो आप एचएफ बैंड पर संचरण की कोशिश कर सकते हैं। इस प्रकार, हैकआरएफ के साथ, एक कमरे के एंटीना से 14 किमी पर 1000 किमी पर एक संकेत संचारित करना संभव था, जिसे एक अच्छा परिणाम माना जा सकता है। हालांकि उच्च आवृत्तियों (433 मेगाहर्ट्ज और 1.3 गीगाहर्ट्ज) शायद प्रयोगों के लिए और भी दिलचस्प हैं, सिग्नल केवल दृष्टि की सीधी रेखा में प्रेषित होते हैं, इसलिए ऐसे प्रयोगों के लिए आपको प्राप्त करने वाले पक्ष में एक दूसरे प्रतिभागी की आवश्यकता होती है। इस तरह के परीक्षणों का दूसरा प्लस यह है कि केवल आलसी ने wspr में एचएफ को प्रेषित नहीं किया, लेकिन उच्च आवृत्तियों में बहुत कम महारत हासिल है। तो, लाइमएसडीआर या यूएसआरपी जैसे बोर्डों के साथ, आप अति-उच्च आवृत्तियों पर रिसेप्शन और ट्रांसमिशन के साथ काफी दिलचस्प प्रयोग कर सकते हैं।

QAM मोडेम

आगे चलते हैं। डब्ल्यूएसपीआर एक काफी सरल प्रारूप है, चलो कुछ और दिलचस्प करते हैं - एक पूर्ण विकसित (अच्छी तरह से, लगभग) मॉडेम। द्विघात आयाम मॉड्यूलेशन के साथ, संकेत के आयाम और चरण दोनों एक साथ बदलते हैं, जो डेटा को उच्च गति पर प्रसारित करने की अनुमति देता है (लेकिन कब्जा बैंड भी बड़ा है)।

पहले भाग पर विचार करें - ट्रांसमीटर।

जैसा कि आप देख सकते हैं, हमने डेटा को डेटा से पढ़ा है। फ़ाइल को फिर 25KHz के नमूने की आवृत्ति के साथ हम पैकेट एनकोडर में डेटा भेजते हैं, जो स्ट्रीम को 4-बिट कोड में परिवर्तित करता है। यह स्ट्रीम क्वाडरेचर मॉड्यूलेटर में जाती है, फिर सैंपलिंग फ्रिक्वेंसी को 250KHz की ट्रांसमीटर आवृत्ति तक बढ़ाया जाता है, और सिग्नल को 80KHz से ऊपर की ओर शिफ्ट किया जाता है (कई रिसीवर्स शून्य आवृत्ति पर एक शिखर है, और यह हस्तक्षेप करेगा)। तारामंडल अनुपात घटक मॉड्यूलेशन पैरामीटर सेट करता है - वर्णों की संख्या और चरण और आयाम शिफ्ट।

पहला भाग तैयार है। हम "स्थानांतरण" शुरू करते हैं और हमारा संकेत देखते हैं।

हम किसी भी उपकरण के बिना भी अपने ट्रांसमीटर का परीक्षण कर सकते हैं - इसके लिए एक विशेष चैनल मॉडल ब्लॉक है - एक संचार चैनल मॉडल। वहां आप शोर, आवृत्ति शिफ्ट, आदि सेट कर सकते हैं।

ट्रांसमिशन के पहले और बाद में हमारा सिग्नल कैसा दिखता है। वैसे, जैसा कि आप देख सकते हैं, 120 डीबी से नीचे ट्रांसमीटर के सभी "हार्मोनिक्स" शोर स्तर से बहुत कम हो गए हैं।

अब स्वागत है। वास्तव में, एक ही बात, केवल रिवर्स ऑर्डर में।

अलग से, आप अंतिम यूडीपी सिंक ब्लॉक पर रोक सकते हैं। यह स्पष्ट नहीं है कि क्यों, लेकिन जीएनयू रेडियो में टेक्स्ट डेटा देखने के लिए कोई घटक नहीं है। इसलिए, हम केवल यूडीपी के माध्यम से किसी भी स्थानीय बंदरगाह पर डेटा भेजते हैं (मैंने 999 चुना)।

प्राप्त करने के लिए, हम पायथन में एक सरल कार्यक्रम लिखते हैं।

import socket UDP_IP = "127.0.0.1" UDP_PORT = 999 sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) # UDP sock.bind((UDP_IP, UDP_PORT)) sock.settimeout(1.0) while True: try: data, addr = sock.recvfrom(64) # buffer size is 64 bytes print("Msg:", data) except socket.timeout: pass

परिणाम: स्क्रिप्ट चलाएँ, GNU रेडियो चलाएँ, और कंसोल में प्राप्त संदेश देखें।

जैसा कि आप देख सकते हैं, सब कुछ काम करता है, और आपके पास एक रिसीवर या एंटेना नहीं हो सकता है :)

उन लोगों के लिए जो प्रयोगों को दोहराना चाहते हैं, प्रोजेक्ट की जीआर-फाइल स्पॉइलर के नीचे है। यह लिनक्स और विंडोज दोनों पर काम करना चाहिए।

qam_test.grc

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अधिक परिष्कृत मॉडेम बनाने के लिए एक अच्छा गाइड GNU रेडियो वेबसाइट पर है , लेकिन वे डिमॉड्यूलेशन के लिए एक कस्टम ब्लॉक का उपयोग करते हैं, जो केवल लिनक्स के तहत चलाना संभव था। उपरोक्त उदाहरण में इसके साथ कोई समस्या नहीं है।

निष्कर्ष

जैसा कि आप देख सकते हैं, विभिन्न तरीकों से संकेतों के साथ काम करने के लिए जीएनयू रेडियो एक बहुत ही दिलचस्प कार्यक्रम है, जहां आप कई अलग-अलग दिलचस्प चीजें कर सकते हैं। यदि दर्शकों ने रुचि नहीं खोई है (एक भावना है कि मैं संकीर्ण विषयों में तल्लीन कर देता हूं जो कि सबसे कम रुचि रखते हैं), तो आप कुछ और दिलचस्प बात पर विचार करने की कोशिश कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, एक वीडियो।

सॉफ्टवेयर डिफाइंड रेडियो - यह कैसे काम करता है? भाग ६

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निष्कर्ष

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