Некоторое время назад увидел на одном из форумов обсуждение возможности пеленговать самолёты, принимая отражённые сигналы радаров. Идея казалась интересной, а цель недостижимой для использования в быту, до появления SDR приёмника на основе дешёвого DVB-T донгла на чипсете RTL2832U. С помощью донгла можно оцифровать принимаемый сигнал со скоростью, достаточной для получения разрешающей способности на местности порядка сотни метров, что вполне подходит для эксперимента.

APRS [1, 2] это протокол цифровой радиолюбительской связи. На базе этого протокола построена глобальная система связи. Её основные задачи: передача информации о координатах объектов в пространстве, обмен сообщениями, передача данных с погодных станций и многое другое.

О чем эта статья? Вообще APRS — большая, сложная и непонятная тема даже для большинства радиолюбителей. Но на Хабре радиолюбителей не очень много. Поэтому я бы хотел показать, что сам стандарт очень хорош и может применяться за пределами любительского радио. Существует много систем, где вопрос обмена сообщениями о координатах изобретается снова и снова (транспорт), придумываются форматы передачи информации, например, о погоде с погодных станций, разрабатываются способы передачи текстовых сообщений. Однако, если бы создатели этих систем знали о стандарте APRS то смогли бы не только сэкономить время(как минимум на разработку протокола), но и применить ряд уже готовых программных и аппаратных решений.

Большую часть своих знаний о системе я получил не из практического использования существующих программ и оборудования, а из разработки собственных программ и утилит для работы с ней [3, 4]. Информацию черпал из стандарта [5], исходных кодов Xastir[6], радиолюбительских форумов [7, 8] и из общения с радиолюбителями (всех и не счесть).

Если вы делаете:

• погодную станцию;
• систему двухстороннего обмена текстовыми сообщениями через интернет или радиоканал в виде децентрализованной системы с использованием других пейджеров, как ретрансляторов;
• спутниковую сигнализацию;
• мониторинг телеметрии удаленных станций;
• запускаете воздушный шар;

Да и почти в любом случае, когда вы хотите построить систему передачи данных по радиоканалу и изобретаете для этого протокол, то у радиолюбителей есть наработки в виде различных цифровых видов связи и протокол APRS.

Думаю, многие когда-либо задумывались над тем, как работают сотовые сети. Ведь мы пользуемся мобильными телефонами почти каждый день. Количество абонентов увеличивается с каждым днем, так же как и площади сетевого покрытия… На смену старым стандартам приходят новые, растут и «аппетиты» пользователей мобильного интернета. Если Вас интересует, как все это работает, добро пожаловать под кат! Поскольку инфраструктура сотовых сетей довольно велика, а ее описание может занять целую книгу, в данной статье мы остановимся на Um-интерфейсе, с помощью которого наши телефоны взаимодействуют с оборудованием оператора, а также другими абонентами.

Осторожно, злая собака много картинок!

1. Введение

Моя текущая деятельность никак не связана с авиацией, но так случилось, что я заболел ею. В какой точно момент это произошло – сложно сказать, наверное, первый полет здорово поспособствовал этому. Через некоторое время я начал смотреть фильмы на авиационную тематику, интересоваться строением и отличиями в самолетах и искать, как связать свою деятельность хоть немного с моим увлечением. Так я познакомился с технологией ADS-B и ее неожиданным применением среди энтузиастов – радарспоттингом. На просторах Хабра не часто появляются статьи по данной тематике (раз, два). Поэтому здесь я хочу немного поговорить на тему радарспоттинга и подробно описать процесс создания самостоятельной трансляции данных на популярный ресурс flightradar24.
Итак, всем, кто интересуется (болен) темой авиации и наблюдения за самолетами, а также желает принять в этом свое непосредственное участие, добро пожаловать под кат.

С системой RDS (Radio Data System) сталкивался хоть раз каждый, кто видел в автомагнитоле название станции вроде «Дорожное радио». Помимо названия, могут отображаться дополнительные данные — название воспроизводимой песни, температура, частота вещания и т.д.


Но как это работает? Т.к. моим хобби является радио и цифровая обработка сигналов, разобраться было интересно. Как оказалось, полной информации о RDS в рунете практически нет (да и в англоязычном тоже негусто), надеюсь, эта публикация восполнит этот пробел.

Продолжение под катом (осторожно много картинок).

Некоторое время назад я писал об универсальных радио-приемниках за 20$ из TV-тюнеров на rtl2832. Самым большим их недостатком было то, что они не могут принимать ничего ниже 50Мгц (e4000 — не работает ниже 50Мгц, R820T — ниже 24Мгц), а в этом диапазоне — 3/4 всего интересного, что можно услышать в радиоэфире за счет того, что короткие волны отражаются от ионосферы — и дальность связи уже не ограничена прямой видимостью.

Устранить этот недостаток можно добавив к нему конвертор частоты. Сделать качественный (со всеми фильтрами) конвертер своими руками — достаточно сложно и дорого, потому пришлось купить готовый: Ham-it-up v1.2 c кварцем на 125Мгц (42.95$, из США шло чуть дольше месяца). Краткие результаты тестирования и несколько хитростей для успешного приема на коротких волнах — под катом.

Наш автономный эхо-репитер управляется сигналами DTMF в общем канале связи. Для этого нужно использовать радиостанцию с клавиатурой и быть в зоне устойчивого радиопокрытия. Так как эти условия не всегда выполнимы, мы решили сделать доступ в радиосеть через сеть телефонную. Для этого было использовано классическое решение – установка телефонного интерфейса. Но в неклассическом его виде.

После прочтения «свежеопубликованной» практики радиосвязи, как она есть, возникли мысли по поводу того, что стоит поделиться своим опытом радиолюбительской связной практики.

С 2004 года практически ежедневно сталкиваюсь со связной техникой ( если раньше это было увлечением, то теперь стало хлебом), как КВ так и УКВ.

УКВ связь (до 1 ГГц), без извращении (использование отражения радиоволн от метеорных потоков, луны и тд.), выглядит просто: дальность связи прямо зависит от мощности передатчика и высоты подвеса антенны.
КВ связь — более неординарное явление, поскольку радиоволна, в зависимости от условии, может несколько раз огибать землю, а может и «интермодулироваться» грозовыми разрядами, если на трассе между собеседниками идет гроза. А может, опять-таки в зависимости от условий (а в частности, от направления антенны), войти под критическим углом в ионосферу и уйти в бесконечно далекий космос…

Откуда есть пошла идея

Один мой старый приятель взялся обсуждать со мной свою новую затею — все мы в свое время увлекались приключенческими гонками, коих проводится множество в наших краях, но вот не давала человеку спокойно жить предсказуемость классической приключенческой гонки — контрольные пункты (КП) расставляются людьми, а значит их можно хоть немного предугадать.
Вот так и появился RandomRace.ru (кратко — RR).

Итак, основная идея RR — запустить гоночные КП на шарах в воздух, на некоторой случайной высоте высоте шары будут лопаться, а КП — падать на парашютах. КП будут отдавать свои GPS координаты на сервер гонки, а участники будут их потом искать. В принципе, правила соревнований составлены так, чтобы КП-зонды возвращались организаторам силами участников. Естественно, кроме тех зондов, которые отличились повышенным рандомом и улетели куда-то в за.. далеко. Такие КП приходится искать организаторам собственными силами. Так получилось, что в результате я занялся техническим решением задачи «последних 100 метров», когда организаторы приехали на место, найти КП очень хочется, а координаты неточные. С этой целью было задумано использовать радиопеленгацию — каждый зонд несет радиопередатчик, а организаторы несут приемник-пеленгатор.

Начало там.

И тут внезапно я обнаруживаю на алиэкспрессе модули HC-11. Это радиоудлиннитель UART, сделанный из того же STM8S003F3P6 и субгигагерцового цифрового трансивера CC1101 фирмы TI. Стоимость модуля тоже радовала — $3.5-$8 вместе с доставкой.

Прошлая статья про SDR и GNU Radio показала, что тема интересна сообществу. Учитывая, что про пакет GNU Radio информации на русском языке почти нет, да и на английском не всё понятно, я решил описать свои опыты с GNU Radio.

Про SDR и GNU Radio я уже писал в предыдущей статье. Напомню, моя цель показать, как перехватывать и даже излучать радио сигнал для управления устройствами умного дома (да и вообще IoT). Считаю важным привлечь внимание к безопасности в IoT. Но до этого нам ещё далеко… Для начала разобраться бы с GNU Radio!

SDR-приёмник есть не у всех, и мне показалось, что будет полезным показать, что можно сделать с GNU Radio с тем, что есть у каждого — а именно с микрофоном вашего ПК и наушниками.

Под катом несколько интересных экзерсисов со звуком.

Идёт сбор средств на открытый проект SDR-платформы под названием LimeSDR.
Данный проект привлекателен недорогой стоимостью 249$ за свои технические характеристики:

• диапазон частот: 100 кГц — 3.8 ГГц
• полоса частот: 61.44 МГц
• 12-разрядный АЦП с Fд = 160 МГц и 12-разрядный ЦАП с Fд = 640 МГц
• 2 канала передачи и 2 канала приёма (2x2 MIMO)
• ПЛИС: Altera Cyclone IV EP4CE40F23
• память: 2 Гбит DDR2
• USB 3.0 интерфейс для связи с ПК

Дмитрию Пашкову из мордовского города Рузаевка 28 лет – возраст, когда многие из нас уже определились со своим профессиональным будущим и уже даже успевают добиться определенных профессиональных высот. Дмитрий в этом смысле исключение — в положительном смысле. По профессии он системный администратор, но по призванию – радиолюбитель. Несколько недель назад он прославился на всю страну, перехватив в момент солнечного затмения 20 марта сигнал с действующего российского метеоспутника «Метеор-М2». Я связался с Дмитрием и он любезно согласился поделиться своим опытом – объяснить, как любой из нас может сам наладить «связь с космосом» и добиться того, о чем мечтал каждый из нас в детстве – увидеть Землю из космоса.



Оригинал фото

Мы быстро привыкаем к прогрессу. Вещи, которые нам несколько лет назад казались фантастикой, сегодня не замечаются и воспринимаются как всегда существовавшие. Достаточно покопаться в старых вещах, как вдруг найдется монохромный мобильный телефон, дискета, магнитофонная кассета или даже катушка. Не так давно это было. Не так давно и интернет был «по талонам» под скрип модема. А кто-то помнит 5,25" жесткие диски или даже магнитофонные кассеты с компьютерными играми. И обязательно найдется тот, кто скажет, что в его время были 8" дискеты и бобины для ЕС ЭВМ. И в тот момент ничего не было современнее, чем это.

В эти недели можно наблюдать традиционные мероприятия, посвященные запуску первого Спутника — началу Космической эры. Силой случая спутник, который должен быть первым, стал третьим. А первым полетел совсем другой аппарат.
Этот текст о том, как просто сейчас услышать спутники на околоземных орбитах и как это было в начале космической эры. Перефразируя известной когда-то книги Е. Айсберга: «Спутник — это очень просто!»

В публикации «Спутник — это очень просто» было рассказано о том, как просто сейчас услышать спутники на околоземных орбитах и о возможности расшифровывать принятые сигналы некоторых спутников. К сожалению эта телеметрическая информация остается недоступной для заинтересованных лиц.

И хотя космические корабли бороздят просторы большого театра спутники успешно выводятся на орбиту и передают информацию о проводимых экспериментах, но «услышать» их собственники могут всего несколько минут. Потому собственники различных CubeSat публикуют инструкции и софт для приема своих спутников, надеясь получить как можно больше телеметрической информации от энтузиастов. Например для Manfred Memorial Moon Mission (4M) был проведен конкурс среди энтузиастов приславших наибольшее количество принятой телеметрии.

Возможным решением этого вопроса может стать проект SatNOGS, который представляет собой проект массового строительства и развертывания любительских станций слежения по всему миру на основе технологий с открытым исходным кодом и открытых стандартов.

SSTV или телевидение с медленной развёрткой (Slow-scan television) — это передача изображения по узкополосным радиоканалам в диапазонах КВ или УКВ. Передача одного кадра может длиться до нескольких минут и, конечно, это трудно назвать привычным телевидением, скорее это факс. Тем не менее радиолюбители достаточно активны в этом виде связи.

В эту субботу, 11 апреля 2015 года с 13.00 (10:00 UTC) и до 0:00 (21:00 по UTC) по Москве с борта МКС будет осуществляться передача SSTV в ознаменование 54-й годовщины полета Ю.Гагарина.
Передачи с МКС происходят регулярно и посмотреть на ранее принятые радиолюбителями изображения можно в этой галерее. При передаче будет использоваться высокое разрешение SSTV в режиме PD180 (разрешение 640x496 пикселей). Передачи будут транслироваться на частоте 145.800 МГц. В предыдущий раз 12 разных фотографий отправлялись с паузой в 3 минуты между передачами. Для приема изображения необходим радиоприемник с антенной для диапазона 2 метра и программа преобразующая звук в изображение.

Многие, наверное слышали, что для исследования космоса есть удаленные телескопы для наблюдения неба. Такой телескоп позволяет подключаться к нему через интернет, проводить с него наблюдения и делать открытия. Но телескопами не ограничивается интерес к космосу и участие в научных работах. На орбите достаточно миниатюрных спутников, которые тоже выполняют различные эксперименты и каждый в этом может поучаствовать.

Для этого нужно собрать небольшую приемную станцию для «снятия» научной информации с них. Не у каждого есть возможность установить на крыше сложные антенны на поворотном устройстве, проложить кабеля, приобрести приемники, их настроить и многое другое. Но с недавнего времени появились удаленные приемники для прослушивания эфира — WEBSDR.

WebSDR это программно-независимый радиоприемник, подключенный к интернету, который позволяет большому количеству слушателей принимать и настраивать его одновременно зайдя на web-сайт через интернет.

HackRF — это уникальное устройство, предназначенное для энтузиастов и радиолюбителей, увлеченных изучением радиосигналов, и всего что с этим связано.

Уникальность HackRF в его технических параметрах — при цене около 300$, устройство позволяет не только принимать, но и передавать радиосигналы в диапазоне 1МГц-6ГГц с шириной полосы до 20МГц. Использование HackRF практически не освещалось на Хабре и Гиктаймс, пора восполнить этот пробел.

Что касается приема радиосигналов, то тут все просто, и практически не отличается от популярного 10-долларового RTL-SDR, о котором не писал только самый ленивый. Ставится нужная DLL, запускается программа, в общем-то и все. Кто еще не слышал о таком “чуде”, могут почитать здесь же на сайте:
habrahabr.ru/post/149698
habrahabr.ru/post/149702
habrahabr.ru/post/280454
habrahabr.ru/post/200914

С приемом все достаточно просто и тривиально, технология дешевая и давно отработанная. С передачей все немного сложнее. Чем мы сейчас и займемся.

Что общего между сотовым телефоном и походной миской?



Многие слышали об «охоте на лис» — особом варианте спортивного ориентирования — спортивной радиопеленгации. Ещё в детстве, посещая радиокружок, я много читал об этом виде спорта и даже мечтал собрать собственный пеленгатор. Но мы переехали, я перестал ходить в кружок, увлёкся программированием, торчал перед компом и уже так и не собрал…

И вот, спустя 20 лет я сделал это в крайне необычной форме…

В последнее время я много играюсь с SDR и рассказываю о своих опытах: раз и два.

Собираясь с детьми в поход вместе со школьной компанией, я решил к так любимым детьми, но уже привычным верёвочным переправам, ориентированию, пережиганию верёвочки костром на время добавить охоту на лис.

Каждый день мы пользуемся множеством радио устройств. Однако редко понимаем, как они работают. Эпоха радиолюбителей фактически прошла, оставив в прошлом любителей спаять приёмник ДВ или СВ своими руками. Да и в методах кодирования техника ушла далеко вперёд. Мы часто слышим рассуждения о взломе умных домов на радио протоколах, о ненадёжности радио связи и т.д. Но многие ли из вас пробовали, например, подслушать Z-Wave сеть умного дома соседа и тем более поуправлять ей? Насколько велика эта угроза для вас?

К счастью в наши дни стали доступны очень удобные средства для работы с радио, а именно SDR.

SDR (Software Defined Radio) позволяет программно перестраивать приёмник и передатчик для работы на различных частотах от 20 до 2000 МГц, после чего произвести обработку сигнала на компьютере с помощью цифровых методов. Это существенно отличает SDR от аналоговых схем радиопрёмников и передатчиков, позволяя легко менять алгоритм обработки полученного сигнала.




Существует множество разных программ для обработки радио сигналов. Я изучил наиболее популярную из них GNURadio. Этот пакет позволяет строить процесс обработки из различных блоков, стыкуя их друг с другом в формате потоковой обработки (pipe). Каждый следующий блок принимает данный от одного или нескольких предыдущих, а вывод передаётся другим блокам.

Под катом я расскажу об основах SDR и GNURadio и о том, как за 8 баксов сделать приёмник AM/FM, китайской управляемой розетки, телеметрии со спутника и всего, что вздумается.