Неплохой клиент цифровых видов связи для смартфона.

24 сентября 2019, 14:00

Неплохой клиент цифровых видов связи для смартфона.

Неплохой клиент цифровых видов связи для смартфона.

Попробуй узреть
За шумами природы
Тревожный посыл.

Только для пациентов 151 палаты, остальным будет неинтересно.
Впервые на арене AndFlmsg по-русски.

Как-то мы тут проектировали и собирали одноваттный SSB радиоканал на КВ. Как одно из применений, а точнее, метод повышения надёжности и дальнобойности этого радиоканала, образовалась тема использования цифровых видов связи.

Самый простой вариант в виде приложения для смартфона DroidPSK вполне закрывает такую потребность, но в практической работе не сильно удобен. И оперирует лишь вариантами PSK31 и PSK63.

К тому же работать придётся только в ручном режиме.
А хотелось бы хотя бы какой-то автоматизации.

На что обращать внимание при выборе цифровой моды?

Местный автор не самый большой специалист в области цифровых видов связи, но из самых общих принципов понимает: для связи малой мощностью крайне важна энергоэффективность процесса. Как следствие, чем уже излучаемый спектр и чем большее время излучаемая мощность передатчика близка к максимальной, тем надёжнее связь.

Последний фактор обозначается параметром «Duty Cycle», трактуемым как «индекс мощности», и понимаемым как средняя мощность передатчика относительно непрерывной несущей. Для телеграфа этот показатель всего 44%, для «цифры» варьируется от 80 до 100%, ибо способы модуляции используются другие.

Со спектром же не всё однозначно. Для SSB приёмника со стандартной шириной канала нет разницы между сигналами в спектре 1000 или 100 Гц. Аппаратно соотношение сигнал/шум не повысить никак.

Но сузить полосу пропускания можно программно, игнорируя на уровне софта те участки спектра, где цифрового сигнала и не должно быть. Поэтому узкополосный сигнал обычно более помехозащищённый. В узкой полосе меньше помех и связанных с ними выпадений сигнала, нежели в широкой.

С другой стороны, ширина спектра связана со скоростью передачи информации прямой зависимостью. Так что из общих соображений мы должны выбрать из всего многообразия цифровых видов связи самый медленный, занимающий самый узкий спектр, с самым высоким индексом мощности. Спектральная плотность получится наивысшей, а этого нам и надо.

Все цифровые виды связи.

Если взять стандартную табличку с перечислением основных характеристик наиболее употребимых видов цифровой связи, и дополнить её значениями предельной чувствительности под уровнем шумов для тех случаев, для которых такие данные сыскались, табличка сразу приобретает особую ценность. Вот она.

Понимая, что «высокоскоростные» цифровые режимы заточены под УКВ, а для многолучевого приёма на коротких волнах пригодны лишь режимы со скоростями передачи информации в единицы (максимум десятки) Бод, как раз и стоит ориентироваться на самые медленные моды, с наименьшим параметром «Lowest SINAD», и наибольшим «Duty Cycle».

Навскидку явно не хуже эталонного PSK-31 должны быть MFSK16, OLIVIA-8-250, какой-то из вариантов THOR. Осталось лишь изыскать софт для Андроида с поддержкой вот этого всего.

Было бы здорово, если б софтинка позволяла работать не с каким-то одним цифровым видом связи, как мы это уже наблюдали на примере DroidPSK, а чуть ли не со всеми. И да, хотелка про автоматическую работу, прозвучавшая чуть ранее, тоже очень соблазнительна. Мы видели в Ютубе так называемый «КВ пейджер», и такой софт весьма здравый и нужный.

AndFlmsg и работа с приложением.

В свободном доступе сыскался смартфонный софт AndFlmsg в версии 1.3.7, являющийся симбиозом двух проектов, Fldigi и Flmsg. Домашняя страница.

В авторском описании говорится, что низкоскоростные моды должны отлично работать через аудио связь смартфона (микрофон и динамик) без всякого проводного интерфейса.

Теперь смотрим, как это работает.

На морде приложения поясняется, что для перехода к функционалу нужно делать свайпы, а не просто бить буквы в строку на дне страницы, да жать кнопку. Но сначала положено сходить в меню свойств программы, и поставить галку, позволяющую далее выбрать необходимую цифровую моду:

Панель настроек AndFlmsg.Список цифровых мод AndFlmsg.

Самих цифровых мод очень много, буквально замучаетесь листать, штук 70 точно будет. Но почти все они имеют хождение на УКВ. Кв-шные уже вскользь упоминались, для пробы пойдёт любая из «Оливий». Не обязательно стандартная, можно выбрать что-то чуть более пробивное.

Теперь, чтобы сформировать радиограмму для передачи, нужно свайпить до экрана центра сообщений (слева), и жать кнопку «Compose». Возникнет целый список заготовок (справа):

Центр сообщений AndFlmsg.Шаблоны радиограмм AndFlmsg.

Понимая, что софт призван решать глобальные задачи, служа транспортом для передачи документов в инфраструктуру КВ-сетей и пересылки изображений (например, карт погоды), шаблоны радиограмм весьма затейливые. Можно на них посмотреть:

  1. Blank Form
  2. CSV Form
  3. HICS 203 - ORGANIZATION ASSIGNMENT LIST
  4. HICS 206 - STAFF MEDICAL PLAN
  5. HICS-213 - INCIDENT MESSAGE FORM
  6. HICS 214 - OPERATIONAL LOG
  7. IARU MESSAGE
  8. ORGANIZATION ASSIGNMENT LIST
  9. INCIDENT RADIO COMMUNICATIONS PLAN
  10. COMMUNICATIONS LIST (ICS-205A)
  11. MEDICAL PLAN
  12. GENERAL MESSAGE (ics-213)
  13. UNIT LOG
  14. UNIT LOG wide
  15. RADIO REQUIREMENTS WORKSHEET
  16. COMM Log ICS309 ARES/RACES
  17. Picture Message
  18. Plaintext Message
  19. THE AMERICAN RADIO RELAY LEAGUE RADIOGRAM VIA AMATEUR RADIO

Для наших целей достаточно двух первых шаблонов с единственным текстовым полем. Пишем туда своё сообщение, и нажимаем кнопку сохранения в исходящих. В центре сообщений в папке исходящих должно сформироваться задание, с присвоением ему имени по дате и времени, либо так, как оговорите в настройках (правый рисунок).

Создание простого текстового сообщения в AndFlmsg.Папка исходящих сообщений AndFlmsg.

Только сперва тщетельно изучите возможности выбранной моды. Какие-то из них поддерживают UTF, а какие-то лишь символы ASCII. Но в общем случае моды, пригодные для работы на КВ, кириллицу не разумеют.

Правда, конкретно это приложение в настройках модема позволяет активировать для моды «Оливия» поддержку UTF, что открывает нам возможность работы с кириллицей. Но софт на том конце радиолинии тоже должен быть способен на такой же выкрутас.

Далее сообщение следует передать, для чего существует кнопка «Sent» или более решительная, «Send All Messages». Смартфон начнёт заливаться соловьём, и делать это он будет долго. Предполагается, что звук уходит по кабелю или Блютузу в радиостанцию, там срабатывает VOX, и тем самым активируется передатчик. Как звук иссякнет, радиостанция вернётся в режим приёма.

Приёмный терминал выглядит лаконично.
Состояние после приёма нашей радиограммы:

Приёмный терминал AndFlmsg.Передающий терминал AndFlmsg.

Последовательно обозрим терминал сверху вниз.

Индикатор CPU показывает загрузку процессора.
Не очень понятно, так ли уж он тут нужен.

Официальный мануал предупреждает, что при загрузке процессора более 75% приложение может работать нестабильно в некоторых ресурсоёмких модах, таких как THOR или PSK***R, так что нагрузку следует уменьшить. Например, отключить окно с «водопадом», сходить в меню настроек приложения, и обозначить там в специально предусмотренном пункте, что процессор-то слабый. Видимо, математика начинает работать в щадящем режиме.

Но вряд ли ограничение по ресурсам будет актуально для современного смартфона. Даже у древнего смартфона, которому лет пять-семь есть точно, индикатор CPU не зашкаливает.

Ниже два чекбокса, RxRsID и TxRsID, ответственные за понимание преамбулы сеанса связи в режиме приёма, и формировании её же перед передачей данных. Преамбула оговаривает, какая именно мода запущена в работу, чтобы декодер в неё переключился.

Окно с «водопадом» можно спрятать или отобразить триггерной кнопкой «W.FALL ON/OFF». Кнопки справа от водопада регулируют усиление тракта, индикатор уровня сигнала зовётся S2N, он не отключаемый. На него же выведен шумодав «Sqlch», уровень которого регулируется кнопками «SQLCH UP» и «SQLCH DOWN».

Так как фактически на индикаторе S2N отображаются сразу два параметра, уровень шумоподавителя и сила сигнала, а индикаторные полоски для них одинакового жёлтого цвета, обращайте внимание на яркость этих полосок. Та, что бледнее, приписана к шумоподавителю, а поярче - к сигналу.

С шумоподавителем связана одна тонкость, требующая понимания.

Предшествующий опыт нас учит, что сигнал в каналах связи обязательно должен быть выше уровня шума, в идеале хотя бы в 4 раза (12 dB SINAD). На УКВ в ЧМ моде так и поступают - шумоподавитель выставляют чуть выше уровня атмосферных шумов, более сильный сигнал шумоподавитель открывает. Возможен не пороговый, а спектральный шумоподавитель, но сути дела это не меняет.

С цифровыми модами так поступать уже нельзя, потому как нижний предел декодирования в 3-5 раз ниже уровня шума. То есть на водопаде приёмника ничего ещё толком не видно, чутким ухом звуки модуляции не слышны, но декодирование уже возможно.

Понятно, что если включить шумоподавитель, выставив его так, как мы привыкли, никакого толка от цифровых видов связи мы не получим. Особенно если работаем на КВ.

Поэтому в реальной работе шумоподавитель должен быть отключен, убран на минимум. На экране приёмного терминала выше «водопада» начнут рисоваться какие-то случайные символы, и это нормально. При поступлении сигнала цифровой моды произойдёт синхронизация, фантомные символы генерироваться перестанут.

Стартует процесс приёма радиограммы, по завершении которого софт сверит контрольную сумму, и при её совпадении радиограмма попадёт в папку входящих, где и может быть прочитана впоследствии.

Идеологически получается что-то типа почтового клиента. Сидеть и таращиться в экран нет нужды, принятые сообщения сохраняются и дожидаются, пока их прочтут, либо передадут куда-то дальше магией смартфонных технологий.

Кстати, вовсе не обязательно общаться полноценными радиограммами, как сказано выше. Если перейти на морду приложения, на дне страницы будет строка для ввода буковок. Пишем там нужные символы, да жмём кнопку, отправляя свои буковки в эфир. Но такая переписка, не по шаблону, никак не протоколируется, и в Центре Сообщений не сохраняется.

Остальные элементы интерфейса или самоочевидны, или несущественны. Кнопка «TUNE» запускает в передатчик тон на несколько секунд, позволяя настроить антенно-фидерное устройство, обозначить себя в эфире, локализуя по частоте, и т.п.

Хотя к приложению AndFlmsg ни один дизайнер даже и близко не подходил, мы ему это простим. Не будем занудно эстетствовать и издавать богемные вздохи. В конце концов, у нас в руках не гламурный айфон, а всего лишь презренный андроидный смартфон, да? Ну и вот.

Раздумья над выбором цифровой моды.

Очень удачно сложилось, что в Стране уже существует проект «КВ Пейджер», про который на самом деле мало что известно, но его работа запечатлена на видео. Люди опознали модуляцию как MFSK, скорость от 1 до 5 Бод. По крайней мере, так было в самых ранних версиях.

Естественно, такие параметры брались не с потолка, а оптимизировались под NVIS на 80-метровом диапазоне. То есть под реальные условия эфира, с его замираниями и многолучевым приёмом.

Столь малободовые моды изучаемое приложение нам не предлагает, но какой-то самый близкий к ним аналог надо сыскать. И экспериментально подтвердить.

Испытания.

Местный автор поступил просто, подключив к «Радиостанции 151 палаты» полноразмерную дипольную антенну, развёрнутую в городских условиях, прямо посреди локации с шумом и треском мегаполиса. К приёмнику проводом подсоединялся смартфон с приложением AndFlmsg. Нужен 4-пиновый 3.5-мм штекер. Кстати, редкий зверь.

В качестве передатчика использовался генератор сигналов в режиме DSB модуляции. Модуляция подавалась внешняя, записанным на компьютер сигналом цифровой моды, предварительно созданным тем же приложением. Нагружался генератор локальной короткой антенной.

То, что сигнал DSB, а не LSB, особой роли не играет. Подавление ненужной полосы (USB) у приёмника никак не ниже 50-55 dB, а так как эфирный сигнал с генератора выставляется близко к уровню чувствительности приёмника, от наличия USB можно абстрагироваться.

Да, фединги таким образом никак не смоделировать, но зато помеховая обстановка вот самая настоящая. С грозовыми разрядами, «хвостами» SSB сигналов, и прочими радостями.

Далее сравнивались разные моды, с постепенным уменьшением амплитуды сигнала генератора, подаваемого в локальную антенну.

Выводы из всех этих экспериментов обескураживающие.

Ожидания приоритетности мод с наименьшим значением «Lowest SINAD» себя совершенно не оправдали. Лучше всего работали моды с самой узкой полосой сигнала и наименьшей скоростью передачи (которая в Бодах).

Удивительно, но семейства мод DominoEX и THOR никак себя не показали, что явилось полной неожиданностью. Правда, и доступны эти семейства в приложении не в самых младших модах. Но то, что есть, на КВ бесполезно.

Единственное, что порадовало, мода OLIVIA-4-125. Да, действительно, приём синхронизировался, даже когда звук модуляции ещё не ощущался на водопаде индикатора. Вполне возможно, что младшие моды (DominoEX4, THOR4) тоже не посрамили бы себя, будь они представлены в приложении.

Если бы нашёлся человек, сумевший пересобрать AndFlmsg из открытых исходников, но с включением самых младших мод OLIVIA, DominoEX, THOR, и, может быть, THROB, то такой сборке для применения на КВ цены бы не было. Особенно если резко сократить длину имён файлов, а вместо всех этих затейливых шаблонов радиограмм оставить лишь православную дырку для текста.

Ну а пока что OLIVIA-4-125 наш выбор.

Что в приложении AndFlmsg не понравилось.

Давайте вспомним нетленную телеграммную классику:

«Грузите апельсины бочками».
«Графиня изменившимся лицом бежит пруду».

Как оказалось, большинство сообщений на русском языке вполне может уложиться в 20-30 знаков. С учётом UTF кодировки, в которой кириллица удваивается в байтах, сообщение не должно передаваться дольше пары минут даже самыми младшими модами OLIVIA.

Однако из-за множества служебных флагов и тегов, сопровождающих текст, AndFlmsg кратно увеличивает время сессии. Собственно для сеанса связи все эти вспомогательные теги несущественны, но вот отключить их нельзя.

Что бы надо сделать по уму.

В современных смартфонах с разъёмами гарнитур всё не слава богу изначально (под стандартный штекер разъём могут даже и не поставить), либо разъём оказывается слишком уж хлипким. И тогда ясно, почему его не ставят :)

Однако, у AndFlmsg есть поддержка Блютуза, которая не просто заявлена, но ещё и работает. Наверное, этим можно воспользоваться.

Почти у каждого в барахле сыщется наушник блютузовой гарнитуры с давно помершим аккумулятором. Девайс-то ещё рабочий, но пользоваться им уже нельзя.

А ежели и не сыщется, то цена ему копейки:

BT гарнитура за доллар.

При наличии прямых рук нещадно его дербаним, отрывая динамик и микрофон, засовываем прямо в радиостанцию, подпаиваем питание, вход-выход заместо оторванных динамика с микрофоном. Возможно, через какой-то тумблер или коммутатор.

Всё, теперь у нас есть удобная связь между рацией и смартфоном без всяких проводов и ритуалов пищания динамиками в микрофоны.

Версия для десктопа и ноутбука.

Сетевая папка: w1hkj.com/files/fldigi/
Экзешник в ней найдёте сами, с апдейтами его URL меняется.

Архив версий: w1hkj.com/files/archives/Windows/
Хэлп на инглише: w1hkj.com/files/manuals/US_English/fldigi-help.pdf

Переключение программы FLDIGI на русский язык не очевидное:
Configure -> Operator -> UI -> General -> UI lanuage -> Русский

Другие статьи категории «Радиосвязь»

Самодельная End Fed антенна на 80 метровый диапазон.

Самодельная End Fed антенна на 80 метровый диапазон. В одной из прошлых публикаций мы овладевали искусством построения максимально простой SSB радиостанции, но при этом ещё не тяготеющей к профанации. Теперь пришла пора укомплектовать её подходящей антенной. Обзор нескольких типов наиболее подходящих антенн в той публикации тоже содержится. После анализа всех вариантов приходится признать, что не самой лучшей, но наиболее практичной будет «End Fed антенна», что на местный диалект переводится как «запитанная с краю».

Самодельная бюджетная SSB КВ радиостанция 151 палаты.

Самодельная бюджетная SSB КВ радиостанция 151 палаты. Пост не типичен для этого ресурса, однако потенциально самый полезный из всего, что тут вообще есть. Возможно, даже культовый, хотя и предельно нишевый. Понимающий оценит, равнодушный пройдёт мимо. О чём пойдёт речь. Далее по тексту предвидится изобретательская деятельность по построению в некоторой степени инновационного SSB радиоканала.

BaoFeng UV-5R: дальность связи с разными антеннами.

BaoFeng UV-5R: дальность связи с разными антеннами. Данная статья является логическим продолжением материала про китайскую вундерваффе. Ибо в том материале остались недосказанными некоторые практические моменты, которые в саму статью дописывать теперь уже вряд ли имеет смысл - её из-за объёмности и так фиг осилишь. Но оговорить сугубо практические вещи всё-таки хочется, дабы не прослыть диванным аналитиком.
Все заметки категории «Радиосвязь»