mercoledì 27 novembre 2019

Decodifica del Digital Radio Mondiale

Da alcuni anni, nonostante il continuo declino delle trasmissioni commerciali in modulazione di ampiezza, si ascoltano in onde medie ed onde corte diverse trasmissioni digitali.

E' il caso, per esempio, della Voice of America o della WRMI da Miami che trasmettono in onda corta in MFSK, vedi il mio precedente post: Shortwave Radiogram.

Hanno più o meno tutte in comune una cosa: per la decodifica, e l'ascolto, hanno bisogno di un computer e di un apposito sofftware per la demodulazione.

E' questo il caso del Digital Radio Mondiale. Il mercato offre alcuni ricevitori in grado di decodificare questo modo, ma la loro diffusione è alquanto limitata, anche grazie alla disponibilità di web radio e musica in streaming.

Ma mentre per quest'ultime tecnologie, la web radio e lo streaming internet, si pagano come servizio, l'ascolto di musica da un seppur non proprio comune ricevitore radio rimane gratuito. Basti pensare alla Digital Radio DAB+ disponibile ormai su tutte le nuove autoradio.

Il sistema

La trasmissione avviene in Modulazione di Ampiezza in Quadratura (QAM), l'audio è codificato in MPEG4-AAC ed impiega la Coded Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (COFDM).

Fig. 1 - OFDM



Fig. 2 - Flusso COFDM

La banda passante utilizzata è quella di un normale canale radiofonico o appena superiore, 9 o 10 kHz; anche in presenza di interferenze è sempre possibile l'ascolto, grazie soprattutto alla forte correzione di errori Forward Error Correction (FEC).

Fig. 3 - Decodifica del segnale
Vengono trasmessi sino a quattro canali audio (trasmissione multilingue simultanea), fig. 3, ed è possibile inviare testo ed immagini contemporaneamente al parlato.

La compressione audio molto spinta, la particolare trasmissione dei dati e la larghezza di banda disponibile permettono un flusso anche superiore a 20 kb/s.

In figura 2 si vede una parte di trasmissione in AM a 7525 kHz ed il flusso di dati a 7550 kHz, corrispondente ad una trasmissione di All India Radio in due lingue.

L'audio è verosimilmente migliore rispetto alla tradizionale fonia in modulazione di ampiezza, ma deve avere sufficiente potenza per poter essere ascoltato correttamente. Le evanescenze si traducono in "buchi" che talvolta possono diventare fastidiosi, effetto che però viene compensato dal software di ascolto e dalla migliore qualità audio.

Fig.4 - Radio Romania Internazionale
Fig.5 - Decodifica con DReam


L'ascolto si fa in modo casalingo, interfacciando la media frequenza di un comune radio ricevitore mediante un apposito semplice circuito, alla scheda audio del proprio computer; si veda a proposito quanto spiega Ivo I6IBE sul suo sito; si procede quindi alla demodulazione con software come DReam o Sodira.

Per ulteriori informazioni consultate lo standard europeo ETSI ES 201 980.

Il setup per l'ascolto

La mia stazione radio è già predisposta per operare in modi digitali, per questo ho due ricetrasmettitori e due ricevitori dedicati collegati alle rispettive interfaccie.

Ma per questa esperienza di ascolto ho usato il pan-adapter realizzato per il Kenwood TS-850: essendo già connesso alla seconda media frequenza del transceiver, esso mette a disposizione 48 kHz di banda per l'ascolto.

Per la sintonia uso HDSDR, configurato per gestire sia il Kenwood che il programma CAT, che in questo caso è DReam direttamente.

L'accoppiamento audio viene fatto digitalmente con un Virtual Audio Cable. Ovviamente non è questo l'audio da ascoltare, l'altoparlante del computer va collegato all'uscita decodificata di DReam.

La sintonia non è difficoltosa, raccomando comunque di far in modo di avere il massimo segnale RF disponibile (nel mio caso il preampli attivato sul TS-850) ed una ottima antenna.
Non mi resta che augurarvi buoni ascolti e buon divertimento!

73 de Andy IV3ONZ


Link utili e bibliografia:

martedì 30 luglio 2019

NOAA-15, fine di un mito

Dopo vent'anni di onorata attività, il satellite meteorologico polare NOAA-15, lanciato nel lontano maggio 1999, si è guastato nuovamente.
Il problema, lo stesso dopo alcuni giorni, si è ripresentato:

Dal sito del NOAA:

"The NOAA-15 AVHRR Scan Motor current began showing signs of instability at approximately 04:00 UTC on July 23, 2019. At about 0435 UTC the current rose sharply to about 302mA where it has remained. Scan motor temperature began rising about the same time and is currently steady at ~26M-0C. Black body temperatures dropped sharply at about the same time. The instrument appears to no longer be producing data. This behavior is consistent with a scan motor stall, but requires further investigation. Options for recovery are limited."

Vi è stato un tentativo di recupero:

"Update 1: As of ~1600 UTC July 25, 2019 (DOY 206), the current remains saturated at 302mA. The instrument has completely stopped producing data at this point, indicating the scan mechanism has totally stalled. The instrument will be left powered on in the hope that it may eventually break free. This anomaly is still under investigation."

"Update 2: As of ~2100 UTC July 25, 2019 (DOY 206), the AVHRR motor current has dropped sharply to ~200mA and the instrument has apparently recovered and is once again producing data. Scan motor temp has also dropped and black body counts have returned to normal. The instrument will continue to be monitored for any further changes."
L'ultima immagine ancora riconoscibile ricevuta, il 29 luglio alle 18.01 UTC

Nuovamente guasto

Da oggi, 30 luglio, le immagini ricevute sono così:
NOAA-15, 30 luglio 2019 ore 06.13 UTC
Questo satellite doveva durare 5 anni dalla data del lancio. Superando la sua aspettativa di vita, è sopravvissuto sia al NOAA-16 (mai funzionante come APT, decommissionato il 9 giugno 2014) che al NOAA-17 (decommissionato il 10 aprile 2013).
Si spera in un ulteriore recupero.

Rimangono in orbita ancora il NOAA-18, operativo sin dal 30 luglio 2005 ed il NOAA-19, operativo dal 2 giugno 2009.
Non è previsto più alcun lancio di satelliti polari di tipo analogico, a bassa risoluzione, funzionanti in banda 137 MHz.

Quindi, questi ultimi lavoreranno sino alla loro fine del servizio che, se sarà come quello del loro fratello NOAA-15, si aggirerà attorno al 2029...

73 de Andy IV3ONZ


Link utili e bibliografia:


domenica 17 febbraio 2019

Segnali dallo Spazio

La ricezione di immagini dalla Stazione Spaziale Internazionale


 

Molti astronauti hanno anche la patente di Radioamatore.
Sebbene sembri una cosa di poco conto, è l'unico sistema per poter comunicare con altri Radioamatori a Terra.
A partire dal 1983, a bordo della MIR prima, a seguire sugli Space Shuttle dopo, ed ora sulla ISS, sono state intallate vere e proprie stazioni radio amatoriali. L'ultimo upgrade è stato montato con la corrente spedizione (Expedition 58).
Il nominativo della ISS è RS0ISS per la parte europea (russa) e NA1SS per la parte statunitense.
Sono Radioamatori anche i nostri Astronauti Paolo Nespoli (IZ0JPA, Link to QRZ) e Samantha Cristoforetti (IZ0UDF, Link to QRZ).


Il Progetto ARISS

Il progetto noto come "Amateur Radio on the International Space Station", fu creato e gestito da un consorzio internazionale di organizzazioni radio amatoriali ed agenzie spaziali, incluse la NASA, Rosaviakosmos in Russia, la Canadian Space Agency (CSA), la Japan Aeronautics Exploration Space Agency (JAXA) e la European Space Agency (ESA). Lo scopo primario dell'ARISS è la promozione dell'esplorazione della scienza, della tecnologia, dell'ingenieristica e della matematica attraverso contatti programmati tra radioamatori, l'equipaggio della ISS e gli studenti nelle scuole. Il tutto dopo una attenta preparazione sullo spazio e relative tecnologie con la collaborazione dei Radioamatori.

L'attività del 15/17 febbraio

Dal 15 al 17 febbraio scorso, sono state trasmesse una sequenza di 12 immagini in Slow Scan Television, modo PD120, allo scopo di testare la funzionalità dei nuovi ricetrasmettitori installati.
La frequenza di lavoro è 145.800 MHz FM.
Il segnale è facilmente ricevibile con un ricevitore per la banda amatoriale dei 2 metri, anche un portatile oppure un dongle RTL-SDR va bene.
La demodulazione del segnale SSTV può esser fatta da PC Windows, Linux, MAC e da smartphone Android.
Personalmente ho utilizzato la mia postazione QRP con lo Yaesu FT-817ND, il PC portatile con Linux Antix e l'interfaccia audio/CAT autocostruita.

I programmi usati sono GPredict per la visualizzazione della posizione dell'ISS ed il tracking della radio, e QSSTV per la demodulazione sel segnale SSTV.


Il tracking della radio è utile se si vogliono ricevere segnali prodotti da sorgenti in movimento, poichè per effetto Doppler la frequenza è più alta (sorgente in avvicinamento) o più bassa (sorgente in allontanamento).
La ISS è su un'orbita terrestre bassa, mediamente di 408 km, e viaggia ad una velocità di 27600 km/h.
Lasciando in funzione il tutto dalla mattina alla sera, ho potuto ricevere le immagini. Mi aspettavo i classici problemi di evanescenza dovuti alle rotazioni di fase ed agli angoli di arrivo dei segnali non proprio orizzontali, visto che ho usato una collineare verticale per i 6-2m/70cm (una Hoxin MA-2000). Ma le immagini sono nitide e quasi prive di rumore.

Le immagini

Ed ecco le immagini:








73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:


mercoledì 23 gennaio 2019

Digital selective-calling

Un particolare ascolto della banda nautica

 



I collegamenti radio tra stazioni costiere e natanti avviene in modo automatico in onde corte per mezzo del Digital selective-calling.
E' parte integrante del sistema di comunicazione GMDSS, integra un riconoscimento automatico delle stazioni e convoglia informazioni di Distress, Safety, Routine o Urgency.
Si ascoltano su apposite bande di frequenza, sono brevi messaggi in FSK nello standard SITOR B a 100 baud / 170 Hz di shift.
Le frequenze DSC in onde corte sono:
  • 2187,5 kHz
  • 4207,5 kHz
  • 6312,0 kHz
  • 8414,5 kHz
  • 12577,0 kHz
  • 16804,5 kHz
I messaggi Distress contengono l'identificativo MMSI, un codice univoco di nove numeri; la posizione geografica; la eventuale richiesta di frequenza in fonia ed il tipo di chiamata.
Questi messaggi avvengono tra nave e nave, costa e nave o nave e costa.
Generalmente, avviene un collegamento tra due punti con una chiamata ed una successiva risposta.

Dettagli tecnici

E' un sistema sincrono che adopera una serie di caratteri, 127 simboli, composti da un codice a correzione degli errori a 10 bit.
Viene trasmesso in J2B con uno shift di 170 Hz ed un modulation rate di 100 bit/s (SITOR B).

L'ascolto

Per la decodifica utilizzo il software open source YADD di Dirk Claessens. E' un programma di facile utilizzo che va interfacciato alla radio per la decodifica dei segnali. Allo scopo, si possono usare le varie interfaccie descritte in questo blog senza problemi.


Non ha un controllo diretto del CAT delle radio, se non per i ricevitori Icom ed il Perseus; la frequenza va impostata quindi manualmente.
Registra comunque ogni messaggio fornendo informazioni sia sulle navi che sulle stazioni costiere.

E' veramente interessante seguire il traffico radio marittimo, non solo per curiosità personale, ma anche per avere un'indicazione alternativa sulle condizioni di propagazione ionosferica.

73 de Andy IV3ONZ

Link utili e bibliografia:

  • M. Pierantoni, M. Vinassa de Regny, "Confidential radio secret 1", Sandit libri 2005
  • Recommendation ITU-R M.493-14, "Digital selective-calling system for use in the maritime mobile service", (09/2015)
  • DXLab suite
  • Dove scaricare YADD