Ich erhielt eine Nachricht in der Mail mit der Frage, wie ein Tonsignal für einen Leuchtturm im PI4 -Modus bildet.
In dem Artikel spreche ich darüber, wie man es ohne die Verwendung von Hardware der dritten Teilnahme macht, nur Linux mit Softwarefunktionen.

Einführung

Radio-Beacons auf der VHF sind so konzipiert, dass sie das Signalübergang verfolgen und die Bedingungen des Tropos bestimmen, bei denen aufgrund der erhöhten Refraktion von Funkwellen Funkkommunikation bei VHF mit hohen Signalpegeln möglich wird. An gewöhnlichen Tagen ist die Aktivität von Amateur -Radioamateuren auf VHF niedrig, aber in den Tagen eines starken Pfades steigt sie wiederholt an, da die Hörbarkeit von entfernten Korrespondenten in analogen Regimen CW, SSB und Digital Spezies FT4, FT8, JT65A und andere dramatisch verbessert wird. Um eine Verbesserung der Ausbreitung von Funkwellen an VHF rechtzeitig zu erkennen, werden Beacons verwendet. Es ist ständig oder meiste Zeit Stromübergänge angelegt Frequenzen für das v..

IARU in der Region 1 ermöglicht schmale Lane -Bazine in Abschnitt 144.400 - 144.490 MHz gemäß VHF -Bandplan das russische Netz der Häufigkeiten des Amateurdienstes in der jüngsten Entscheidung der staatlichen Kommission für Funkfrequenzen (Gkrch) Russland vom 15. Juli 2010 Nr. 10-07-01 Referenz на частотный план диапазона R1: "при использовании радиочастот для любительской службы рекомендуется учитывать частотный план Международного союза радиолюбителей для района 1 в части, не противоречащей настоящему решению ГКРЧ". Полоса сигнала телеграфного маяка не должна превышать 500 Гц. Для широкополосных экспериментальных маяков исследований слабых сигналов предназначен участок 144,491 - 144,493 МГц, где разрешена полоса сигнала до 20 кГц.

Die Häufigkeit des RB1CA -Leuchtturms in Priozersk beträgt 144,420 MHz, der UA1ZFG -Leuchtturm in Murmansk - 144,430 MHz.

PI4 ist eine ideale digitale Modulation, die der IRU IRU für das VHR der Region 1 -Radio -Beacons im gemischten Modus "MGM - CW - Curvatory" entspricht. Die Dauer der Übertragung beträgt 1 Minute (kontinuierliche Übertragung durch fast ohne Pausen - 100% Arbeitenzyklus 60 Sekunden) und dann wird die Übertragung wiederholt.

Im Artikel "Radio -Takon RB1CA in Priozersk" приведен опыт приёма маяка в программе PI4RX для Windows.

Suche nach Informationen zu den Methoden der Signalbildung brachte mich auf die Website Oz2m "nächste Generation Beacons".

Ressourcen für das Schreiben eines Programms

• Die Hauptstelle für PI4-Modulationen und der Leuchtturm:Oz2m.
• Beschreibung des PI4 -Algorithmus:https://rudius.net/oz2m/ngnb/pi4.htm
• Github -Projekt "Guenaels kleines Leuchtfeuer" - исходный код для формирования номеров в последовательности частот PI4.
  *Einfacher PI4 -Beacon -Sender im GNU -Radio радиолюбителя PE1ITR для формирования WAV-файла - основа для данной статьи.

Was ist die PI4 -Modulation?

Die Beschreibung der Modulation wird auf der Website veröffentlicht Oz2m.

PI4 - Modulation mit 4 Tönen (FSK). Zwei Töne können nicht gleichzeitig klingen.

ПарDie Modulation der FSK-Modelle hängt vom Koeffizienten k ab, der die Werte 40, 80, 96 und 120 annehmen kann. Tatsächlich erkennt PI4-RX nur eine Modulation mit K = 40 und verwendet sie. Außerdem heißt es "PI4 -Modulation".

КажDie Doy -Frequenz kann der Übertragungsdauer von 0, 1, 2 oder 3. zugeordnet werden, die von der Maschine (mgm -Maschine erzeugte Modus) ungefähr 24 Sekunden beträgt.

An der Rezeption ist es erforderlich, die Empfangsfrequenz mit einer Genauigkeit von +- 50 Hz im Vergleich zum Träger 800 Hz festzulegen (vorzugsweise +- 12,5 Hz, um die Frequenzfilterbandbreite von 100 Hz bis 50 oder 25 Hz einzugrenzen).

Четыре тона выровнены по сравнению с несущей 800 Гц на

• Ton 0: -117,1875 Hz
• Ton 1: 117.1875 Hz
• Ton 2: 351.5625 Hz
• Ton 3: 585.9375 Hz

Der Abstand zwischen den tones deltaf = 12000/2400 * k für den Koeffizienten k = 40 beträgt 234,375 Hz.
Die Dauer des Symbols Sound 2000/12000 = 0,166 Sekunden.

[Mark] Frequenztöne PI4 (k = 40) [/mark]

FREQ0 = 682,8125 Hz
FREQ1 = 917,1875 Hz
FREQ2 = 1151,5625 Hz
FREQ3 = 1385.9375 Hz

Die Frequenz des Lagers = 800 Hz - für die genauen Einstellungen für das Signal (wichtig!).

Der erste Ton für DFCW = 800 Hz
Der zweite Ton für DFCW = 800-234,375 = 565,625 Hz (die Frequenz ist nicht grundlegend, da CW in PI-RX nicht erkannt wird).

Leuchtturm -Arbeitskreislauf PI4

Der Transmissions -Wiederholungszyklus - 1 Minute beginnend mit 00 Sekunden (Zeitsynchronisation am Sender und Empfänger sollte sehr genau sein - besser +-1 Sekunden.

Reihe von Versorgungsunternehmen zur Bildung von PI4

Die Regel des Schreibens des Anrufzeichens im ersten Teil der Nachricht (MGM)

Die Länge des Anrufzeichens sollte 8 Zeichen betragen. Nach dem Anrufzeichen und den „Brüchen“ müssen Sie die Zeile am Ende auf 8 Zeichen mit Lücken ergänzen.

Durch Hinzufügen von Redundanz und den Funktionen der Überwachung werden diese 8 Zeichen während der Codierung in eine pseudo -lablbare Sequenz von 146 Zeichen konvertiert. Die Dauer jedes Symbols im PI4 -Standard wird 2000/12000 = 0,1666 Sekunden ausgewählt. Die Gesamtdauer des MGM -Teils der Nachricht, in der das Anrufzeichen mit Hilfe von 4 Tönen übertragen wird - 24,32 Sekunden .

Die Regel, eine Nachricht im zweiten Teil der Übertragung des Leuchtturms (CW) zu erstellen

Die Übertragung des Anrufzeichens und des Locators mit einer Geschwindigkeit von 12 WPM sollte 12-20 Sekunden betragen, beispielsweise dauert die RA1AHQ KO59CT-Nachricht 16,5 Sekunden. Wenn das Anrufzeichen kürzer ist, 4-stellend, nimmt die Länge der CW-Nachricht ab und die Länge des nachfolgenden CW-CW erhöht sich automatisch, was im Skript pi4-wav.sh enthalten ist.
Aufgelöste Zeichen - 0123456789ABCDEFHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ /.
Die Einschränkung der Zeit des zweiten Teils der Übertragung ist darauf zurückzuführen, dass die Zeit auf dem Signal "Stimmungs" - Carrier 800 Hz bleiben sollte.

Carrier 800 Hz für die Konfiguration (Dritter Teil des Programms)

Das SOX-Dienstprogramm, das mit Parametern aus dem PI4-WAV.SH-Skript 800-Hz-Träger (zur Konfiguration durch "Null-Beats") zum Übertragungszeit bis zu 60 Sekunden-60-24.3-16,5 = 19 Sekunden aufgerufen wird. Die Länge des letzten Teils des Lagers: 16-24 Sekunden, abhängig von der unterschiedlichen Dauer des CW-Teils.

Die Regel der Ausgabe der PI4 -Leuchtturmnachrichten in der Luft

Nachrichten sollten mit maximaler Genauigkeit durch die Zeit über das NTP -Protokoll synchronisiert werden.
Eine akzeptable Genauigkeit bis zu einer Sekunde. Der Beginn der Nachrichtenübertragung beträgt 00 Sekunden jeder Minute.

Die Dauer der Nachricht ist beispielsweise 58 oder 59 Sekunden etwas kürzer. Jede Minute wird die Nachricht von Anfang an gestartet. Der Sender im USB (oder DIG) -Modus sollte ständig funktionieren, und die Modulation wird mit der rechtzeitigen WAV -Datei durchgeführt.
Die Senderfrequenzdrift sollte +- 50 Hz ( 0,5 ppm = 72 Hz) bei einer Frequenz von 144,4 MHz nicht überschreiten.

Anweisungen (So verwenden Sie eine Reihe von Programmen)

0) Setzen Sie Pakete für die Kompilierung und das SOX -Programm für die Klangsynthese - eine Sinus einer bestimmten Frequenz und Phase.

sudo apt-get install build-essential sox

1) Korrigieren Sie das Anrufzeichen im Originaltext der Datei Stage1.c. Das Anrufzeichen zusammen mit den letzten Räumen sollte streng 8 Zeichen einnehmen!
Vergleichen Sie das Programm und führen Sie es aus:

nano stage1.c
gcc stage1.c -o stage1
./stage1

2) Korrigieren Sie den Text für die CW -Nachricht des zweiten Teils der Leuchtturmarbeit, kompilieren Sie das Programm, starten Sie es:

nano stage2.c
gcc stage2.c -o stage2
./stage2

3) Bearbeiten Sie pi4 -wav.sh - schreiben Sie Sequenzen aus den Absätzen 1 und 2 auf.

Nano pi4-wav.sh

4) Starten Sie eine Datei, die eine WAV -Datei für einen Leuchtturm erstellt

bash pi4-wav.sh

4) Hören Sie sich die Datei im selben Katalog an: result.wav

5) Wir verbessern die Qualität - wir reduzieren Klicks, wenn wir die Häufigkeit von Tönen (FSK -Zeichen) ändern - in Audacy wenden wir einen niedrigen Frequenzfilter an (entfernen Sie die Frequenzen von 2 kHz und höher) mit dem Equalizer -Effekt.

sudo apt-get install audacity
audacity result.wav

Zuweisen - alles
Effekte - Grafischer EQ

6) Speichern Sie den verarbeiteten Ton in der Datei result!.wav.

7) Vorbereitung auf den Start des Skripts - Installieren Sie ZSH

sudo apt-get install zsh

8) Starten Sie unter Linux -Skript run.zsh. Aus diesem Grund wird der PC in den Leuchtturm übertragen.

9) Starten Sie das Programm für Windows PI4-RX. Wir betrachten den "Wasserfall" (für den Test habe ich die Schallquelle eines PCs unter Linux mit einem Kabel mit einem Empfänger auf einem anderen PC unter Fenstern verbunden. Unter realen Bedingungen sollte der erste PC das Signal vom Sender vom Antennen -Leuchtturm anzeigen, und der zweite PC sollte an der Rezeption weit entfernt sein).

10) Bei der Beobachtung mehrerer Übertragungszyklen klären wir die Zeitkorrektur in der Datei run.zsh (ich habe eine konstante -0,90 -Sekunden), damit der Empfang eine minimale Abweichung des Starts von ~~ beginnt, beginnend eine Minute von 0 Sekunden ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 59 Sekunden. Zum Beispiel von -1,2 bis +0,2 Sekunden abhängig vom Zyklus.

Archiv mit den ersten Programmentexten:
*Pi4.zip

Data der letzten Änderung: 11.08.2025

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