From c63d0bfae2bd22463138a787454671624703abce Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: BloodBladeW <16695005+BloodBladeW@users.noreply.github.com> Date: Tue, 5 Mar 2024 23:07:26 +0800 Subject: [PATCH 1/4] =?UTF-8?q?Create=2001.=E5=B8=B8=E7=94=A8=E9=80=9A?= =?UTF-8?q?=E4=BF=A1=E6=A8=A1=E5=BC=8F=E7=AE=80=E4=BB=8B.md?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../01.常用通信模式简介.md | 114 ++++++++++++++++++ 1 file changed, 114 insertions(+) create mode 100644 docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md diff --git a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md new file mode 100644 index 0000000..099ccf1 --- /dev/null +++ b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md @@ -0,0 +1,114 @@ +--- +title: 常用通信模式简介 +date: 2024-3-5 22:39:00 +categories: + - HamCQ手册 + - 什么是业余无线电 + - 常用通信模式简介 +tags: + - +--- +> 本文编辑：@BloodBlade + +# 等幅电报 CW + +等幅电报是最古老的无线电通讯方式之一，其原理是发射一个时断时续的纯正弦波信号。通过信号存在与否来进行解析得到信息。 + +## 摩尔斯电码 + +摩尔斯电码是通过信号出现和消失的时间长度来对应特定的字符。其中，最短时间的是字符点（·）、三倍于点时长的是划（-）、与点相同的无信号时间则为空（ ）。三种字符根据不同的排列组合代表不同的字母。字母与字母之间使用三个空的时间来分隔、单词与单词之间则用七个空的时间来分隔。 + +摩尔斯电码的字符组合可以与各种语言的字母、发音或者文字相对应。在业余无线电中，通常使用摩尔斯电码来传递英文字母。 + +# 模拟调制 + +调制的作用是将想要传输的信号附加到发送信号中。与之相对的，解调则是从信号中提取出原始信息。 + +通过调制可以将信号转移到频谱中的其他位置，这使得信息更容易发送。通过将信号调制到不同频率上，可以让传输介质同时传输许多组信号。 + +调制被广泛应用于电信的各个领域中，例如有线电话、宽带网络中。这里主要介绍与业余无线电相关的调制模式。 + +### 幅度调制 AM + +幅度调制是最早使用的语音调制方法，也是最简单的语音调制方法。在调制过程中，载波的的幅度随着原始信号的幅度变化而变化。如果将调制后信号的的每一个波峰（或波谷）连接起来，这条连接线会呈现出和原始信号相同的形状。 + +由于幅度调制中，每个波峰和波谷之间的时间不变，因此幅度想要产生变化就需要让波形的斜率发生改变。而斜率的不断变化会导致新的频率产生，这些新的频率被称为边带。其中高于载波频率的部分被称作上边带，低于载波频率的部分被称之为下边带。 + +在幅度调制中，载波不携带信息，所有信息都由边带进行传输，并且两个边带互为镜像，传输同样的信息。因此幅度调制会占用两倍于原始信号的频率范围，也会将大量的能量浪费在载波和其中一个边带上。由于这些缺陷，幅度调制在很长一段时间中都被其他模式所取代，直到SDR设备兴起。 + +虽然幅度调制有着诸多缺点，但由于幅度调制设备最简单，因此许多老旧设备以及自制设备都使用幅度调制。幅度调制常见于业余无线电起步更早的海外，并且由于这些老旧自制设备大多使用固定频率的晶振，无法轻易调整频率，因此大多数AM电台会从特定的频率范围中选择一个来长期使用。而其他模式的使用者在遇到这类AM电台时，通常都会主动避让，选择其他频率。 + +### 单边带幅度调制 SSB + +单边带幅度调制是业余无线电中最常用的语音传输模式之一。由于幅度调制中只有边带携带原始信号，并且两个边带互为镜像。所以只需要传递一个边带的信号即可。因此，将幅度调制的载波和其中一个边带去除即可得到单边带幅度调制。根据去除和保留的边带不同，又可以分为上边带（USB）模式和下边带（LSB）模式。 + +在业余无线电中，高于9MHz的频率通常使用上边带，低于9MHz的频率通常使用下边带。这个规则是由于早期业余单边带设备通常是由搭载9MHz晶振的军用电台改造而来，而受限于当时的滤波器技术和火腿们的资金，在高于9MHz中保留上边带，低于9MHz中保留下边带是更简单和便宜的做法。在这些设备中，原始信号仍然为AM，只不过在后续处理时只有一个边带被保留和放大。而在接收时，接收机会在内部补全缺失的载波和边带之后再进行解调。 + +### 频率调制 FM + +频率调制中，载波的幅度不变，而是频率随着原始信号变化而变化。这种方式相较于幅度调制而言在传输过程中具有更好的抗干扰能力。由于这一优良特性，即使在无线电以外的领域，幅度调制也被广泛运用。 + +频率调制会占据更大的频率范围，因此在频率资源较为稀缺的业余短波频段中，只有位于最高的28MHz-29.7MHz频段范围中才能使用。此外，频率调制会产生捕获现象，即调谐器只能清晰的接受两个信号中最强的一个。而且相对于幅度调制，频率调制使用的电路更为复杂。 + +业余无线电所使用的频率调制使用更小的频率变化，因此被叫做NFM，而FM广播使用更大的频率变化来容纳更丰富的信息，也被叫做WFM。 + +# 数字模式 + +大多数业余无线电中所使用的数字模式通常是将数字信号与上述几种模式结合而来，即生成原始数字信号，传输到电台之后由上述方式调制之后进行传输。由于数字语音传输需要依赖于能够快速处理和压缩语音信号的编解码器，因此大多数数字模式都无法传输语音。 + +这些数字模式大多数都是从外部设备（电脑/终端节点控制器等）产生信号之后，传输到电台后由电台进行调制和发送。因此它们并没有固定的传输模式，而是取决于电台发射时选择的工作模式。 + +## 弱信号模式 + +弱信号模式可以通过计算机来辅助解析，即使是人类难以辨认的信号也能识别。常用于短波、月面反射、流星散射等传播困难的情况。常见的弱信号模式有FT8、FT4、WSPR等，这些模式通常与单边带模式配合使用。 + +## 慢扫描电视 SSTV + +慢扫描电视通常用于传输图像。并且它们并不一定是数字信号，一些慢扫描电视信号可以驱动长余辉的显像管来呈现图像。慢扫描电视可以通过单边带、幅度调制、频率调制等各种方式传输。由于慢扫描电视传输一次所需时间较长，通常在传输之前会发布预告来告知他人进行接收。 + +## 分组无线电 Packet + +分组无线电是使用分组交换方式来传输数据的模式，在数据链路层中使用由X.25改造为适用于业余无线电用途的AX.25协议。由于AX.25协议并未规定物理层，因此可以与其他任何传输模式配合使用。 + +### 自动数据包报告系统 APRS + +在互联网兴盛的今天，几乎没什么人使用分组无线电来传输普通数据。APRS则成为了分组无线电仅剩的主要用途。 + +APRS可以用于传输GPS坐标、短信、中继台频率、气象站信息等。得益于分组无线电的设计，APRS可以使用覆盖范围极为广泛的中继系统，以及与互联网相结合。 + +APRS使用AX.25中继，通常被称作digirepeater，它可以接收APRS数据包，解析之后重新发出。而下一个digirepeater在接受到上一个数据包时也会重复该过程。这样可以由多个中继接力传输。如果数据包的路径（通常所谓的TTL）设置的很大，则有机会进行超长距离的传输，不过这会占用大量的中继资源，并不提倡。 + +除了通过无线电传输的网络以外，APRS还可以通过iGate网关接入互联网。iGate网关可以将接受的数据包通过互联网发送至APRS-IS服务器，并将APRS-IS服务器传来的数据重新发送到无线电网络中。 + +此外还有一些网站从APRS-IS服务器中获取APRS数据并展示在地图上。例如aprs.fi或aprs.cn + +## VARA + +VARA是由EA5HVK所开发的闭源调制解调软件，有着用于SSB模式的VARA HF和用于FM模式的VARA FM两种不同类型。由于有着很高的传输速度以及对干扰和多径传播的抵抗力，因此受到了许多应急组织和商业用户等业余之外的用户的青睐。但由于闭源的代码、高昂的售价、仅用于Windows平台等缺陷而受到新近业余无线电爱好者的批评。 + +## 数字语音 + +由于数字语音依赖于音频编解码器（虽然与模拟时代的声码器原理不同，但现在也将这些编解码器称为声码器），因此数字语音模式直到近些年才进入业余无线电中。数字语音模式大多数都与FM模式绑定，因此难以用于短波频率。但是数字信号通常可以通过热点设备直接将传输到互联网中的服务器。相对于不稳定的短波传播，数字语音可以直接利用互联网来进行稳定的联络。 + +### 业余无线电数字智能技术 D-STAR + +D-STAR是日本业余无线电联盟JARL主导开发的业余无线电用数字模式，由于最早开发，因此使用了比较古老的AMBE+声码器。其功能上更贴近业余无线电的用途。除了基本的语音通信以外，还可以通过外接电脑或智能手机来实现文字聊天和图像传输。此外D-STAR还可以在1.2GHz频段提供纯数据通信模式并可以为电脑提供网络连接。 +D-STAR的设备主要由Icom生产，但Icom并未拥有D-STAR。此外，D-STAR的其他基础设施大都是由业余爱好者所开发。例如网关（用于将中继台连接至互联网）、反射器（将收到的数据转发给其他客户端，可以理解为网关之间的中继台）、注册系统、中继控制软件等。 + +### System Fusion + +System Fusion是八重洲基于专业无线电数字语音模式P25改进而来的业余无线电数字语音模式，和早期的P25模式一样使用C4FM的调制方式。继承了P25超高音质的优点，也提供了诸多方便业余爱好者使用的功能，例如可以直接在设备上搜索和切换聊天室、可以发送图片、新闻、公告、电子QSL卡、文字聊天等功能。但这些功能都由八重洲专有软件实现。业余爱好者虽然也按照D-Star的模式自行开发了反射器软件，但其他功能还需要依赖于逆向工程。 + +### 专业数字语音模式 + +专业数字语音模式常见的有摩托罗拉和欧盟主导的DMR模式、建伍与Icom联合开发的NXDN、北美政府机构使用的P25和欧洲政府机构使用的Tetra。其中DMR是最为常见的模式。相比于其他模式，DMR由于可以将12.5kHz的带宽进一步分割为两个6.5kHz的信道而大受欢迎。因此采用DMR的产品数量众多且价格低廉。是许多想要尝试数字语音模式的爱好者最先考虑的类型。 + +专业数字语音模式在开发时并未考虑业余爱好者使用，在设计上是需要由管理员来设置设备并管理用户使用的。因此在使用中需要由管理员分配ID，以及需要使用中心化的服务器而不是直接通过互联网在不同站点间传输数据。 + +摩托罗拉业余无线电俱乐部MARC创立了管理ID分发的RadioID组织和DMR-MARC网络。大多数国内爱好者都聚集在由欧洲摩托罗拉经销商赞助的BrandMeister服务器中。此外，还有以开源软件为主的FreeDMR网络，以及适配多种不同数字语音模式的XLX反射器。 + +### FreeDV和M17 + +上文提到的几种数字语音模式都使用了DVSI所开发的AMBE系列声码器，其中D-STAR使用的AMBE+声码器的专利已过期，但其他几种使用的AMBE+2声码器还没过期。许多业余爱好者认为这不但违背了业余无线电开放的精神，更违背了业余无线电应该公开所使用通信技术这一条法律。因此一些爱好者开发了开源的Codec2声码器。并在此基础上开发了FreeDV和M17两种业余数字语音模式。 + +其中FreeDV是用于短波和长距离通信的模式，而M17更类似于上述的用于VHF/UHF频段数字语音模式。目前这两种模式仍处于开发阶段。除了语音以外，FreeDV还有利用Codec2的数据模式来进行数据传输的衍生模式FreeData。 \ No newline at end of file From a94a57b765fe9b9194cdaebd1298006b37c9b43f Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: BloodBladeW <16695005+BloodBladeW@users.noreply.github.com> Date: Wed, 6 Mar 2024 15:28:50 +0800 Subject: [PATCH 2/4] =?UTF-8?q?Update=2001.=E5=B8=B8=E7=94=A8=E9=80=9A?= =?UTF-8?q?=E4=BF=A1=E6=A8=A1=E5=BC=8F=E7=AE=80=E4=BB=8B.md?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md | 12 +++++++----- 1 file changed, 7 insertions(+), 5 deletions(-) diff --git a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md index 099ccf1..2fa1593 100644 --- a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md +++ b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md @@ -34,9 +34,11 @@ tags: 由于幅度调制中，每个波峰和波谷之间的时间不变，因此幅度想要产生变化就需要让波形的斜率发生改变。而斜率的不断变化会导致新的频率产生，这些新的频率被称为边带。其中高于载波频率的部分被称作上边带，低于载波频率的部分被称之为下边带。 -在幅度调制中，载波不携带信息，所有信息都由边带进行传输，并且两个边带互为镜像，传输同样的信息。因此幅度调制会占用两倍于原始信号的频率范围，也会将大量的能量浪费在载波和其中一个边带上。由于这些缺陷，幅度调制在很长一段时间中都被其他模式所取代，直到SDR设备兴起。 +在幅度调制中，载波不携带信息，所有信息都由边带进行传输，并且两个边带互为镜像，传输同样的信息。因此幅度调制会占用两倍于原始信号的频率范围，也会将大量的能量浪费在载波和其中一个边带上。由于这些缺陷，幅度调制在很长一段时间中都被其他模式所取代，直到SDR设备的兴起。 -虽然幅度调制有着诸多缺点，但由于幅度调制设备最简单，因此许多老旧设备以及自制设备都使用幅度调制。幅度调制常见于业余无线电起步更早的海外，并且由于这些老旧自制设备大多使用固定频率的晶振，无法轻易调整频率，因此大多数AM电台会从特定的频率范围中选择一个来长期使用。而其他模式的使用者在遇到这类AM电台时，通常都会主动避让，选择其他频率。 +虽然幅度调制存在能量浪费的问题，但载波可以在传输复杂音频（例如音乐）时作为相位参考；且两个边带传输同样的信息，因此可以降低信噪比。在没有功率限制的广播电台中，AM反而优于下文中提到的的单边带模式。 + +由于幅度调制设备最简单，因此许多老旧设备以及自制设备都使用幅度调制。幅度调制常见于业余无线电起步更早的海外，并且由于这些老旧自制设备大多使用固定频率的晶振，无法轻易调整频率，因此大多数AM电台会从特定的频率范围中选择一个来长期使用。而其他模式的使用者在遇到这类AM电台时，通常都会主动避让，选择其他频率。 ### 单边带幅度调制 SSB @@ -48,7 +50,7 @@ tags: 频率调制中，载波的幅度不变，而是频率随着原始信号变化而变化。这种方式相较于幅度调制而言在传输过程中具有更好的抗干扰能力。由于这一优良特性，即使在无线电以外的领域，幅度调制也被广泛运用。 -频率调制会占据更大的频率范围，因此在频率资源较为稀缺的业余短波频段中，只有位于最高的28MHz-29.7MHz频段范围中才能使用。此外，频率调制会产生捕获现象，即调谐器只能清晰的接受两个信号中最强的一个。而且相对于幅度调制，频率调制使用的电路更为复杂。 +频率调制会占据更大的频率范围，因此在频率资源较为稀缺的业余短波频段中，只有位于最高的28MHz-29.7MHz频段范围中才能使用。此外，频率调制会产生捕获现象，即调谐器只能清晰的接受两个信号中最强的一个。而且相对于幅度调制和单边带幅度调制，频率调制使用的电路更为复杂。 业余无线电所使用的频率调制使用更小的频率变化，因此被叫做NFM，而FM广播使用更大的频率变化来容纳更丰富的信息，也被叫做WFM。 @@ -105,10 +107,10 @@ System Fusion是八重洲基于专业无线电数字语音模式P25改进而来 专业数字语音模式在开发时并未考虑业余爱好者使用，在设计上是需要由管理员来设置设备并管理用户使用的。因此在使用中需要由管理员分配ID，以及需要使用中心化的服务器而不是直接通过互联网在不同站点间传输数据。 -摩托罗拉业余无线电俱乐部MARC创立了管理ID分发的RadioID组织和DMR-MARC网络。大多数国内爱好者都聚集在由欧洲摩托罗拉经销商赞助的BrandMeister服务器中。此外，还有以开源软件为主的FreeDMR网络，以及适配多种不同数字语音模式的XLX反射器。 +摩托罗拉业余无线电俱乐部MARC创立了管理ID分发的RadioID组织和DMR-MARC网络。大多数国内的数字语音爱好者都聚集在由欧洲摩托罗拉经销商赞助的BrandMeister服务器中。此外，还有以开源软件为主的FreeDMR网络，以及适配多种不同数字语音模式的XLX反射器。 ### FreeDV和M17 上文提到的几种数字语音模式都使用了DVSI所开发的AMBE系列声码器，其中D-STAR使用的AMBE+声码器的专利已过期，但其他几种使用的AMBE+2声码器还没过期。许多业余爱好者认为这不但违背了业余无线电开放的精神，更违背了业余无线电应该公开所使用通信技术这一条法律。因此一些爱好者开发了开源的Codec2声码器。并在此基础上开发了FreeDV和M17两种业余数字语音模式。 -其中FreeDV是用于短波和长距离通信的模式，而M17更类似于上述的用于VHF/UHF频段数字语音模式。目前这两种模式仍处于开发阶段。除了语音以外，FreeDV还有利用Codec2的数据模式来进行数据传输的衍生模式FreeData。 \ No newline at end of file +其中FreeDV是用于短波和长距离通信的模式，而M17更类似于上述的用于VHF/UHF频段数字语音模式。目前这两种模式仍处于开发阶段。除了语音以外，FreeDV还有利用Codec2的数据模式来进行数据传输的衍生模式FreeData。 From 2188fc5aa665ff51b8cddc36a816cedfbd3a5236 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: BloodBladeW <16695005+BloodBladeW@users.noreply.github.com> Date: Wed, 6 Mar 2024 15:41:59 +0800 Subject: [PATCH 3/4] =?UTF-8?q?Update=2001.=E5=B8=B8=E7=94=A8=E9=80=9A?= =?UTF-8?q?=E4=BF=A1=E6=A8=A1=E5=BC=8F=E7=AE=80=E4=BB=8B.md?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md index 2fa1593..297c9f4 100644 --- a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md +++ b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md @@ -111,6 +111,6 @@ System Fusion是八重洲基于专业无线电数字语音模式P25改进而来 ### FreeDV和M17 -上文提到的几种数字语音模式都使用了DVSI所开发的AMBE系列声码器，其中D-STAR使用的AMBE+声码器的专利已过期，但其他几种使用的AMBE+2声码器还没过期。许多业余爱好者认为这不但违背了业余无线电开放的精神，更违背了业余无线电应该公开所使用通信技术这一条法律。因此一些爱好者开发了开源的Codec2声码器。并在此基础上开发了FreeDV和M17两种业余数字语音模式。 +上文提到的几种数字语音模式都使用了DVSI所开发的AMBE系列声码器，其中D-STAR使用的AMBE+声码器的专利已过期，但其他几种使用的AMBE+2声码器还没过期（直到2028年）。许多业余爱好者认为这不但违背了业余无线电开放的精神，更违背了业余无线电应该公开所使用通信技术这一条法律。因此一些爱好者开发了开源的Codec2声码器。并在此基础上开发了FreeDV和M17两种业余数字语音模式。 其中FreeDV是用于短波和长距离通信的模式，而M17更类似于上述的用于VHF/UHF频段数字语音模式。目前这两种模式仍处于开发阶段。除了语音以外，FreeDV还有利用Codec2的数据模式来进行数据传输的衍生模式FreeData。 From 70ada915f4d890f9a2f1202e89871e638140c221 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: BloodBladeW <16695005+BloodBladeW@users.noreply.github.com> Date: Tue, 12 Mar 2024 20:15:41 +0800 Subject: [PATCH 4/4] =?UTF-8?q?=E6=B7=BB=E5=8A=A0=E5=9B=BA=E5=AE=9A?= =?UTF-8?q?=E9=93=BE=E6=8E=A5?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md | 1 + 1 file changed, 1 insertion(+) diff --git a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md index 297c9f4..0ccaa8e 100644 --- a/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md +++ b/docs/HamCQ手册/02.走进业余无线电/02.概念介绍/01.常用通信模式简介.md @@ -1,6 +1,7 @@ --- title: 常用通信模式简介 date: 2024-3-5 22:39:00 +permalink: /pages/c63d0b/ categories: - HamCQ手册 - 什么是业余无线电