WSPR (amatörradioprogramvara)

WSPR
Utvecklare Joe Taylor, K1JT
Initial release 2008
Skrivet i Python (GUI), Fortran, C
Operativ system Cross-plattform
Tillgänglig i Engelska, italienska, spanska, franska, tyska, japanska, polska, portugisiska, ryska
Typ Amatörradio och DSP
Licens GPL
Hemsida physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wspr.html

WSPR (uttalas "whisper") är en akronym för Weak Signal Propagation Reporter . Det är ett protokoll , implementerat i ett datorprogram, som används för radiokommunikation med svag signal mellan amatörradiooperatörer . Protokollet designades, och ett program som ursprungligen skrevs, av Joe Taylor, K1JT . Programvarukoden är nu öppen källkod och utvecklas av ett litet team. Programmet är designat för att skicka och ta emot sändningar med låg effekt för att testa utbredningsvägar på MF- och HF -banden.

WSPR implementerar ett protokoll utformat för att undersöka potentiella utbredningsvägar med lågeffektsöverföringar. Sändningar bär en stations anropssignal, Maidenhead grid locator och sändareffekt i dBm . Programmet kan avkoda signaler med ett signal-brusförhållande så lågt som -28 dB i en 2500 Hz bandbredd. Stationer med internetåtkomst kan automatiskt ladda upp sina mottagningsrapporter till en central databas som heter WSPRnet, som inkluderar en kartläggning.

WSPR-protokollet

Typen av radioutsändning är "F1D", frekvensförskjutning . Ett meddelande innehåller en stations anropssignal, Maidenhead grid locator och sändareffekt i dBm . WSPR-protokollet komprimerar informationen i meddelandet till 50 bitar (binära siffror). Dessa kodas med en faltningskod med begränsningslängd K = 32 och hastigheten r = 1 ⁄ 2 . Den långa begränsningslängden gör oupptäckta avkodningsfel mindre sannolika, till bekostnad av att den högeffektiva Viterbi-algoritmen måste ersättas av en enkel sekventiell algoritm för avkodningsprocessen.

Protokollspecifikation

Standardmeddelandet är <anropssignal> + <4 teckens locator> + <dBm sändningseffekt>; till exempel "K1ABC FN20 37" är en signal från station K1ABC i Maidenhead nätcell "FN20", som sänder 37 dBm, eller cirka 5,0 W (laglig gräns för 630 m ). Meddelanden med en sammansatt anropssignal och/eller 6-siffrig lokaliserare använder en tvåsändningssekvens. Den första överföringen bär sammansatt anropssignal och effektnivå, eller standardanropssignal, 4-siffrig lokaliserare och effektnivå; den andra sändningen bär en hashad anropssignal, 6-siffrig lokaliserare och effektnivå. Tilläggsprefix kan vara upp till tre alfanumeriska tecken; tilläggssuffix kan vara en bokstav eller en eller två siffror.

  • Standardmeddelandekomponenter efter förlustfri komprimering:
28 bitar för anropssignal,
15 bitar för locator,
7 bitar för effektnivå,
totalt: 50 bitar.
  • Forward error correction (FEC):
icke-rekursiv faltningskod med begränsningslängd K = 32, hastighet r = 1 ⁄ 2 .
  • Antal binära kanalsymboler:
nsym = (50 + K − 1) × 2 = 162.
  • Nyckelhastigheten är 12000 ⁄ 8192 = 1,4648 baud.
  • Modulering är kontinuerlig fas 4 FSK , med 1,4648 Hz tonseparation.
En Agilent Modulation Domain Analyzer 53310A som visar den smalbandiga 4-FSK-signalen som produceras av en Raspberry Pi.
  • Upptagen bandbredd är cirka 6 Hz
  • Synkronisering sker via en 162 bitars pseudo-slumpmässig synkroniseringsvektor.
  • Varje kanalsymbol förmedlar en synkbit (LSB) och en databit (MSB).
  • Sändningens varaktighet är 162 × 8192 ⁄ 12000 = 110,6 s.
  • Sändningar startar nominellt en sekund in i en jämn UTC- minut: t.ex. vid hh:00:01, hh:02:01, etc.
  • Minsta S/N för mottagning är cirka –34 dB på WSJT -skalan (2500 Hz referensbandbredd).

Ansökningar

Raspberry Pi som WSPR-sändare

Protokollet utformades för att testa utbredningsvägar på LF , MF och HF -banden. Används även experimentellt vid VHF och högre frekvenser.

Andra tillämpningar inkluderar antenntestning, frekvensstabilitet och kontroll av frekvensnoggrannhet.

Vanligtvis innehåller en WSPR-station en dator och en transceiver, men det är också möjligt att bygga mycket enkla beacon-sändare med liten ansträngning.

Till exempel kan en enkel WSPR-fyr byggas med hjälp av Si 570 eller Si 5351. Raspberry Pi kan också användas som WSPR-fyr.

Täthetsfördelning av WSPR-fläckar, januari 2014 jämfört med juli 2014, med endast den mest avlägsna mottagningen per fläck.

En exakt klocka är väsentlig både för överföring och avkodning av mottagna signaler.

MH370

I maj 2021 föreslog flygingenjören Richard Godfrey en undersökning av historiska WSPR-data för att ytterligare definiera flygvägen för Malaysian Airlines flight MH370 den 8 mars 2014, vilket antydde att det fanns "518 unika överföringsvägar som korsar det intressanta området runt Malaysia, Malackasundet och Indiska oceanen. Med WSPR-data som tillhandahålls varannan minut och möjligheten att kontrollera mot satellitdata varje timme är det möjligt att upptäcka och spåra MH370 från två oberoende källor." I november 2021 rapporterade Godfrey att analys med WSPR-teknik visade att flygplanet flög i cirklar i cirka 22 minuter i ett område 150 nautiska mil från Sumatras kust innan det försvann. Senare samma månad tillkännagav Godfrey ett föreslaget sökområde med en radie på 40,0 nautiska mil (74,1 km) centrerat runt i södra Indiska oceanen . Denna nya plats identifierades genom omfattande analys av separata datamängder, inklusive Inmarsat- satellitdata, Boeings prestandadata, oceanografiska flytande skräpdriftdata och WSPR-nätdata.

I februari 2022 bekräftade Australian Transport Safety Bureau och Geoscience Australia att de granskade gamla data relaterade till MH370, efter utgivningen av Godfreys rapport.

Historia

WSPR släpptes ursprungligen 2008.

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=WSPR_(amateur_radio_software)&oldid=1144393977 "