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老头乐的进化:FT8

模式的原作者K1JT最近可出现在频率上呢,快去抓!

终于说到FT8了,这个名字与八重洲产品的设备编号极其相似的数字模式最近正在走入无线电爱好者们的视线。而它的最大特点就是:——

快!快!快!

FT8模式的一个收发时序是15秒,远远快于JT65等模式的1分钟时序,这样看来完成一个完整的QSO只需要15×7=105秒。1分钟零45秒,这在原来连一次握手都完成不了。这样快的时序也使得FT8摆脱了“老头乐”的称号,至少要是全靠手动选择回复内容的话,像我这种反应速度非常“老头”的人是跟不上的。

注意左侧的时间

但这次,有一个比较有争议的特性,就是当你在选中一个通联并开始之后,整个通联过程是全自动的,软件(WSJT-X 1.8.0RC1)将会按照你的台站信息和对方的回复来自动生成信息并回复,也就是说,你只需要选择一个电台,双击回复,然后就可以双手离开键盘,等待105秒之后,QSO就完成了。有些人对这种模式爱不释手,而与此同时还有一部分人则不是那么喜欢这种模式。你怎么看?

这是欧洲那边的情况,咱们这边……说来惭愧,KAJ现在只通了两个JA电台

不管怎么说,现在有些人把电脑和电台一开,然后就安心去睡觉,第二天早上起床看看这一夜的“收获”。这种模式就像是一种快速的WSPR模式(WSPR也是同样自动完成发射和接收、解码的过程的模式)。同样可以被用来判断传播的情况,而且甚至更加有可能成为一种实用的WSPR替代品。其识别门限约为-20dB,要低于现在的各种模式(JT65:-23dB,JT9:-27dB,WSPR:-29dB,WSPR-2:-37dB)。但对于平常正常进行SSB和CW通联的电台来说,这并不是一个问题,你也可以变成响当当的大台。而对于KAJ这种小台来说,还是JT65的适用性更强一些。毕竟多一个dB就是多一份解码的希望。

某位友台表示FT8太快了,他家的猫都被花花绿绿的小条吸引了

这种模式设计出来本来是为了6米等传播转瞬即逝的波段的通联使用,但是现在大部分人都把它用在更低的频段上面,这就像是JT65的历史一样,而未来FT8会不会成为另一种主流的模式,以至于替代JT65呢?

(特别提醒一下,如果你使用JTAlert软件的话,也别忘记去官方网站升级它哦。不然的话是没办法继续上传HamSpot的。)

JT65:从入门到老头乐(二)

通过这篇文章,相信对于架设一个基础的JT65等数字模式的电台站各位已经有了思路,有没有朋友已经成功进行了JT65 QSO?了解了最基础的信息能使你开始JT65通联,而知道更多的信息能够让你玩好JT65。今天我们来聊一聊一些在我实际操作的过程中,发现的小技巧和注意事项。

1:时间同步

在第一篇文章的最开始,我们提过要在开始操作之前校对自己电脑的时钟,使得它和北京时间完全相同。这一步有什么意义呢?

这是由JT65的算法决定的,JT65使用1分钟的发射、接收时序,并使用时间来作为发射者和接收者之间的同步手段。因此为了正确的解读出信息,我们的电脑必须和标准时间进行同步,使得误差尽可能小。如果你和别人差得太远,你的信息即使被别人接收到,也不能正确的解读。

在WSJTX软件上,以整分钟为界限,信号的开始和结束非常整齐

是所有的误差都会导致信息不能正确的解读吗?也不尽然,JT65的数据帧内包含有时间同步信息,因此在小范围内的时间误差是可以通过软件的操作来进行修正的。这个时间约为±0.3秒左右,但更好的算法能够修复问题更大的数据包。这只适合时间有着微小误差的信号,优秀的操作者应该保证自己的信号永远和时间同步。

2:自己的信号飞到哪里去了?

我们知道在其他的通信方式中,我们可以在Cluster上看到Spot信息,若是有好心人上传我们自己的Spot的话,更是能够带来大量的通联数目。而JT65等数字模式也有着类似的工具。而且要更加先进——它是全自动的。

说一句题外话,昨天晚上KAJ做了自己的首个FT8 QSO,这张图是在HamSpot上看到的实时接收状态,右边的一栏就是接收到我的信号的电台信息

我们在第一篇文章中提到要开启“Enable PSK Reporter Spotting”和“Accept UDP Requests”。它们就是WSJTX提供自动汇报的选项。其中PSK Reporter网站(https://pskreporter.info/)能够提供可视化的传播汇报,而利用JTAlert软件(http://hamapps.com/),WSJTX还可以将自己的信息上传至Hamspots(http://hamspots.net/)上。在这些网站上面,你就能够直接看到自己的信号被哪里的电台接收到,而自己所解码出的电台也将自动汇报到网站上,为他人提供方便。

3:到底怎样的信号算是完美?

我们有些时候遇到一些信号,由于传播的问题,只收到了后半截,有些时候也能够解码出全部内容。这种特性来自于JT65算法中的前向纠错能力,也就是说后发的信息中包含能够恢复之前信息的内容,而整个发送时间中,整个信息被重复了5遍,使得传递的信息能够确实的发送到接收者那里。一般来说,10~15s左右的信号就能够还原整段信息了。

右边的信号和左边的信号相比,可以看到开始时间不同

而在正常的信息传递过程中,我们也需要多加注意。在文中我们强调了调整ALC电平的重要性,ALC的动作会导致数字信号产生非线性失真,而如果你的功率过大的话,在近距离上收听的电台就会受到影响,使得AGC动作,解调同一通频带下的其他信号的能力降低,而这也是为什么我们在进行数字通信时一般将AGC设定为SLOW档位或关闭的原因。

信号强度非常强的信号,在频谱上看来是这个样子的,有可能能解读,也有可能不行

那么,到底使用多大的功率比较合适呢?一般来说JT65的通联不需要太大功率,但这句话也只是一句经验之谈,事实上还是有很多的电台在用长枪短炮带着大功率玩着JT65。到底什么才是对的呢?一定要记住一句话:“业余无线电爱好者应只用能够保证完成通联的最小功率来进行操作。”很多情况下,好的传播条件能够抵得上100个功放的作用。借着好的条件,利用尽可能小的功率完成通联。如果你的天线足够好,试着进行10W以下的JT65通联,若环境没那么好,稍微提升一些功率也无可非议。

PSK31、JT65等数字模式让很多人手里闲置的817重返一线

大功率的情况下,你首先要考虑到的是设备的问题。JT65是一种占空比非常高的通信模式,意味着大部分时间内你的设备都需要全负荷的运转,这对于功放部分来说是一个非常大的挑战。说明书上一般会建议你在长时间进行高占空比操作时将功率降低至满功率的二分之一或三分之一。而天馈系统也应该能够承受大功率的长时间发射。这在设计之初就应该考虑到。

而另一个问题则是你的信号整洁度。如果你的ALC已经过载,信号已经产生了泼溅的话,更大的功率只会让你的丑闻远扬,更别提很多调校不当的功放本身也会产生非线性的失真。这种情况下,丑陋的信号软件无法解读。这样的大功率并不是什么好事。但我们也曾经见过很多雷鸣般的信号,它们的边缘像是刀砍过一样整洁。

对于使用JT65追逐DX电台的朋友,我的建议就是耐心、耐心再耐心,借着良好传播和优秀的天馈系统来完成目的而不是提高功率。适当的提高功率可行,但这取决于其他的方式是否能够实现。在其他方式都不行的情况下,再考虑提高功率。

4:操作时有什么礼仪吗?

首先,数字模式和单边带话音、CW不一样的一点在于:优秀的OP可以从混乱的频带中“揪出”一个信号并且回答,但数字模式的软件则有它的局限性,如果多个电台同时回答一个电台且到达的信号强度相同,那么多个信号混在一起,软件将无法解码。而对于无线电台来说,它的滤波器性能在通频带的中央部分最强,因此很多电台都喜欢挤在3kHz中间的一段区域,在回答或是主动呼叫CQ的时候务必先观察,并避开可能的信号,这样你被别人听到的概率才能提高。

两个几乎重叠在一起的信号

另一个问题是传播。电离层瞬息万变,而正常完成一个JT65通联至少需要6分钟的时间,任何事情都有可能发生。如果对方忽然听不到你、有其他人呼叫、或是其他电台的干扰变强,这些事情都会导致通联中断。不要气馁,也不要迁怒与对方的电台,或许对方和你有着相同的心境。

最后,虽然并不是必须的,但是JT65模式也可以传递自定义信息(虽然也只是13个英文字符长度)。如果可以的话,在回答73的时候,用通联对方国家的语言对他说一声谢谢吧!这和单边带话音通联时是一样的。

5:我该利用什么软件?

JT65模式的软件有着很多选择,有适合使用的,有适合钻研的。以JT65为关键字搜索,能够找到很多的软件。我为什么选择WSJT-X呢?

JT65-HF的操作界面

实际上,KAJ看中它的原因就在于,它是Joe Taylor所有算法的公布平台,不仅仅是JT65。占用带宽更窄,识别效率更高的JT9,拥有识别能力,能够大幅增强解码能力的QRA64以及结合了前面两者优点的新模式FT8。这些都第一时间在WSJT-X中提供给你。另外还包括了各种各样最新的解码器和设定参数,可以说使用WSJT-X,你在算法方面就不会吃亏。这就是我喜欢它的原因。如果你只想进行JT65通联的话,诸如JT65-HF、JTDX等软件可以提供针对性的操作感觉,这就要靠自己的研究了。

针对不同的软件,JTAlert都有对应的版本

玩JT65,你可以下一个JTAlert软件。它可以在出现你关注的信息时(新的字头、新的地区、DXCC等……)时候提示你,还能够自动将信息传送至日志软件并自动向HAMSPOTS网站上传信息。诸多好处不一而足。也许以后会专门说一说这款软件……

6:呼……

ARRL专门出了一本书来介绍JT系列模式的操作方法

写到这里,KAJ感觉到这个问题越写,越是可怕。数字通信说简单简单,说复杂也复杂。很多问题都是需要靠着自己的不断实践和修正才能够发现、弄明白的。在写作的过程中,也是一个对自己操作经验的不断补充和验证,学习了更多以前模棱两可的知识点。不断学习的过程中,一次又一次的使我意识到业余无线电的诱人之处,接下来还有什么要说的呢?我们一起来聊聊看……

JT65:从入门到老头乐(一)

“BY1WXD BG2KAJ 73”

虽然现在JT65的每个常用频点上都充斥着愉快的通联声音,但从之前的文章反馈来看,很多朋友依然对这种模式摸不到头脑,只有一台电脑、一台电台,真的能开始玩JT65吗?

可以的!虽然不同的玩法还需要不同的准备,不过它们共同的特点就是简单!学习一下吧!

JT65A是一种MFSK编码的数字信号……听听就行

JT65是一种数字模式,我们平常使用的单边带话音模式利用电台将电磁波信号转变为声音信号,使我们能够听到能够理解的语音。而我们将电台调谐到JT65常用的呼叫频率上之后,会听到数字信号的声音,让电脑上的程序来帮助我们解读这些声音,我们就可以知道其中所包含的内容了。同样,发射的时候也是通过电脑软件进行编码,将文字变成一段声音然后再送往电台发射出去。因此并不需要复杂昂贵的电台,数据通信非常简单!

电脑和电台间的CAT接口?CAT是Computer Aided Transceiver(计算机辅助收发信机)的意思

首先,我们需要将两者连接在一起的“管道”。其目的就是将音频信号传送到电台,并将电台的音频信号传送回电脑。什么都不用的办法是直接用电脑的音箱对着电台的手咪,而电脑的麦克风对着电台的扬声器,在发射的时候手动按下PTT按键。这种方法虽然看起来不可靠,但却真的有人这么做。而更加可靠一些的方法则是使用有线连接。不同电台的连接线不同,但基本上分成两类:使用原有音频接口的连接和使用专用的数据接口的连接。

手咪接口上有麦克风音频输入,而机器上也有外部扬声器音频输出,于是利用这两个接口我们就可以制作一根简易的数据线。电脑音频输出通过电容隔离的方式滤去直流部分,连接到手咪接口的音频输入上。而电台的外部扬声器输出同样通过电容隔离的方式连接到电脑的音频输入上。具体的做法可参考BD4SG的这篇文章。

而专用的接口则更加正规一些。为了进行数字操作,电台上都有着DATA接口。这一个接口中包含了音频输入输出、地线、PTT控制和其他的一些数据线。通过成品的数据模式适配器,你就可以将电脑简单的连接到电台而不需要自己再去费事考虑接口定义。这样的产品包括BH4TDV的U5 Link和BH2RO的Link Lite等。照着说明书把四根线一插就算完成!

连接好硬件部分,接下来就是重头戏——软件部分了。首先我们先校正电脑的时间,右下角的时间要和北京时间完全一致,这是成功解码的关键——当然,对表这一步我想我就不用细说了。我们要下载适当的软件。国内爱好者玩JT65模式时,使用的较多的软件是JT65-HF。网上的教程也非常多。我就来介绍一下另一款软件:WSJT-X吧。这款软件是JT系列模式原作者团队所编写的,可以说是“最前沿、最权威”的软件,其最新的解码器效果更好,更适合复杂条件下进行通联。官方下载地址在这里:http://physics.princeton.edu/pulsar/k1jt/wsjtx.html

对于Windows系统来说,我们选择并下载安装wsjtx-1.7.0-win32.exe。安装好后,打开软件。我们首先要设定自己的基础信息。在左上角选择File->Settings…选项,进入设定界面。

My Call 处填写自己呼号,一般来说不用填写自己的前后缀,否则在收发信的时候会比较麻烦。My Grid处填写自己的网格坐标。

下面的选项可以按照自己的喜好来选择,我个人选择了Blank line between decoding periods(在两个时序间以空行分隔)和Allow Tx Frequency changes while transmitting(允许发射中改变发射频率,在发射早期发现自己发错频率时很有用)选项。等到你玩上一段时间之后,就会有自己的选择喜好了。

在第二个选项卡“Radio”一项中,如果你使用电脑控制电台的话,那么在这里填写CAT的各项选项,包括电脑与电台的通信方式,PTT的触发方式等。这一页比较重要,但具体填写的内容要参照电台和连接器的说明书来填写,图中的信息以FT-450D为例。

第三个选项卡“Audio”中,如果你的电脑有多块声卡(后期当你使用JTAlert等软件开启音频提醒后可能会用到),你就要在Sound Card中选择音频设备。那些内置了声卡的电台同样如此。

我们先跳过“Tx Macros”,来看一下“Reporting”一栏。对于数字模式玩家来说,你们的优势在于全世界的数字玩家都可以为你们提供信号报告,同样你们也可以为其他的人提供全自动的信号报告。这个选项卡中的选项就是做这个用的。我推荐你把“Enable PSK Reporter Spotting”和下面的“Accept UDP Requests”选项选中,至于它们是干什么的,一会儿我们再说。

软件的主界面

现在你就可以点击OK,保存设定,回到主界面了!软件的主界面由两个窗口组成,一个是控制面板,我们在上面进行各种操作,而另一个则是瀑布图,在上面我们能够看到附近频率上的状态。你可能已经看到了一些信号,甚至已经解码了一些数据,不过我们先不管他们,试一试我们的机器。

瀑布图界面

将电台调整至一个没有电台的频率上,模式调整为USB或USB DATA或USB PKT……总之就是让信号来源变成来自我们的电脑。在电脑上,选择Mode菜单,并将其修改为JT65。如果你的音频线路状态正常的话,你将能够看到瀑布图上已经能够显示出当前音频的状态。

在软件的左侧有一个信号强度指示条和对应的滑条。在正常的短波背噪的情况下,调节滑条使得背噪水平约为30dB左右。在这个指示器的上方有波段显示和下拉选择。选择到你想要操作的频率(如果你刚才设定了电脑控制电台的话,这时电台应该自动调整到该频率。如果没有的话,就手动调谐频率)。如果一切正常的话,你应该能够看到(并听到)频率上的信号。

在右侧这里有着发射内容选择界面,有两种版本的界面可供选择。我个人喜欢第二种界面,两者可以通过1和2的选项卡来切换。

将电台的功率调低。在频率选择部分选中“Lock Tx=Rx”选项以使得发射接收同频,然后在瀑布图上点击一个没有信号显示的频率,在下方选择“CQ”的那句话,然后点击“Enable TX”按钮。

如何?到了整分钟的时候是不是电台开始发射了?这时候你需要注意一下自己的电台,在发射的时候,将电台的仪表切换至ALC档位,并对照着正常指标,调整发射增益,使得电台在发射信号时ALC电压低于ALC动作门限(也就是我们在说明书上看到的正常值)。在进行数字模式通联的时候,ALC的动作会导致信号出现泼溅,整个3kHz内会出现多个你的信号,占用带宽,影响他人通联——别忘了,数字模式里面带着你的呼号,大家都知道是谁弄脏了频率!我们的目的就是小心的控制自己的功率,使得ALC处于不动作或刚刚动作的状态。

泼溅现象,这种现象并不少见

再点击一次Enable Tx退出发射模式(需要注意的是如果当前正在发射,发射不会终止,若想强行停止发射,点击Halt Tx按钮)。软件自动进入监听模式,它会自动解码频率上的所有信号并列在一旁供你选择。如果有人回答你的话,它的回答将会在左侧以红色显示(与此对应,CQ是绿色的,而自己的发射则是右侧黄色的)。

等待他人的回复,或者去回复一个绿色的CQ吧!在左侧的解码区双击对方的项目,软件将自动为你填写好下面的内容,你只需要选择一下,然后等待时间一到,发送内容即可。如果调整好了的话,就将功率适当调大(一般情况下,50瓦以下的功率就足够了,数据模式一般不需要也不能够使用过大的功率发射,我们之后会提到这个问题),然后开始通联吧!

一次JT65的通联和平常别的通联没有什么两样,除了只能交换13个字符,多采用成型的模板(在下方选择)以外,其他的和正常的通联无甚区别。每个回合为1分钟,但实际发射时间仅为40余秒。剩余的时间内进行解码和选择回复内容。下面的图片是一次利用软件生成的模拟的通联,因为软件模拟的原因,最右侧时间显示不正常,但其余的内容都是正常的。

现在也有人不回复RRR而是直接 RR73,这样你就直接回复73即可

JT65的通联就这样完成了,除了时间拖得挺长以外,其他的和我们正常的通联没什么两样。只要琢磨透了,想清楚了,这也没什么难的!不过JT65和其他模式一样,有着很多进阶操作技巧!可不是敲敲键盘就能搞定那么简单!但那是另一个故事了,我们下次再说!

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