Найти тему

Кодировка сообщений в гражданской радиосвязи

К статье порог дальности связи портативных радиостанций поступил такой вопрос-комментарий (извините - привожу оригинальный, со всеми лексическими, грамматическими и орфографическими ошибками, хотя правила Дзена этого не приветствуют):

Андрей Связин
В статье плохо описано - в гражданском диапазоне 27 запрещены кодированные передачи кроме древледедовской чм (ну и еще ам) или таки можно излучать любые радиосигналы с целью гражданской радиосвязи. Т.к. нормальные "цифровые" рации могут уже использовать че-нить типа офдм и компрессию звуковых сигналов и помехоустойчивое кодирование. При этом возможна передача голосовых сообщений при сигналшуме существенно меньше 1 (порядка 0.1..0.01 и меньше) при использовании куска полосы частот пошире но вполне в пределах разрешенных гражданских частот (и даже при удовлетворении законного условия на эиим рацейки). Просто сидящие на контроле за злыми шпионами (или более модными терористами и экстремистами) слухачи будут без возможности расшифровать и проверить содержание сообщения и потому типа запрещают гражданам использовать в гражданской радиосвязи любые прогрессивные методы модуляции и кодирования. Пичалька. При том в наличном бардаке все терористы и экстремисты используют носимые эвм с радиомодулями с самыми лучшими и энергоэффективными системами радиосвязи купленые в ларьках средств связи и говорят или печатают в общедоступных безплатных программах. А вот унылым туристам и егерям (или еще и лесным пожарникам) в тайге можно только на чм или ам разговоры разговаривать на жалкие километры если повезет.

Попытаюсь ответить по порядку.

1) На вопрос

в гражданском диапазоне 27 запрещены кодированные передачи кроме древледедовской чм (ну и еще ам) или таки можно излучать любые радиосигналы с целью гражданской радиосвязи.

ответ простой - любая цифровая кодировка сообщений в гражданских диапазонах частот (27 МГц, 433 МГц, 446 МГц) запрещена. Кроме этого у автора есть некоторая путаница в голове - либо он некорректно сформулировал вопрос, т.к. кодировка и тип модуляции - разные понятия. В рамках обычной аналоговой модуляции (например, частотной- FM) технически не сложно (хотя в гражданских частотах не законно) реализовать цифровую кодировку сигнала.

Если на то пошло, то упомянутая автором цифровая модуляция ОФДМ (OFDM) , сигналы которой формируются с помощью БПФ (Быстрого преобразования Фурье) из суперпозиции большого числа близко расположенных поднесущих, каждая из которых сформирована с помощью обычного аналогового типа модуляции.

Если Вы радиолюбитель (сдали экзамен на категорию, изучив экзаменационные билеты (см. их на сайте ГРЧЦ), получили позывной в Радиочастотном центре, зарегистрировали радиостанцию в Роскомнадзоре) - то можете вполне легально использовать на выделенных для этого частотах и радиостанции с цифровой модуляцией.

Вопрос в том, дают ли они (радиостанции с цифровой модуляцией) реальный выигрыш в радиосвязи.

При использовании в городских условиях цифровые радиостанции дают ощутимый выигрыш в качестве радиосвязи. Но для подавляющего большинства применений обычные (в смысле - разрешённые для легальной - гражданской радиосвязи и существенно менее дорогие) портативные рации диапазонов 433-446 МГц обеспечивают вполне приличное качество радиосвязи, а по максимальной дальности связи в большинстве случаев могут поспорить с цифровыми (из-за накопившегося количества ошибок в передаче пакетов данных цифровые рации на предельных расстояния просто замолкают - а аналоговые продолжают работать, хотя и на фоне шумов).

Если рассмотреть работу в условиях плотного леса (с густой листвой, хвоей и с перепадами высот) - то тут высокочастотные цифровые радиостанции по дальности и стабильности радиосвязи сильно проигрывают аналоговым низкочастотным.

Для нормальной работы радиостанций с цифровой модуляцией требуется высокая рабочая частота, т.к. скорость передачи данных зависит от рабочей частоты (пусть в меня не кидают кирпичи адепты теоремы Шеннона, но зависимость есть - хотя бы косвенная через отношение сигнал/шум, адекватный уровень которого гораздо проще обеспечить в высокочастотной аппаратуре) - чем выше частота, тем проще обеспечить высокую скорость передачи данных.

На частоте 27 МГц качественную передачу сигнала с цифровой модуляцией из-за ограничения на скорость передачи данных осуществить проблематично.

Все доступные в продаже портативные радиостанции с цифровой модуляцией - высокочастотные.

В городе высокочастотные радиостанции работают прекрасно.

А вот в условиях плотного леса с густой листвой/хвоей и с существенными перепадами высот высокочастотные рации (как аналоговые, так и цифровые) работают гораздо хуже низкочастотных аналоговых радиостанций.

Связано это прежде всего с двумя (перевешивающими вклад остальных факторов) факторами:

  • поглощение энергии радиоволны листвой/хвоей сильно увеличивается с ростом частоты. На том расстоянии, где радиоволна на частоте 30 МГц ослабляется на 48дБ - радиоволна частоте 100 МГц ослабляется на 86 дБ (переводя в доступные для сравнения аналогии - 48 дБ соответствует негромкой речи, а 86 дБ - шуму проносящегося поезда). На более высоких частотах поглощение энергии радиоволны листвой/ хвоей ещё сильнее нарастает.
  • Чем выше рабочая частота - тем меньшее по протяжённости препятствие эта радиоволна способна обогнуть. На частоте 27 МГц радиоволна огибает препятствие в 5-6 метров (половина длины волны), а в диапазоне 400-520 МГц (чаще всего цифровые радиостанции работают на таких и более высоких частотах) - всего лишь 30-35 см (т.е. одиночное живое дерево или незначительный перепад высоты - существенное препятствие).

При этом (проверено на практике) при работе в лесу радиостанции с цифровой модуляцией на предельном расстоянии - из-за накопившихся ошибок в пакетах передачи данных - просто резко прекращают работу (то работали с приличным качеством радиосвязи, а то резко замолчали...), а аналогичные по параметрам и эффективности антенны аналоговые рации продолжают работать с постепенным ухудшением качества (приём на фоне помех) радиосвязи.

Для работы в лесу (безопасность, возможность осуществления радиосвязи) аналоговые рации имеют преимущество перед цифровыми при прочих равных.

Приведу пару тестов работы раций разных диапазонов частот в условиях плотного леса с перепадами высот. К сожалению, в этих тестах нет радиостанций с цифровой модуляцией (в связи с узостью круга "революционеров", которые их легально могут использовать). Но ранее проведённые тесты в лесу аналоговых и цифровых раций показали, что на малых и средних дистанциях цифровые выигрывают у аналоговых за счёт более высокого качества передачи сигнала, а на больших дистанциях проигрывают из-за невозможности связи в связи с накопившимся числом ошибок в цифровых пакетах обработки данных.

Теперь по поводу утверждения автора комментария

При том в наличном бардаке все терористы и экстремисты используют носимые эвм с радиомодулями с самыми лучшими и энергоэффективными системами радиосвязи купленые в ларьках средств связи и говорят или печатают в общедоступных безплатных программах. А вот унылым туристам и егерям (или еще и лесным пожарникам) в тайге можно только на чм или ам разговоры разговаривать на жалкие километры если повезет.

В отличии от автора комментария я не считаю себя экспертом в области средств радиосвязи, применяемых экстремистами.

Но приведённое автором комментария описание походит на используемые (легально в случае приведённой выше по тексту регистрации) SDR-трансиверы, для работы которых требуются компьютеры ( SDR-приставка к компьютеру).

Интересно, как автор комментария представляет "энергоэффективность" ноутбука с подключённой SDR приставкой? Он в всерьёз думает, что этот комбайн обеспечит в условиях тайги неделю-другую автономности при отсутствии возможности подзарядки аккумуляторов?

А вот отзыв о работе портативных аналоговых радиостанций диапазона 27 МГц Штурман-80М об их интенсивной работе в течение недели на одном заряде аккумуляторов в ходе тушения лесных пожаров:

Неделю работали (с рациями Штурман-80М) на пожарах. В лесу прием-передача 3-4 км.  Редкий лес (поле) прием-передача 4-5 км. Работали с антеннами флекс без репитера. Дальше не находились. Слышимость хорошая. Зарядку держит хорошо. Заряжали как только получили в  начале месяца. Только разбираемся с настройкой автомобильной антенны.Спасибо. Хорошее оборудование.
Александр, МКУ "Отдел по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и общественной безопасности". 
Штурман-80М - оптимальная портативная радиостанция для леса
Штурман-80М - оптимальная портативная радиостанция для леса

Я опасаюсь, что "унылыми" являются совсем не использующие для связи в условиях тайги низкочастотные (27 МГц или вовсе КВ диапазон) аналоговые радиостанции "туристы, егеря и лесные пожарники", а подобные автору комментария "специалисты".