无线电数据通信

• 当两个分包通信电台开始交换数据，称为 处于连接状态。发送方发送一个数据包， 并在一段时间内等待接收方的应答。如果 接收方收到这个包并检查无误，则向发送 方给出正确应答，否则把包丢弃。对于发 送方来说，只要在一段时间内没有收到接 收方的正确应答，它就再次发送此包，直 到达到最大重试次数为止
PACKET通信应用
• 比特率：在数字信道中，比特率是数字信号的传输速率， 它用单位时间内传输的二进制代码的有效位(bit)数来表 示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)、每秒千比特数 (Kbps)或每秒兆比特数(Mbps)来表示(此处K和M分别为 1000和1000000，而不是涉及计算机存储器容量时的1024 和1048576)。
好者建立的覆盖全球的位置信息为主的信息发布和查看系 统。
设计一种图像与二 进制数据互相转换的方 案。
提示（但不要局限于此）： RGB三原色、像素
谢谢！
哈尔滨工业大学业余无线电俱乐部 棉花糖 爆米花 2011.10
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• SSB电台（一般无需改造或调整） • 一台计算机 • 数据通信软件（Ham Radio Deluxe， MMSSTV……）
• SSB（单边带）:单边带就是使用电波波形的一半接收，比 如用上边带或者下边带 USB LSB，剩下那一半波形因为形 状是和那一半对称的，所以可以用接收机补全，通俗的说 就是照猫画虎，上边带和下边带通讯统称单边带SSB。 • 声卡作用：在软件帮助下，声卡可以接受音频信号，并将 它转换成数字信号，还能生成各种数字音频调制信号
QPSK：0，PI/4，PI/2, 3PI/4
• 回忆RTTY和CW编码
• • • • Varicode（可变编码） 例如 e……11 z……111010101
• 与莫尔斯电码和RTTY一样，PSK31字符之间也 有间隔，使用00作为间隔信号。
SSTV
• SSTV（慢扫描电视）。SSTV方式把画面 的明暗转换成不同的频率信号，再用以调 制身频并发射出去。
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F· ·— · O — — — X — ··— G — — · P · — · Y — ·— — — H· ··· I · · Q — — ·— Z — — ·· R· · —
自动位置报告系统APRS（Automatic Position Reporting System）
• APRS是一种分包通信的应用。它使用无线分包通信的无 连接方式发送数据，从发送节点广播到多个接收节点。对 于接收节点来说，可以简单地把收到的原始分包数据显示 出来，如果用计算机软件作一些处理，再配合电子地图， 就可以进行直观的图形动态显示。 • 随着IP网络技术的发展，APRS的传输媒介不只局限于无 线分包通信，还有效利用了现有的因特网进行远距离传输 • APRS的应用也不局限于位置报告，还扩展到气象信息以 及其它数据的发布。可以说，APRS是一个由业余电台爱
SSTV的信号报告
等级 1 2 3 4 5 图象质量 噪声干扰很大，不能正确显示图像 噪声干扰较大，可以看到图像 有噪声干扰，但不影响图像的观看 偶有干扰，但几乎感觉不到 图像质量很好，没有干扰
• 由于SSTV通信是进行图像的通信，因此信号报告 的形式从通常的RST变为RSV。前面两部分和平 常的相同；R代表信号的可辨度，分为1~5级，5 级为最佳。S代表信号的强度，分为1~9级，9级 为最佳，通常以收发信机上的S表读数给出。V代 表图像质量，分为1~5级，5级为最好。
Mark 信号（有电流）来自Space 信号（无电流）
字母D的脉冲
开始脉冲 结束 开始脉冲 脉冲
互动游戏
•每组设计一个方案，用 绳子的张紧和松弛来传 递信息。
• RTTY是一种对话式通信，无需握手信号。只需会 键盘打字。调制解调器（声卡）把由键盘操作产 生的字符信息转换成由两个不同频率信号组成的 “五位码”（Baudot），再用这些表示数据“0” 或“1”的一串串音频信号通过单边带方式调制并 发射出去。接收端把这些信号还原成字符并在监 视器屏幕上显示出来。常用20m波段
SSTV的基本技术
• SSTV是把一幅静止的图像经过编码转化成带宽很 窄的音频信号，然后输送到业余无线电台进行调 制，最终变成无线电信号发射出去。 在接收端， 电波经解调后恢复成发射前的音频信号，使用解 码器解调后还原成图像。 • SSTV把不同亮度和颜色的信号多次分时进行传 送，因此，在某一瞬间的干扰对传输画面的影响 很少，而且，不同亮度和颜色是用不同的音频频 率信号来表示，属于等幅调频信号，因此对信号 的衰落和波形的失真不敏感，使SSTV信号具有很 好的抗干扰和抗衰落的特性，保证信号经过恶劣 多变的漫长传输路径以后，仍然能很好地还原所 传输的画面信息。
工作原理
• 声卡将BPSK音频信号传送给SSB电台后，电台将 发射出BPSK调制的射频信号。带宽只有31.25Hz ，小于CW带宽。 • 在进行PSK31通信之前，接受台与发射台必须实 现同步，一旦同步，软件即准备完毕，随时可以 接收信号。发送方在发送信号之前，会发送一组 二进制0，作为同步信号，接受方收到同步信号之 后，马上进入同步状态。相位变化可用数学方法 预测，即使在通信中途接受信号或在短暂丢失信 号之后，软件也能迅速实现同步。 • 特点：弱信号通信
数字通信常用频率
波段（m） 10 12 15 17 20 30 40 80 频率（MHz） 28.070~28.130 24.920~24.930 21.060~21.099 18.100~18.110 14.060~14.099 10.120~10.150 7.060~7.099 3.580~3.640
PAKET
• 思考：
写信时在信封上需要写哪些东西？
• 分包通信或者称为分组通信（Packet Radio ）是一种无误码、完全使用ASCII码并支持 二进制数据传输的模式。数据不是以整个 字符串一起传输的，而是分为几个小数据 包进行传输。每个包中，除了数据外，还 有一些用于寻路和数据组装的内容，至少 会有发送方的业余电台呼号，接收方的业 余电台呼号等。
• 握手信号:握手,意即通信双方使用了专用控制信号进行状 态指示。这个控制信号既有发送域给接收域的，也有接收 域给发送域的。
• 思考
• 五位码只能表示32种不同的组合（2^5=32） • 26个英文字母 + 10个数字 + 标点符号 需要传送的 字符字符总数大于32
Baudot（博多码）
PSK31
• 名词解释 • PSK（Phase SHift Keying，相移键控），31表 示这种模式的比特率是每秒31个二进制位，严格 的说是31.25位。 • BPSK（二相相移键控），发出0，PI两种相位。 利用声卡的数字信号处理功能，生成相位相差PI 的两种音频信号，形成每秒31.25位的数据流。其 中二进制1没有相移，二进制0有PI的相移。
RTTY-无线电传打字
• 特点：设备简单，容易操作 • 每个RTTY字符由五个二进制位组成，其中1叫mark，通 常用2125Hz的音频代表，0叫space，通常用2295Hz代表 。这种调制方式称为FSK（频移键控）。每个字符开始前 有一个开始脉冲，字符后面有一个结束脉冲。
没有发送字符 发送第一个字符 发送第二个字符
业余无线电数字通信
哈尔滨工业大学业余无线电俱乐部 2011年10月
RTTY
PSK31 SSTV PACKET
通信发展
早期
语音 CW（原始的人脑判决二进制数据通讯方式）
今天
RTTY（最老的数据通信模式） SSTV PSK31……
标准莫尔斯电码表
A· — J· —— S· — ·· T— U· ·— V· ··— W· — — 1 · — — — [.] · ·— ·— — — 2· ·— — — 3· ··— — 4· ···— 5· ···· 6 — ···· 7 — — ··· 8 — — — ·· [:] — — — ··· B — ··· K — ·— C — ·— · L · ·· — D — ·· E· M— — N—· [,] — — ··— — [;] — ·— ·— · [?] · ·— — ·· [=] — ···—
• 采用个人计算机来操作SSTV具有成
本低，性能好，操作简便、智能化 和自动化等优点。
• 其中最活跃的是 7.033MHz、 14.230MHz、 21.340MHz和 28.680MHz这些 频率，只要有传 播，大多能收到 信号，有时甚至 在这些频率上下 10kHz都拥挤着 SSTV通联的信 号。