Decodificare il packet radio con la scheda audio (Windows)

Abbiamo configurato YAAC per ricevere messaggi di posizione via internet, ora aggiungiamo la decodifica dei pacchetti provenienti dalla radio tramite la scheda audio.
Se c'è traffico nella nostra zona probabilmente sarà su 144.800, la frequenza deputata all'APRS in Europa. Sintonizziamo la radio in FM e colleghiamo l'uscita audio con l'ingresso "microfono" o "line-in" del computer. Si può fare direttamente con un banale cavetto jack-jack o passando attraverso una di quelle interfacce che si usano per gli altri modi digitali.

Poi scarichiamo il programma "soundmodem" dalla pagina di IZ7HO.
Ne esistono due versioni: sm2ch44.zip andrà bene nella maggior parte dei casi.
Estrarre il file dalla cartella compressa e copiarlo in un posto facilmente accessibile. Anche la cartella che abbiamo creato per YAAC o la Scrivania vanno benissimo.
Il programma parte con un doppio click.

Configurare i MODEM per "VHF AX25 1200bd".

Purtroppo non posso dimostrare il funzionamento in emulazione sulla mia macchina Linux, tuttavia se tutot funziona a dovere vedremo chiare tracce dei segnali sul waterfall (parte in basso dello schermo) e decodifica dei messaggi nella parte superiore.

A questo punto il modem sta decodificando i pacchetti e possiamo spiegare a YAAC come farne uso.

In YAAC facciamo:
File > Configure > Expert mode
poi da "ports" facciamo "Add" e scegliamo "AGWPE" come tipo di flusso dati.
Il proprio nominativo è l'unico dato eventualmente da inserire. Neanche quello se useremo la radio solo in rx.
Naturalmente per la trasmissione servirebbero ulteriori cavetti dall'uscita cuffie del pc all'ingresso microfono della radio.

Configurare YAAC

Per anni ho usato Xastir come client per le attività APRS ma qualche difficoltà di colloquio con le ultime Debian rendono una tortura riuscire ad avere delle mappe decenti.

YAAC, che era saltato fuori cercando un'alternativa free e in sviluppo attivo ad UI-View per i miei amici che usano Windows, si è rivelato una vera perla. E' open, cross-platform e di facile configurazione.

Vediamo i passaggi principali per essere operativi che hanno il vantaggio di poter essere completati progressivamente.

Cominciamo con una configurazione che legga il traffico da internet, visto che la cattura dei pacchetti via radio richiede qualche passaggio in più.Installazione.

Scaricate da questa pagina la versione adatta al vostro sistema operativo e scompattatela in una cartella facilmente accessibile (es. direttamente in "C:" o nella "home" per Linux).

Probabilmente avrete l'ambiente Java già installato sul pc. Se così non fosse lo potete ottenere gratuitamente dal sito di Oracle.

Sotto Windows sarà sufficiente fare doppio click su YAAC.jar per lanciarlo, mentre chi usa Linux potrà farlo da linea di comando con java -jar YAAC.jar

Al primo avvio dovrebbe presentarvisi direttamente il percorso di configurazione assistita.

Se così non fosse lo avviate da File > Configure > by Wizard

Nella prima finestrella in assoluto va inserito il proprio nominativo.

Per chi non fosse titolare di licenza è possibile inserire un qualunque testo a piacere, sapendo che non verrà trasmesso via radio o propagato su internet.

Nel menù a tendina subito sotto si può scegliere lo SSID ovvero un numero che viene aggiunto dopo il nominativo per differenziare tra più trasmittenti qualora avessimo diverse installazioni a nostro nome.

Lo "0" viene convenzionalmente usato per le stazioni fisse, "1" per quelle mobili ecc.

Procediamo con "Next".

Nella schermata successiva si può esplicitamente scegliere il tipo di stazione. "Fixed" andrà bene per la stazione casalinga, "mobile" per quella in automobile. Dalla tendina è possibile impostare il tipo di icona che vorremo a simboleggiare la nostra stazione sulla mappa.

 Il passo successivo riguarda la posizione.

Un client APRS tipicamente usa le nostre coordinate geografiche in due modi:

- Per far vedere agli altri dove siamo;

- Per centrare la mappa a schermo.

Nel caso di stazione mobile normalmente vorremo aggiornarle in tempo reale da un GPS, ma per un'installazione fissa si possono tranquillamente inserire a mano.

In http://www.whatsmygps.com/ si può scrivere direttamente l'indirizzo nella casella sopra al bottone "Find This Location" per avere le coordinate in formato decimale subito sopra.

Nei dintorni di Roma ne ricaveremo una latitudine di circa 42 gradi e una longitudine di circa 12.

Viene ora il momento di indicare a YAAC il canale attraverso il quale ricevere informazioni dalle altre stazioni e/o trasmettere le nostre.

Cominciamo ad aggiungere "APRS-IS" ovvero dati che provengono da server internet su cui altre stazioni  trasferiscono le informazioni ricevute vie radio: premere quindi "Add APRS-IS Connection".

Configurare come segue:

APRS-IS Server Host Name: euro.aprs2.net
APRS-IS Server Port #: 14580

Callsign: <il vostro nominativo>
APRS-IS password: è un numero generato sulla base del vostro nominativo secondo un algoritmo matematico. Potete farlo a questo indirizzo.

In caso non abbiate un nominativo valido dovrebbe essere valido "-1" che consentirà di ricevere ma non di inviare dati verso la rete.

Salviamo con "Save".

Al passaggio successivo si può scegliere se vogliamo inviare via internet la nostra posizione assieme a una stringa di testo di nostra scelta.

A questo punto il sistema dovrebbe cominciare a ricevere messaggi via internet.

Ne avremo conferma osservandoli attraverso la funzione View > Raw Packets.

Per far sì che i pacchetti da noi ricevuti via radio vengano trasmessi verso la rete internet e visualizzati da qualsiasi altro client connesso, sono necessari altri due passaggi.
Uno nelle impostazioni di "transmit" flaggando "Allow RF-> IS gating".

E l'altro nella scheda della connessione APRS-IS, selezionando "Enabled" nella tendina "Transmit".

 

Ho osservato comportamenti diversi con le mappe da un'installazione all'altra.

In qualche caso il software ha scaricato automaticamente la cartografia centrata sulla mia posizione.

In altri caso ho dovuto aggiungere le mappe a mano.

Se così fosse, potete scaricare manualmente la regione che vi interessa in formato ".osm.bz2" da http://geodati.fmach.it/gfoss_geodata/osm/italia_osm.html per poi importarla da File > OpenStreetMap > Import RAW OSM Map XML.

La stazione spaziale in packet 144 MHz

Da alcuni giorni la ISS è tornata a trasmettere in packet/APRS a 145.825.

A differenza di quanto accadeva in uhf, i segnali sono ottimi ed ho potuto decodificare molti pacchetti anche con il solo palmare (Kenwood TH D72) su passaggi che arrivavano al massimo a 15° di elevazione.

Transitarci è più difficile: il traffico è intenso e con antenna omnidirezionale / 50w, ma senza correzione doppler, non più del 10% dei miei pacchetti ha avuto successo.

Spesso scherzo con l'amico Giorgio IZ2XBZ dicendo che i miei progetti hanno qualche anno di maturazione: lo scambio di messaggi con lui via ISS ne ha dato la prova, visto che era il Giugno 2010 quando mi sono ripromesso di provarci un giorno o l'altro.

L'elusiva ISS in APRS/UHF

Leggendo una discussione su ARI Fidenza  mi era presa una mezza idea di provare a mettere assieme un nodo cluster per le v/uhf con gateway verso la chat di ON4KST, sulla falsariga di quanto dovrebbe offrire l'ARI di Modena.  Magari basando tutto su un Raspberry-PI, ma per quello ci vorrà ancora un pochino.

Le mie esperienze con il packet risalgono agli albori di questo sistema di trasmissione, a metà degli anni '80, quando con alcuni amici realizzammo i primi nodi del savonese con i tnc che I3CTW (sk) clonava dalle realizzazioni del TAPR. Poi i miei interessi presero altre direzioni ma da qualche lettura occasionale sapevo come il sistema raggiunse notevole iffusione fino al cambio di secolo, con reti in tecnologia TCP-IP interconnessa ad internet, cluster, email gateway e chi più ne ha più ne metta. In seguito la disponibilità di accessi ad internet con tariffa flat, anche da mobile, ne ha segnato un rapido declino.

Oggi è difficile si ascolti qualcosa più dell'APRS,  cui non avevo mai dedicato eccessivi pensieri perché, nella mia percezione, vagamente onanistico (a che pro trasmettere a tutto il mondo la propria posizione in tempo reale?). Unica eccezione il packet dalla ISS, che mi ero ripromesso di approfondire. 

Combinazione, negli stessi giorni leggo un post che ne annuncia un cambio di frequenze per motivi che ricordano quelli che affliggono anche i nostri impianti.

Un vero segno del destino: dovevo attivarmi per il packet con la ISS!

Il primo passaggio è stato configurare il software per l'impiego con la scheda audio, funzionalità presente nelle distribuzioni Linux da parecchi anni. 

Nel mondo del pinguino la documentazione spesso è obsoleta e frammentaria, ma in questo caso c'è anche l'aggravante che quasi tutto il materiale è vecchio di dieci anni. Per esempio soundmodem collabora senza problemi impostato come modem "KISS" seriale, ma si comporta in modo strano (tx continua) se impostato come dispositivo di rete. Sarà un problema della distribuzione? O forse qualche passaggio ovvio ai tempi delle reti packet TCP/IP ma che oggi non si trova negli annali?

In un modo o nell'altro soundmodem e Xastir si sono lasciati configurare abbastanza in fretta e anche cavi e interfacce varie pc<>radio erano solo a qualche saldatura di distanza. Nota a margine: sfruttandola per il PTT, credo di aver potuto usare la porta parallela del pc per la prima volta in forse 15 anni, ovvero da quando le stampanti sono migrate alla connettività USB.

La ricezione del packet dalla ISS in 144 era banale: bastava lasciare la radio accesa e prima o poi si catturava qualcosa. I test in UHF non sono stati altrettanto positivi, con interi giorni di monitoraggio senza alcuna decodifica.

Perché?
Le ragioni possono essere diverse e una nota di WA4APR "himself" ne evidenzia alcune.
Concentrandomi sulle parti ove posso intervenire:

• minore efficienza del sistema d'antenna.
  Ho tentato gli ascolti con la solita collineare però il cavo in 430 manifesta perdite quasi doppie rispetto ai 144. Non me ne sono mai preoccupato troppo perché installata per il traffico locale, ma  in effetti vedere l'AirCell7 commercializzato come "utilizzabile fino a 3 GHz" quando presenta perdite in UHF non troppo distanti dall'RG213 (14,1 vs 15,8 dB/100m) suona un po' fasullo.
  Il sistema d'antenna per i satelliti non è ancora del tutto operativo, quindi posso contare solo su puntamento azimutale e manuale ma direttiva e preampli dovrebbero dare una mano.
•  l'effetto doppler.
  In altre parole, se per i 144 Bob dice:
  "The ISS has over 6 KHz of Doppler during the pass.
  1) On the ground, the best deviation for the best performance will just fill the passband with signal
  2) This same signal cannot tolerate any frequency offsets or the signal distorts as it goes out of the passband.
  3) From ISS, the signal is out of the center 2 Khz of your pass band 90% of the TIME!
  4) Modern rigs have very tight filters.  Good for ground, Bad for Space."
  In 432, essendo funzione della frequenza, lo scostamento sarà 3 volte maggiore.
  Anche qui viene incontro quanto implementato finora per iniziare l'attività satelliti e GPredict sintonizza la radio durante i sorvoli, dopo gli usuali scazzi con le porte seriali.

Anche in questo modo il successo è stato limitato a pochissimi pacchetti ma ho qualche dubbio sulla reale operatività della stazione nelle ultime ore, visto che al momento ariss.net  riporta solo pacchetti vecchi di oltre due giorni.

Prossimi filoni d'indagine e -magari- miglioramento:

1. impiego di un vero TNC invece della scheda audio
2. verifica scostamento in frequenza delle radio... che in effetti in UHF/ssb mi è già capitato di nutrire dubbi sulla stabilità

continua...