It's raining elephants – VA2GKA

Je n’avais pas fais remarqué car cela faisait un moment que je n’avais pas utilisé CwSkimmer, mais le waterfall est à présent en couleur. On s’en fou totalement… inutile, donc indispensable ! :)

CwSkimmer en action sur la bande des 20m

A laisser mon blog de coté, j’ai commencé à chopper un petit coup de bourre ! :) J’ai encore sous le coude des screenshots du CQ Worldwide DX Contest 2009 réalisés avec mon SoftRock RX v9. Il y avait pas mal de monde, et j’ai d’ailleurs lu un post sur OnlineRadio qui affirmait que ce contest a franchit la barre des 10 000 comptes rendus envoyés à la correction.

Pour ma part, je n’ai pas noté tout les contacts :p Mais en CW, mon décodeur CwSkimmer est monté jusqu’à 472 flux décodés simultanément ! Je ne suis pas resté à le surveiller, il est peut-être monté plus haut, et peut-être que sur le coup là, la puissance CPU à limité les streams d’analyse et de décodage. Cela dit, je ne l’avais jamais vu monter aussi haut.

Hop, un petit screenshot du joyeux bordel avec CwSkimmer :

Et quelques autres pour montrer la densité du traffic sur la bande des 80m.

Deux autres ici (Rocky) et la (Spectrum Lab).

VE3NEA est l’auteur de nombreux programmes dédiés aux radio amateurs et il vient de sortir une version dérivée de CW Skimmer. Pour rappel, CW Skimmer se charge d’analyser une large bande d’un spectre pour en extraire les échanges effectués en morse. Le programme se base sur une méthode statistique bayésienne et donne de bons résultats.

Cette nouvelle version appelée “Skimmer Server” fonctionne exclusivement avec le récepteur QS1R (également appelé QuickSilver SDR). Ce récepteur n’effectue pas de changement de fréquence dans sa partie électronique, tout est géré dans la partie logicielle. Un ADC (Convertisseur Analogique Numérique) plutôt balaize réalisant 130 millions d’échantillons 16 bits par seconde envoie les données sur un DSP Altera pour le traitement numérique du signal (Digital Down Conversion). Au final, les segments intéressants sont envoyés au PC via le bus USB. A noter que le projet est en Open Source, ce qui est intéressant pour l’amateur programmeur.

Revenons à CW Skimmer, cette nouvelle version –serveur– travaille donc conjointement avec le récepteur QuickSilver et peut analyser jusqu’à 7 bandes simultanément ! Les résultats peuvent être posté sur Internet via des systèmes comme “Reverse Beacon Network” ou des DX clusters.

Pour faire court, la roll’s des analyseurs CW :)

Sans m’intéresser spécialement aux contests CW, je les apprécie tout de même car c’est pour moi une bonne occasion de tester mes petites installations de réception. Ce week-end, c’était le “ARRL November Sweepstakes (CW)“, à l’évidence une bonne sucrerie au vu du nombre de participants.

J’ai donc mis en route CW Skimmer pour mettre le système à l’épreuve. Et en effet, le CPU à eu chaud car il y a du monde et le nombre de liaisons décodées simultanément est plutôt impressionnant. Sans être resté les yeux rivés sur le compteur, j’ai vu le système monter jusqu’à 225 liaisons sur la bande des 80m.

J’ai scanné les bandes 80m et 40m dans la soirée du samedi 7 novembre et les bandes 40m et 20m le dimanche matin. Voici un petit échantillon sur une carte (en utilisant Reverse Beacon Network).

A gauche, les bandes 40m et 20m le dimanche matin, et à droite, les bandes de 80m et 40m le samedi soir

Petit aperçu du début du spectre de la bande des 80m le samedi soir. (Autre capture d’écran ici, et CW Skimmer ici)

En ce moment, comme je joue un peu avec les systèmes de reporting, je me suis amusé à charger un peu le système afin de décoder un maximum d’informations possible avec mes petits moyens. J’ai donc fais tourner deux décodeurs de morse (CwSkimmer) sur les deux bandes des 80 et 40 mètres, avec en parallèle deux analyseurs WSPR sur ces même deux bandes (pour le descriptif des systèmes de reporting, voir ce post précédent).

Dit comme ça, rien de bien transcendant… Sauf que le chaînage des différents décodeurs devient assez tortueux. Je m’explique. J’utilise un récepteur à détecteur de Tayloe, me sortant deux signaux en quadrature (I/Q) qu’il est impératif de traiter afin d’avoir une discrimination du signal démodulé. Si beaucoup de logiciels récents savent traiter ce type de signal en quadrature, le logiciel WSPR ne sais pas le faire et attend un signal démodulé standard qu’il analyse ensuite. Je ne peux donc pas connecter directement mon récepteur à WSPR. L’astuce consiste alors à intercaler un décodeur logiciel comme Rocky, et de retourner le flux dans un canal audio virtuel, qui pourra ensuite être ouvert par WSPR. Par ailleurs, WSPR exige une fréquence bien précise, qu’il n’est pas possible de modifier sur les SoftRock Lite II. Ici encore, l’insertion de Rocky permet de choisir le bon tronçon de fréquence. Mais les choses se compliquent encore lorsque l’on veux lancer en parallèle CwSkimmer pour analyser les messages en morse, car de base, l’entrée d’une carte son n’est faite que pour être ouverte qu’une seule fois. Il faut donc utiliser un répéteur logiciel et diriger le tout dans un canal audio virtuel (VAC, Virtual Audio Cable) qui peut-être ouvert plusieurs fois. Doubler le tout pour les deux bandes, rajouter le lancement de deux scripts Perl pour reporter les résultats de CwSkimmer et vous obtenez un joli tas de nouilles avec une barre des taches qui ne tient plus sur une ligne :)

Un peu lourd mon dernier paragraphe ! ^^ La dessus, ne pas oublier de faire des tests avec un générateur de fréquence afin de bien vérifier que l’on n’a pas fais de boulette au niveau des fréquences, ça serait dommage de faire du mauvais reporting !

Une petite capture d’écran pour illustrer tout ceci :

Dual band, monitoring de l’activité en more et WSPR

Récemment, j’ai pu mettre en pratique et constater l’intérêt du système de reporting “Reverse Beacon Network“. Un après-midi, j’ai aperçu une liaison Europe – Japon sur la bande des 17 mètres. Aussi, si un européen pouvait capter cette émission lointaine, pourquoi pas moi ?

Et hop, j’allume mon récepteur, et je lance CwSkimmer pour scruter automatiquement toute la bande dans l’espoir d’entendre moi aussi ce contact. Et bingo, ça à marché nickel, j’ai pu également identifier ce radio-amateur Japonais. Le signal était faible, mais propre, et pas d’ambiguïté possible.

CwSkimmer décodant et identifiant un correspondant Japonais sur la bande des 17m

Un outil certainement surpuissant pour les amateurs de contests.

J’ai récemment pris connaissance des systèmes de reporting de signaux, utilisés par exemple pour mettre en évidence les phénomènes de propagation en vue de leurs exploitation.

Différents systèmes sont utilisés et je vais en détailler trois. Le point commun de ces systèmes est que les reports sont centralisés sur Internet. Pour schématiser, des balises émettent sur certaines fréquences, un programme analyse les signaux provenant du récepteur, et si des signaux sont détectés, ils sont signalés un serveur central. L’ensemble des données collectées est mise en forme sur une carte et l’on peut voir les liaisons réalisées et/ou possibles en temps réel.

Voici les 3 systèmes que j’ai identifié lors de mes petites recherches :

• Internationnal Beacon Projet : Pour ce système, 18 balises au travers le monde émettent avec une fréquence connue, à un rythme connu et une situation géographique connue. Différents programmes permettent de monitorer ces balises. J’ai testé le logiciel Faros. Avec ce programme, j’ai pu chopper une balise sur différentes bandes comme le montre la capture d’écran ci-dessous. Par rapport aux autres systèmes, ce projet ne permet pas au radio-amateur de transformer sa station en balise ponctuelle. C’est un système à sens unique.

Le logiciel Faros en action, avec la réception de la balise de 4X6TU sur plusieurs bandes.

• Reverse Beacon Network : Cet autre projet est pour moi absolument hallucinant ! Plutôt que d’utiliser des balises, pourquoi ne pas écouter les converstations en morse de radio-amateur. Une fois l’indicatif repéré, on peut globalement situer le contact et mettre en évidence la propagation sur les différentes bandes en fonction de ce que l’on décode. Ce principe peut-être plus ou mois biaisé dans le cas de l’étude de la propagation, car si un contest est annoncé sur certaines bandes, elles vont-être utilisées préférentiellement. Ceci dit, c’est un bon outil pour analyser le traffic. Le système repose sur le programme d’analyse CwSkimmer qui décode les signaux en code morse. Dans les options du programme, il faut activer l’ouverture d’un port (7300 de base) et lancer un programme écrit en Perl pour reporter les contacts sur le site “Reverse Beacon Network”. Le principal inconvénient de ce système est qu’il repose sur un logiciel payant. J’en ai fais l’acquisition (65 euros) car je trouve ce projet vraiment intéressant et CwSkimmer donne vraiment des résultats impressionnants.

Reverse Beacon Network en action (no timeout). Autre exemple ici.

• WSPRnet : Last but not least : “Weak Signal Propagation Reporter Network”. WSPR, prononcer whisper, est un projet dédié à l’étude et au reporting des phénomènes de propagation. Contrairement à “Internationnal Beacon Projet”, il perment à chaque radio-amateur de transformer sa station en balise. Par ailleurs, il a beaucoup d’avantages. Le protocole est plus évolué que la simple transmission d’un indicatif en morse et le message transmit contient des informations sur la localisation, la puissance et un système de correction d’erreur. Ce système est étudié pour l’utilisation de faibles puissances d’émission. Il est par ailleurs très discret et ne prend que très peu de bande passante. Aller, une dernière couche : Il est gratuit ! Et comme il est très bien, il a donc une communauté importante de contributeur.

Le logiciel WSPR en action

Cartographie WSPRnet toutes bandes, sur une période de 3 heures

Je dois avouer, je suis fan de tout ces petits systèmes automatiques. Une fois configurés, on les laisse tourner dans un coin un moment, et lorsque l’on revient, on peut dépouiller les logs et faire –tout plein de stats– :)

Amusé par ces petits systèmes géniaux, je mes suis demandé si j’avais le droit de participer/contribuer. Pour le moment, je ne suis pas radio-amateur, aussi je n’ai pas d’indicatif et je n’ai pas le droit d’émettre, mais l’écoute des ondes est libre en France. J’ai écris à l’auteur de CwSkimmer et dans nos échanges, il m’a dit qu’il à vendu beaucoup de licences à des non radio-amateur. Au final, tant que je respecte la loi et que je n’émet pas, il n’y a pas de problème. Par ailleurs, le –détail– de l’indicatif ne devrait bientôt plus se poser, si je me décide à bosser un peu mon morse ! ^^

Analyse spectrale d’une partie de la bande des 80 mètres (zone du CW)

Ce samedi 11 juillet 2009, les bandes CW étaient bien blindées à l’occasion du concours d’été IARU pour les bandes HF, en CW et SSB.

J’avais justement reçu mon petit kit SoftRock Lite II 80m et j’ai passé la soirée à l’assembler. Pour faire court, c’est un petit récepteur radio minimaliste reposant sur les principes de la SDR (Software Defined Radio [link]). Il n’y a aucun variateur ni réglage possible sur la platine car le petit récepteur utilise le PC pour faire le gros du travail. C’est donc la carte son qui récupère environ 100kHz de bande passante. La plupart des logiciels font une analyse spectrale, l’affichent sous la forme de sonogramme, et il suffit à l’utilisateur de sélectionner la portion qui l’intéresse.

Le circuit du SoftRock en lui même contient un peu de CMS (composant monté en surface) mais le pas n’est pas trop petit et c’est encore largement jouable avec un petit fer à souder. Pair ailleurs, le site dispense de bons conseils et la documentation est excellente ! Super boulot des auteurs pour ce petit kit avec des heures d’amusement (Les kits sont en vente à cette adresse pour une dizaine de dollars).

Sans une bonne antenne, même le meilleur des récepteurs ne peut pas s’exprimer. C’est un peu comme pour la photo, où il faut une bonne optique. Pour l’importance de ces deux composants, on entend souvent 50 / 50, pour ma part je suis loin du compte car j’ai du m’improviser une antenne. J’ai (lamentablement) tendu un câble téléphonique de 20 mètres vers le fond du jardin, et raccordé la masse au radiateur (oui je sais, c’est -mal-, mais bon, c’est de la réception et c’est temporaire). L’antenne est donc non accordée, et loin d’être idéale. Mais comme témoignent les photos, c’est un minimum suffisant pour capter des émissions dans toute l’europe !
Note après coup: Pour le 50/50, sur le plan financier, je dois pas être loin car le prix du câble doit globalement être le même que le récepteur  :)

J’ai testé toute une ribambelle de logiciel qui permettent d’explorer et de décoder tout un petit monde. Bien entendu, le choix d’un logiciel dépend de ce que l’on veut faire, pour ma part et dans le cas présent, c’était l’écoute et le décodage du morse (hé oui, je ne le traduit pas à l’oreille, j’en suis encore à l’apprentissage, à 7 lettres pour être exact…).

CwSkimmer est le logiciel qui va bien pour scanner un large spectre et décoder plusieurs conversations CW. Mon viel Athlon 4200 XP à été mis à genoux par ce petit shareware qui essayait de décoder l’ensemble des échanges du contest.

CwSkimmer en plein travail, sur la bande des 80m surchargée par le contest. [Autre exemple]

Le décodage n’est pas parfait, mais je pense que c’est un outil plus qu’utile pour les pro du contest chassant les coefficients multiplicateurs (cf. règles des contests).

Le succès du montage SoftRock lui a valu un bon paquet d’adaptations de programmes existants pour la compatibilité et de programmes dédiés. Dans les programmes gratuits on peut citer Rocky, fait par l’auteur de CwSkimmer.

Rocky en action, sur la bande des 80 mètres, segment du CW [autre exemple]

Spectrum Lab est un autre programme gratuit assez complet pour celui qui cherche un analyseur de spectre. On peut même customiser les couleurs du spectre, et pour le coup, je me suis gavé et j’ai pris une bonne tripotée de screenshots :

!!! ATTENTION !!!
Pour les connaisseurs, une partie des images ont été prisent avec une inversion de I/Q (entrée stéréo inversée), ce qui fait que le spectre est inversé autour de 3.515 MHz et on peut donc -voir- des émissions en dessous de 3.5 MHz. Réellement, il n’y a pas d’émission sous les 3.5, c’est juste que j’ai connecté les pinoches à l’envers :)

Palette Sunrise [autre image, et encore ]

Palette Noir et blanc [autre exemples ici, ici, ici, ici (zoom), ici (FFT plus petite) et ici]

Et aussi à la pelle :

• Palette Spectran (bleu) ici, ici, ici, ici, ici, ici, ici et ici.
• Sunrise avec saturation ici et ici.

Finalement, vers la fin du contest, on peut voir que la bande est redevenue plus calme (les gens sont fatigués ? :)

Et après 12h00 GMT, c’est carrément la zone. Circuler, y rien a voir (fin du contest).

En bonus de fin, le spectre sans antenne, pour voir les zones constantes puis le spectre avec une entrée numérique de ligne nulle ]. Le système (SoftRock ou carte son) n’est pas insensible aux perturbation du PC car on peut voir des modifications du tracé en bougeant la souris [ici].

Vala vala, petit montage sympa, avec des conditions idéales (le contest) pour le tester !