> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/20160708-freebsd-yu-rtems/amateur-radio-and-freebsd.md). # 业余无线电与 FreeBSD * 原文：[Amateur Radio and FreeBSD](https://freebsdfoundation.org/wp-content/uploads/2016/08/Amateur-Radio-and-FreeBSD.pdf) * 作者：**Diane Bruce，VA3DB** 在移动电话、互联网和即时通信大行其道的今天，人们很容易忘记无线通信和全球互联网仍然依赖无线电通信。业余无线电操作员，又称 ham，是让无线电通信走向商业实用的先驱。在无线电发展的早期，爱好者搭建和摆弄电子设备，就像现代黑客使用电子设备、机器人和计算机一样。他们过去是、现在仍然是现代“创客”精神的一部分。业余无线电操作员接着创建了早期的广播电台和电视台。如今，业余无线电依然充满活力，吸引着那些想学习无线电技术、想构建融合计算机与无线电的新系统的人。 业余无线电是获得联邦许可的爱好。无线电频谱由多种业务共享，ham 又热衷于实验，具备基本的无线电技术和法规知识对于避免干扰其他业务至关重要。业余无线电是少数允许自制无线电设备、设计新协议和系统的无线电业务之一。 只要具备技术背景，许可证要求都很容易满足，而且不需要掌握摩尔斯电码。 业余无线电爱好者参与过移动电话和卫星系统的开发，也协助构建了现代互联网。科学家、程序员和电子工程师都对业余无线电抱有浓厚兴趣。 既然如此，为什么要把计算机和业余无线电结合在一起？计算机和无线电技术在过去几年发生了翻天覆地的变化。现代 ham 用计算机处理卫星预测、数字编码语音、日志记录、数字模式、软件定义无线电和各种各样的任务。 这催生了大量面向业余无线电的应用，其中许多是为 Linux 操作系统编写的。我们这些（ On FreeBSD）从事 FreeBSD 业余无线电 Ports 工作的人，很想改变这种局面，把 BSD 也带进这一领域。幸运的是，许多通用或专门为 Linux 编写的应用很容易移植到 FreeBSD 上。 ![图为在 FreeBSD 桌面上运行的 fldigi](/files/uZ9npCpOX88bVEP6w5Cf) 业余无线电操作员最早把个人计算机用于收发无线电传打字信号。早期 ham 的无线电传打字（RTTY）使用过剩的、淘汰的打字机（如 model 15）外接调制解调器。可以想象，这些笨重的机器让 RTTY 对许多 ham 来说并不实用。这些机器使用现代 8 位 ASCII 码的前身——通常称为 Baudot（学究一点叫 Murray 码），是一种 5 位（5 电平）加起止位的编码。这些机器再接上一台为无线电用途设计的调制解调器，对音频信号进行大量滤波以减少其他信号的干扰。RTTY 天生适合早期的家用个人计算机，是最早的数字模式之一。用 Apple II 这样的早期 8 位计算机生成和解码 5 电平码非常容易，但仍然要外接调制解调器。如今计算机性能足以用信号处理代替外接调制解调器，直接解码空中的无线电传打字并显示文本。FreeBSD 上常用的程序是 fldigi。fldigi 本身是解码 RTTY、Hellschreiber 等许多短波信号和 PSK31 等现代协议的现代瑞士军刀。 ![图为二战时期的 Hellschreiber 机器](/files/T4Fv8OiXlKc7LimOZwPe) 它用音调在旋转的滚筒上绘出字符。更多信息见维基百科 。 随着现代计算机性能的提升，利用现代数字信号处理进行的弱信号检测能力大幅提高。Joe Taylor 是一位获诺贝尔奖的物理学家，业余无线电呼号为 K1JT，他希望找到一种把信号发送到月球再反射回来的方法（地月地通信，简称 EME，即月面反射），借助月球把信号传遍全球。他运用射电天文学专长，采用现代高级信号处理开发了 Weak Signal JT（WSJT），引入了新的 JT65 模式。早期 ham 的 EME 通信需要非常昂贵、庞大的天线阵列和大功率放大器。WSJT 让 ham 用更普通、便宜得多的电台就能进行 EME 通信。 全球各地的 ham 现日常使用 WSJT、WSJTX 及其衍生项目 WSPR，以极低功率与世界各地通信，不仅通过月球，还通过传统的电离层短波通信。（参见 ） 最近一次跨大西洋 2m 波段的通信尝试之所以成功，仅仅是因为信号从国际空间站反射回来——当时它恰好在正确的时间位于正确的位置！（2014 年 7 月 14 日，见 ） PSK31 是一种低带宽模式，在现代 ham 中也很流行。它能在噪底以下被听到，深受低功率操作者喜爱。这里大多数 ham 同样选用 fldigi。 业余无线电操作员在早期分组无线电网中发挥了重要作用，这种技术后来进入警察和其他应急服务的加密数字系统。使用改进的 X.25 协议（AX.25）的存储转发网络至今仍在世界各地使用，构成了业余无线电定位系统（Amateur Positioning Radio System，APRS）的骨干。FreeBSD 通过 Xastir 和 YAAC 对该系统提供了良好的支持。 各电台用 GPS 接收机通过 AX.25 上的 APRS 广播自己的当前位置。对于协助专业搜索救援人员做搜救工作的业余无线电志愿者（例如民航巡逻队 CAP）来说，这套系统价值非凡。这些信号还会转发到互联网，支持全球追踪电台；例如访问 可以看到我所在的渥太华附近一带。 软件定义无线电是业余无线电爱好者正在试验的最热门新技术之一。借助高速 A/D 转换器，可以直接从空中采样无线电信号，转换为正交（两路相位差 90 度的信号）数字样本（通常称为 I/Q 信号），用计算机解码。对无线电而言，业余信号也可以用 D/A 转换器生成并发射出去。 Adrian Chadd（业余无线电呼号 KK6VQK，）想观察 WiFi 传输所用的频率分布时，需要一套支持良好的软件定义无线电（SDR）软件包。这意味着 Adrian 必须协助把支持 Ettus 公司 USRP 的软件移植到 FreeBSD，才能在他的 BSD 系统上配合 gnuradio 使用。gnuradio 是一个软件框架，包含可借助图形界面连接组装成 SDR 无线电系统的各种组件。 高端射频 A/D、D/A 系统能够同时处理数兆赫兹的频率，这正是射电天文或 WiFi 信号分析所必需的。然而，许多 SDR 工作只需任何现代计算机自带的声卡，或基于 RTL2832U 芯片组的 DVB-T 电视调谐器 USB 加密狗即可完成。声卡只能采样基带音频信号，因此任何射频信号都必须先下变频到基带才能解码。所谓的“SoftRock”是一种低成本的射频转换器，可配合 QUISK 等程序解码传统的短波模式，包括单边带（SSB）、FM 和 AM。 电视调谐器 USB 加密狗可以直接对射频信号采样，覆盖范围一直延伸到 UHF 频段，可用于监听该频段的业余无线电频率，甚至直接收听广播 FM 电台；例如 rtl-sdr 这个 Port 可以与 gnuradio 配合使用。许多业余无线电爱好者制作了上变频器，把接收到的短波低频信号转换到电视调谐器加密狗可以接收的频段，再交给 gnuradio.org 的 GNU Radio 处理。 业余无线电操作员设计并建造了自己的卫星。1974 年首次发射的 AO-7 至今仍在运行，尽管由于电池耗尽，工作模式严重退化。 建造卫星需要电力工程、电池技术、无线电和嵌入式计算机系统等多领域的知识。这些人才也是为 NASA 工作的人。对普通业余无线电操作员来说，针对每颗卫星，要知道在什么时间把天线对准到哪个方向，需要跟踪软件。predict 和 gpredict 是这里常用的程序。 国际空间站上有持证的业余无线电操作员，运行在低地轨道上。它在自动模式下很容易被收听到，宇航员活动时也可以与之通话。可以想见，空间站上的宇航员没有多少时间直接与地面上的 ham 通话，但常常会做出特别安排，与地面的学校通话。你可以在 gpredict 的截图中看到这颗卫星。 业余无线电电视是部分 ham 使用的一种模式，不过大多数活动集中在一种称为慢扫描电视（SSTV）的低带宽电视形式上。早期的 SSTV 需要余辉很长（P7）的雷达管荧光屏，这种荧光屏对眼睛刺激很大，但能让图像在消退前被描绘出来。如今这一切都由计算机解码完成，可以获得全彩图像。国际空间站有时也会向地面广播 SSTV 信号供地面电台接收。 中继台用于扩大移动电台的通信距离，方法是把接收机架在山头或高楼之上，配上发射机转发移动电台的信号。通过互联网把世界各地城市的中继台连接起来是轻而易举的事，可以用 thebridge 或 svxlink 实现。 业余无线电可以像你想的那样技术性强，也可以只是一种放松的爱好。这个爱好领域广阔，门类繁多，我只能介绍其中一小部分。廉价计算的时代让业余无线电变得更有趣。也许你现在产生了兴趣。如需进一步阅读，建议从美国的 和加拿大的 开始。 *** **DIANE BRUCE** 从事计算机编程工作逾 40 年，在嵌入式/实时领域有 35 年以上的经验。Diane 目前为 FreeBSD 项目做贡献，主要在 Ports 方面。她的爱好包括业余无线电、写作和音乐（业余乐手）。她于 1968 年首次获得业余无线电执照。 --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com. ## Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter, and the optional `goal` query parameter: ``` GET https://freebsd-journal-cn.bsdcn.org/20160708-freebsd-yu-rtems/amateur-radio-and-freebsd.md?ask=&goal= ``` `ask` is the immediate question: it should be specific, self-contained, and written in natural language. `goal` is optional and describes the broader end goal you are ultimately trying to accomplish on behalf of the user. GitBook uses it to tailor the answer towards what is most useful for that goal. The response will contain a direct answer to the question and relevant excerpts and sources from the documentation. Use this mechanism when the answer is not explicitly present in the current page, you need clarification or additional context, or you want to retrieve related documentation sections.