Nexus HamradioTools – jeden program pre celú rádioamatérsku stanicu

Nexus je bezplatný softvér s otvoreným zdrojovým kódom napísaný v jazyku Rust, určený pre rádioamatérov, ktorí chcú prevádzkovať digitálne módy, SSB, CW, APRS, satelity a sledovať šírenie vĺn – a to všetko z jediného okna. Auto KD9TAW je licencovaný od roku 2021 a aktívny od roku 2022. Program beží na Windows (x64), Linuxe (balíčky .deb a AppImage) a Raspberry Pi arm64. Šíri sa pod licenciou GNU GPL v3.

Prečo KD9TAW vytvoril Nexus?

Typická rádioamatérska stanica bežala donedávna takto: jeden program dekódoval, ďalší zobrazoval mapu, tretí posielal upozornenia, štvrtý viedol log a piaty zobrazoval panadaptér. Každý mal vlastné nastavenia, vlastnú kópiu logu a všetky súperili o jeden COM port. KD9TAW, technológ srdcom, sa rozhodol celý tento stack prestavať do jedného programu. Výsledkom je Nexus – softvér, ktorý sám používa pri každom závoze aj pri každodennej prevádzke. Vedľajším produktom tohto projektu sú aj originálne protokoly TempoFast a TempoDeep, o ktorých píšeme nižšie.

KD9TAW nie je len softvérový vývojár: v apríli 2023 uskutočnil DXpedíciu na KP2 (St. John) a VP2V (Britské Panenské ostrovy), kde z pobrežného QTH nadviazal viac ako 6 000 spojení za niekoľko dní, vrátane prevádzky SSB na 6 m – prvej takejto aktivity z VP2V po rokoch. Na konte má tiež 1. miesto v štáte Illinois a 10. miesto v Severnej Amerike na CQWW 160 m DX 2025, len pri druhej účasti v závode. K 2026 eviduje na QRZ 11 274 spojení a 285 potvrdených entít DXCC.

Výhody Nexusu

Základný argument je prostý: každý z úloh, ktoré Nexus zvláda, je bežne samostatný stiahnuteľný program. V Nexuse zdieľajú jeden rádioprijímač, jednu vrstvu CAT a jeden log. Keďže log je základom údajov, napríklad pre výpočet diplomov aj pre farebné zvýraznenie každého dekódovania, konzistencia nastáva automaticky – bez potreby synchronizovať viaceré kópie ADIF.

Okrem konsolidácie ponúka Nexus dve schopnosti, ktoré sa z viacerých oddelených programov nedajú zostaviť. Po prvé: propagácia na VHF sa skóruje na základe prijímačov v blízkosti vašej lokality, nie na základe globálneho toku spotov zo skimmerov. Každý riadok v zozname potrebných staníc ukazuje, kto z vašej blízkosti danú stanicu počul a kedy, takže pred zavolaním viete, že trasa existuje. Po druhé: prístupnosť pre operátorov so zrakovým alebo sluchovým postihnutím – Nexus funguje so screen readermi JAWS a NVDA bez akéhokoľvek prepínania, klávesnica ovláda všetky tabuľky aktivít a znie oznam pri príjme a vysielaní.

Pätnásť podporovaných módov

Nexus v aktuálnej verzii podporuje pätnásť prevádzkových módov, každý vo vysielaní aj príjme.

Ako začať?

Inštalácia prebieha trojkrokovým sprievodcom. Nexus prečíta USB deskriptory, identifikuje rádio, spáruje zvukové zariadenie a ponúkne import existujúceho logu alebo začne s novým. Ak ešte nemáte rádio, APRS mapa, DX cluster a propagačný indikátor bežia na internetových feedoch samé. Winshield inštalátor v systéme Windows ešte nemá kód-signovací certifikát, preto SmartScreen zobrazí varovanie pri prvej inštalácii – treba zvoliť Ďalšie informácie a potom Predsa spustiť. SHA-256 každého artefaktu je uverejnený pri stiahnutí pre manuálne overenie.

Nexus funguje v dvoch režimoch: buď sám ovláda rádio cez CAT, alebo pracuje ako companion – pracuje s  dekódovacím streamom z bežiaceho WSJT-X, JTDX alebo MSHV bez toho, aby prevzal riadenie rádia. Váš log prichádza importom ADIF a odchádza exportom ADIF; záloha sa robí automaticky pred každým načítaním.

Prevádzka FT8 a FT4

Sekvencer FT8 a FT4 je postavený podľa správania WSJT-X, klávesové skratky sú rovnaké a UDP protokol je byte-for-byte identický, takže GridTracker, JTAlert a váš logger pracujú presne tak, ako doteraz. FT8/FT4 dekódovacia vrstva je zostavená z DSP zdrojov WSJT-X (aktuálne sleduje upstream 3.0.2); na identických nahratých audiozáznamoch dosahuje prah −21,3 dB oproti −20,7 dB štandardného WSJT-X bez falošných dekódovaní pri čistom šume.

Kokpit FT8/FT4 obsahuje vodopád, ktorý možno pozastaviť a prehrávať späť, tabuľku volaní zoradenú podľa hodnoty každej stanice pre váš log a pásmomú aktivitu s krajinou, správou signálu, vzdialenosťou a azimutom pri každom dekódovaní. Nexus si udržiava databázu z FCC licenčného súboru, vďaka čomu rozoznáva nový štát aj na CW, SSB a klasterových spotoch, ktoré neobsahujú grid.

Prevádzka SSB, CW a RTTY

SSB a FM cockpit zobrazuje živý bandscope, metriky TX, šesťslotový hlasový keyer, prevádzačový odskok a CTCSS. Na natívnom CI-V Icome alebo sieťovom FlexRadiu je tento scope vlastný RF spektrálny rozsah rádia, nie iba 3 kHz zo zvukovej karty. Nexus okamžite neprikáže nič na rádiu pri otvorení – príjme tik rádio v rovnakom stave, v akom ho zanecháte, a len po aktívnom úkone operátora zmení frekvenciu či mód.

CW cockpit vysiela cez CAT, sériovú DTR/RTS keyline, K1EL WinKeyer alebo zvukovú kartu. Dominantnou plochou je prepis dekódovania, poháňaný neuronovosieťovým modelom DeepCW, s klasickým dekodérom ako automatickým záložným riešením. Makrá môžu pozdraviť protistanice menom a odoslať štát. Pre RTTY Nexus ovláda AFSK zo zvukovej karty aj pravé FSK cez keyline s auto-sekvencerom pre hands-free prevádzku.

Ostatné prevádzkové módy

APRS dekóduje a zobrazuje na mape s reálnymi stanicovými symbolmi a detailnou kartou zobrazujúcou vzdialenosť, Azimut a cestu cez digipeatermi. Keď nie je pripojené rádio na 2 m, stavový panel to jasne oznámi. Nexus sa pripája k APRS-IS ako read-only sieťový feed a voliteľne môže prevádzkovať prijímaciu IGate – internetový provoz sa nikdy nevysiela späť do éteru, pretože by to znamenalo nežiaduce kľúčovanie rádia bez obsluhy.

Pre satelitnú prevádzku Nexus zobrazuje plány preletov, polárne grafy, Dopplerovskú korekciu a pravé 3D orbity s kruhovými pätami pokrytia, pričom Rotátor sleduje trasu satelitu automaticky počas celého preletu. SSTV pokrýva všetkých pätnásť módov so živým vodopádom, ktorý sa pri príjme stáva samotným obrázkom.

DX a diplomy v Nexuse

Log je zdrojom pravdy pre jadro programu. DXCC, Challenge, Honor Roll, WAS, WAZ, per-band VUCC a IOTA sa počítajú offline z vlastného logu bez potreby účtu a bez uploadu. Potvrdenia si zachovávajú zdroj: eQSL alebo QRZ match sa zobrazí ako potvrdené, ale nikdy sa nezaráta do DXCC alebo WAS, pretože tieto diplomy to neakceptujú. Súčty teda vydržia skutočné žiadosti o diplomy.

DXpedičný kalendár zobrazuje každú operáciu ako farebnú lištu cez dni, kedy je v éteri, s pásmami od najnižšieho a modelovaným najlepším oknom. Nexus sleduje POTA a SOTA aktivátorové spoty s príznakom NEW PARK, jednoklikaným poľovaním a importom navštívených parkov. Propagácia využíva natívny port ITU-R P.533 – ten istý typ predikčného enginu ako VOACAP – a skóruje otvorenia na základe prijímačov blízkych k vášmu QTH, nie globálneho firehose.

Tempo protokoly: TempoFast a TempoDeep

Nexus obsahuje dva originálne waveformy slabých signálov. TempoFast je koherentný 4-CPM mód na 4-sekundovom konverzačnom cykle s inkrementálnou redundanciou HARQ – failovaný rámec nie je vyhodený, pretože retransmisie pridávajú nové paritné bity, ktoré sa spoločne turbo-kombinujú do dlhšieho, nízkosadzbového kódovania. Žiadny iný amatérsky textový mód takto neakumuluje redundanciu. TempoDeep vyberá inú kompromis: vzdáva rýchlosť za nekoherentný 8-FSK tier na 15-sekundovom cykle, ktorý zostáva funkčný aj keď signál kolíše.

Oba protokoly uzavreli reálne RF linky v éteri: prvé TempoFast spojenie dvoch staníc (KD9TAW a N9UM, pásmo 6 m) bolo dokončené 26. júla 2026. Všetky prahové hodnoty citlivosti sú však zatiaľ výsledkami simulácií na benche, nie meranými hodnotami z reálnych pásiem.

TempoFast obetuje cca 6 dB citlivosti voči FT8 pri jednom pokuse, ale namiesto toho prináša cyklus štyrikrát rýchlejší než FT8 a HARQ cestu, v ktorej sa redundancia akumuluje naprieč retransmisjami. Žiadny iný amatérsky textový mód toto nerobí.

Ďalšie nástroje: Weak Signal Sleuth a MSHV Auto DX Chaser

Weak Signal Sleuth

Weak Signal Sleuth je desktopový systém včasného varovania pred VHF otvoreniami pásem. Hlavnou úlohou je informovať operátora v momente, keď sa otvára pásmo 6 m v jeho lokálnej oblasti. „Magické pásmo“ 50 MHz oživuje bez varovania – Sporadic-E cloud môže rozsvietiť pásmo na niekoľko minút a zmiznúť skôr, než sa operátor pozrie na rádio. Sleuth sleduje spotovacie siete a spustí upozornenie okamžite, keď sa oblasť začína otvárať.

Sekundárne sleduje otvorenia na pásme 2 m (troposférické a ES otvorenia) aj meteor scatter na VHF. Funguje na báze real-time spotov z PSKReporteru a DX klastra cez Telnet, zobrazuje geografickú mapu otvárajúcich sa trás a obsahuje jednoduchý ML model, ktorý odhaduje pravdepodobnosť otvorenia na základe počtu spotov, unikátnych staníc, obojsmerných trás, geografického rozptylu a dennej doby. Nástroj je napísaný v Rust/TypeScript (Tauri v2 + React), distribuovaný ako natívny Windows .exe a je open source.

MSHV Auto DX Chaser

MSHV Auto DX Chaser premení FT8/FT4 stanicu bežiacu pod MSHV od LZ2HV na inteligentného DX lovca s filozofiou „najprv počúvaj, potom volaj“. Nikdy nevolá CQ – odpovedá len na stanice, ktoré sám dekódoval lokálne a vyhodnotil ako hodné pozornosti. Určený je výhradne pre obsadenú prevádzku, keď je operátor pri stanici ako kontrolný operátor.

Chaser čerpá spoty zo štyroch zdrojov (lokálne dekódovania, Reverse beacon Network, PSKReporter a päť DX klastrov paralelne) a skóruje každú stanicu v rolujúcej pamäti posledných 2 minút. Nová krajina DXCC získava 10 000 bodov (× až 5× násobič Most Wanted z Club Log), nový pásmový slot 1 000 bodov, nový lokátorový štvorec 500 bodov. V ATNO Chase Mode prejaví neobmedzenú vytrvalosť pri úplne nových entitách, kým stanica nevymizne z dekódovaní na minútu. Nástroj je napísaný v C++, distribuovaný ako Windows binárka a zdrojový kód je k dispozícii pod GPL v3 na SourceForge.

Záver

Komu je Nexus určený?

• DX operátorom
• FT8 používateľom
• satelitným operátorom
• rádioamatérom používajúcim viac programov naraz

Nexus prináša na rádioamatérsku scénu originálny prístup: namiesto sady koordinovaných, ale oddelených programov ponúka jediný, modulárne navrhnutý softvér, v ktorom jeden log poháňa všetky potrebné funkcie. Pre DX manov je zaujímavý najmä lokálne skórovanou propagáciou a offline výpočtom diplomov; pre digitálnych operátorov paritou s WSJT-X ekosystémom a experimentálnymi Tempo módmi; pre všeobecnú prevádzku konsolidáciou CAT vrstvy. Nexus je zadarmo, open source a aktívne rozvíjaný. Stiahnutie, zdrojový kód aj Discord komunita sú dostupné na hamradiotools.io.