WebSDR para todos: Arquitectura y capacidades técnicas del proyecto de código abierto no-DEG.

Budovanie moderného rádioamatérskeho stanovišťa (caseta de radioaficionado ) prešlo za posledné desaťročia radikálnou transformáciou. Zatiaľ čo klasický stolný transceiver (TCVR ) vybavený pokročilými obvodmi automatického riadenia zosilnenia (AGC ), limitadores ALC , filtros de frecuencia intermedia y etapas de potencia basadas en robustez MOSFETs o moderno LDMOS Los transistores siguen siendo la principal herramienta para la radiodifusión, tecnología de radio definida por Software (DEG) ha cambiado por completo la forma en que monitorizamos el espectro radioeléctrico.

Con la llegada de los receptores distribuidos del tipo WebSDR Nació el concepto de recepción compartida, que permite y múltiples operadores sintonizar bandas de forma independiente y través de una interfaz web. Un nuevo proyecto de código abierto se ha establecido en este segmento llamado no-DEG (odvodený De Node-DEG)Desarrollado por George Bozouris (gbozo), este sistema ofrece una arquitectura multiusuario altamente optimizada para hardware RTL-DEG asequible, sin necesidad de instalar aplicaciones cliente ni complementos.

Pre aktívnych operátorov pracujúcich v náročných režimoch SO2R o SO2V , lovcov diplomov v programoch DXCC , IOTA , SOTA , POTA či WWFF , ako aj pre poslucháčov (SWL ) monitorujúcich preteky (contest ) y digitálnu prevádzku, predstavuje no-DEG mimoriadne flexibilný nástroj. Umožňuje vybudovať sekundárny prijímací reťazec o vzdialené monitorovacie stanovište (QTH ) s minimálnymi hardvérovými nákladmi.

La ventaja única de no-DEG

Hlavná y celkom zásadná výhoda no-DEG spočíva v jeho schopnosti premeniť obyčajný USB dongle RTL-DEG na plnohodnotný, sieťovo distribuovaný receptor s vysokým rozlíšením spektra, ktorý dokáže obslúžiť viacero nezávislých klientskych relácií súčasne. Tradičné DEG aplikácie často uzamykajú hardvér pre jedného lokálneho Usuario o vyžadujú prenos masívnych dátových tokov surových vzoriek cez sieť, čo paralyzuje bežnú infraštruktúru. Projekt WebSDR para todos: Arquitectura y capacidades técnicas del proyecto de código abierto no-DEG. implementuje plnú paralelizáciu príjmu. Viacerí používatelia sa pripájajú cez bežný webový prehliadač, pričom každý z nich má k dispozícii vlastné nezávislé virtuálne VFO , voľbu šírky pásma y demodulačného módu. To všetko prebieha bez toho, aby sa klienti navzájom ovplyvňovali o menili stredovú frekvenciu fyzického tunera.

Systém bol De začiatku navrhnutý s dôrazom na vysokú vernosť reprodukcie (High Fidelity), spracovanie extrémne slabých signálov na hranici šumu (weak signal processing) y takmer bezstratový prenos dát pri minimálnych nárokoch na sieťové pásmo. Vďaka presunu signálového spracovania (DSP ) priamo na stranu klienta prostredníctvom čistého TypeScriptu bežiaceho v prehliadači dochádza k efektívnemu rozloženiu výpočtového výkonu. Serverová časť vďaka tomu vykazuje nízku réžiu y je plne optimalizovaná pre prevádzku na energeticky nenáročných ARM platformách, ako sú jednodoskové počítače Raspberry Pi či procesory Apple Silicon (Mac), rovnako ako na štandardnej architektúre x86. Ak operátor v danom momente nedisponuje pripojeným VF hardvérom o vhodnou anténou, no-DEG obsahuje integrovaný simulátor signálu (demo mode), ktorý generuje realistické spektrum na testovacie, vývojové y demonštračné účely.

¿Qué hace no-DEG?

Z hľadiska architektúry funguje no-DEG ako inteligentná vrstva medzi analógovo-digitálnym prevodníkom (ADC ) prijímacieho hardvéru y koncovým klientskym rozhraním. Serverová časť, napísaná v kombinácii jazykov Go y Node.js, zachytáva surový prúd IQ vzoriek z RTL-DEG zariadenia. Tento prúd spracováva, vykonáva spektrálnu analýzu pomocou rýchlej Fourierovej transformácie (FFT) y generuje dáta pre plynulý spektrálny vodopád (Waterfall ) y spektrálny analyzátor v reálnom čase.

La distribución de datos y los usuarios se implementa mediante el protocolo WebSocket. El servidor negocia dinámicamente los códecs de compresión para los flujos espectrales e IQ en función del perfil y la capacidad de red de cada cliente conectado. Para evitar la congestión de la memoria del servidor cuando los usuarios tienen conexiones de red más lentas, no-DEG implementa estrictamente el control de flujo (contrapresión de WebSocket) basado en la monitorización del estado. Cantidad almacenada en búferUna característica de optimización importante es el modo 'IQ con control de audio', donde el servidor envía datos IQ específicos para un usuario determinado solo cuando el cliente activa la reproducción de audio en su navegador. Esto elimina la carga de red innecesaria generada por las pestañas inactivas del navegador. En el lado del cliente, la interfaz recibe estas secuencias comprimidas, las decodifica, renderiza el entorno gráfico y extrae la señal de audio resultante mediante una cadena DSP local, y la que aplica parámetros de filtrado y edición de audio definidos por el usuario.

Modos, hardware e infraestructura compatibles

La flexibilidad del proyecto no-DEG se refleja en su amplio soporte para operaciones de modulación y en las detalladas opciones de configuración del hardware de radiofrecuencia.

Modos de modulación compatibles

El sistema integra un total de 8 modos de demodulación analógica que se ejecutan directamente en el navegador, cubriendo todo el espectro de necesidades de monitorización de banda:

• WFM (Wideband FM ): Širokopásmová frekvenčná modulácia s PLL detekciou 19 kHz pilotného tónu y DSB-SC demoduláciou zložky L-R pre plnohodnotné stereo. Obsahuje klientsky dekodér systému RDS, ktorý extrahuje názov stanice (PS), rádiotext (RT), typ programu (PTY), kód PI y synchrónny čas s priamym zobrazením nad vodopádom.
• NFM (Narrowband FM): Úzkopásmová frekvenčná modulácia pre sledovanie prevádzky na VHF/UHF kanáloch y prevádzačoch, vrátane podpory klientskeho vyhodnocovania subaudio tónov CTCSS .
• AM (Modulación de Amplitud): Modulación de amplitud clásica con soporte para estéreo AM síncrono y detección automática de funcionamiento según el estándar C-QUAM.
• SSB prevádzka (USB y LSB ): Jednopostranné pásma, nevyhnutné pre monitorovanie krátkovlnnej prevádzky na klasických aj WARC pásmach. Hoci no-DEG natívne neobsahuje integrované dekodéry pre pokročilé moda digital ako FT8 , FT4 , JT65 , MSK144 , RTTY , PSK31 o SSTV , čistá demodulácia postranných pásiem spolu s Raw IQ režimom umožňuje smerovať audio výstup o dátový tok do externého softvéru (napr. WSJT-X , Fldigi ). To zjednodušuje monitorovanie šírenia, sledovanie majákov v sieťach RBN (Reverse beacon Network) y WSPR , ako aj sledovanie aktivity počas hromadných pile-upov.
• CW (Onda Continua): Recepción telegráfica en la que el sistema utiliza remuestreadores y filtros de banda estrecha para eliminar las interferencias ambientales de las señales.
• Raw IQ: Salida de muestras complejas sin procesar para su posterior procesamiento en aplicaciones de radioaficionados.

Soporte de hardware y configuración de bajo nivel

El proyecto está optimizado principalmente para dongles USB con el chipset RTL2832U (por ejemplo, RTL-DEG v3 o v4). Mediante el archivo de configuración YAML, el administrador del sistema tiene control directo sobre los registros del sintonizador y los parámetros del convertidor ADC:

• muestreo directo: Permite la activación del muestreo directo (rama I o Q) para la recepción de onda corta por debajo de 24 MHz sin necesidad de incluir un convertidor ascendente externo o transversor En el pasado, construir un receptor requería enrollar bobinas en toroide , ajuste laborioso del filtro Filtro de paso bajo y HPF na plošnom spoji (tarjeta de circuito impreso ) con componentes discretos, la incorporación de elementos de potencia como MOSFETs y LDMOS, y la integración de subsistemas de control y través de interfaces como I2C con microcontroladores Arduino Nano , pantallas LCD y memoria externa EEPROM Gracias y la ausencia de DEG y al muestreo directo, esta barrera se elimina y nivel de Software.
• inclinación: Conmutación por Software de la fuente de alimentación y través de cable coaxial para preamplificadores o LNB konvertory, čo je ideálne pre príjem satelitných signálov (napr. AO-10) o sledovanie prevádzky na nízkych obežných dráhach (LEÓN ).
• Agricultura digital y si gana: Presné nastavenie zosilnenia medzifrekvencie na potlačenie intermodulačného skreslenia (IMD ) y optimización del rango dinámico.
• Ajuste de desplazamiento y Ancho de banda del sintonizador: Eliminar el desplazamiento de CC en el centro del espectro y definir el ancho de banda del hardware del protocolo.

Pre aplikácie vyžadujúce absolútnu frekvenčnú stabilitu y elimináciu teplotného driftu je možné hardvér doplniť o externý referenčný Oscilátor riadený GPS (GPSDO ).

Mecanismos de compresión de infraestructura y red

La capa de infraestructura admite la integración directa con la utilidad. rtl_tcpEl dongle de hardware se puede colocar en una ubicación remota directamente al lado del alimentador de la antena direccional (por ejemplo, yagi , quad, viga hexagonal , rayo araña ya sea largo rómbico dónde transformador o balun proporciona adaptación), mientras que el propio servidor no-DEG se ejecuta en caseta de radioaficionado o en la nube y se comunica con él y través de una línea TCP, minimizando las pérdidas en el cable de RF.

El subsistema de red utiliza compresión multicódec con negociación para cada cliente conectado:

• Transmisión FFT (Espectro): El espectro se transmite sin comprimir (Uint8, relación 4:1), mediante ADPCM (relación ~8:1) o mediante la combinación predeterminada Delta+Deflate, que logra una relación de compresión sin pérdidas de entre 7,5:1 y 10:1. Esto reduce la tasa de bits de la cascada espectral y 12-15 kB/s, manteniendo una velocidad de fotogramas de 12 y 30 FPS con un tamaño de FFT de 8192 bins.
• IQ Stream (Audio): Los datos sin procesar se transmiten como Int16 sin comprimir, y través de ADPCM (4:1, predeterminado) o mediante demodulación del servidor con codificación Opus VBR (32 kbps mono / 64 kbps estéreo) u Opus HQ (128 kbps mono / 192 kbps estéreo) utilizando la biblioteca WebAssembly opusscript.

El servidor acumula muestras IQ en bloques fijos de 20 milisegundos, lo que garantiza una entrega constante y sin fluctuaciones de los mensajes WebSocket. En el lado del cliente, un remuestreador lineal interpola las señales de banda estrecha (SSB con muestreo de 24 kHz y CW con muestreo de 12 kHz) y la frecuencia estándar de 48 kHz de la tarjeta de sonido.

Características de no-DEG

La interfaz de usuario sin DEG está diseñada teniendo en cuenta la ergonomía y la estética de la instrumentación tradicional. Ofrece tres temas visuales que evocan los indicadores clásicos de la radioafición: un tema LCD cian, un tema CRT verde fosforescente y un tema VFD ámbar. La interfaz es totalmente adaptable y está optimizada tanto para ordenadores de escritorio como para dispositivos móviles táctiles.

La cadena DSP de audio del cliente incluye las siguientes funciones:

• Ecualizador paramétrico de 5 bandas: Con frecuencias centrales fijas de 80 Hz (BAJOS), 500 Hz (MEDIO-BAJOS), 1,5 kHz (MEDIO), 4 kHz (MEDIO-AGUDOS) y 12 kHz (AGUDOS), con un rango de control de ±12 dB para cada banda, lo que permite suprimir el ruido de baja frecuencia o, por el contrario, enfatizar los agudos para una mejor legibilidad de la modulación.
• Balance y sonoridad: Control panorámico desde -100% y la izquierda hasta +100% y la derecha, junto con compresión dinámica y preamplificación.
• Silenciador inteligente: Una puerta de ruido ajustable que responde al nivel de la señal. Incluye un algoritmo que desactiva brevemente la atenuación (desactivación de 500 ms) después de cada cambio de frecuencia en el VFO, lo que permite al operador escuchar inmediatamente la firma acústica del ruido en la nueva frecuencia.

WFM Demodulátor disponuje unikátnou vlastnosťou dynamického miešania kanálov (stereo blend) v závislosti De aktuálneho pomeru signálu k šumu (SNR ). Ak úroveň signálu klesá, podiel stereo zložky sa plynule znižuje smerom k mono príjmu. Tým sa predchádza prudkému nárastu šumu, ktorý je typický pre slabé FM stereo stanice. Všetky tieto matematické operácie prebiehajú výhradne na strane klienta, čo zaručuje minimálne vyťaženie procesora na serveri.

Prevádzka na kV vyžaduje neustále sledovanie parametrov šírenia ako MUF , Índice K y Índice y . Keď zachytíte vzácny spot v DX clustri o cez Reverse Beacon Network (RBN), či už ide o expedíciu pracujúcu v režime Fox/Hound o klasický split v hustom pile-upe na kV pásmach, spoľahlivý sekundárny sieťový receptor pomáha analyzovať situáciu na celom pásme. Na ochranu vstupných obvodov pred statickou elektrinou sa na anténne vstupy dopĺňa transil . Na strane príjmu cez no-DEG nás však zaujíma predovšetkým dosiahnuté SNR y schopnosť zachytiť maximálny ODX y QRB pri náročných podmienkach, ako je meteor scatter či EME prevádzka.

Dónde descargar

El proyecto no-DEG se desarrolla como Software de código abierto distribuido bajo la licencia MIT, que garantiza total transparencia del código, la posibilidad de modificación y la libre implementación comunitaria o privada. Los códigos fuente, la documentación de la arquitectura (SPEC.md) y la lista de tareas activas (tasks.md, TODO.md) están disponibles públicamente en la plataforma GitHub, en el repositorio del autor.

< y title='no-DEG na GitHUB' href='https://github.com/gbozo/no-DEG' target='_blank' rel='noopener'>https://github.com/gbozo/no-DEG

La forma más eficiente de implementar no-DEG en la práctica de la radioafición es utilizando la tecnología Docker. El proyecto crea y publica automáticamente imágenes de producción en el Registro de Contenedores de GitHub (GHCR). Archivo de configuración de ejemplo docker-compose.yml Para un lanzamiento rápido de un contenedor con acceso directo y un sintonizador USB local, el código sería el siguiente:

versión: '3.8' servicios: no-DEG: imagen: ghcr.io/gbozo/no-DEG:latest puertos: - '3000:3000' entorno: - NODE_ENV=production - LOG_LEVEL=info privilegiado: verdadero dispositivos: - /dev:/dev reiniciar: y menos que se detenga volúmenes: - ../config:/app/config

Para que el sintonizador funcione correctamente en el lado del host, es necesario asegurar una configuración adecuada del acceso de bajo nivel al bus USB. y continuación se muestra un ejemplo básico de un archivo de configuración. config.yaml, que define un dongle RTL-DEG local y un perfil básico para la monitorización del espectro:

servidor: host: '0.0.0.0' puerto: 3000 adminPassword: 'changeme' dongles: - id: dongle-0 deviceIndex: 0 name: 'RTL-DEG #0' source: type: local autoStart: true profiles: - id: fm-broadcast name: 'FM Broadcast' centerFrequency: 100000000 sampleRate: 2400000 fftSize: 2048

Po úspešnom spustení kontajnera stačí otvoriť webový prehliadač y zadať IP adresu servera s príslušným portom 3000. Správa profilov, frekvenčných rozsahov y hardvérových parametrov sa vykonáva priamo editáciou YAML konfigurácie. Vďaka tomu je integrácia no-DEG do infraštruktúry moderného hamshacku otázkou niekoľkých minút. Či už hľadáte spoľahlivý spôsob, ako monitorovať lokálne prevádzače v pásmach DMR y D-Star , o chcete poskytnúť vzdialený prístup k prijímaču pre SWL krúžok, no-DEG predstavuje technologickú špičku v oblasti webovo orientovaného DEG príjmu.