Что такое WSPR?
Аббревиатура WSPR расшифровывается как Weak Signal Propagation Reporter (извещатель о прохождении слабого сигнала), но произносится как "whisper” (шепот) – весьма подходящее название, поскольку речь идет даже о приеме не всегда различимых на слух сигналов.
Автором программного обеспечения WSPR является Джо Тэйлор, K1JT, физик из Принстона, лауреат Нобелевской премии. Первый релиз программы был выпущен в апреле 2008 года. Она использует режим под названием MEPT-JT. "JT” – это инициалы Джо Тэйлора, в то время как MEPT расшифровывается как Manned Experimental Propagation Transmitter (управляемый передатчик для экспериментов по изучению прохождения).
MEPT никак не связан с WSPR. MEPT – это любой простой самодельный QRP передатчик, передающий информацию о данных маяка телеграфом с очень низкой скоростью (QRSS). Их очень слабые сигналы обычно принимаются визуально, используя специальное программное обеспечение, которое представляет принимаемые сигналы в виде горизонтального "водопада”, что позволяет обнаруживать и выделять сигналы значительно ниже шумового порога. Содержание передачи читается так же, как и в других видах связи, использующих QRSS, например EME (сигналы, отраженные от поверхности Луны), визуально считывая с экрана точки и тире по мере их отображения среди "водопада”.

Термин "управляемый” в аббревиатуре MEPT является своеобразной данью тем условиям, на которых радиолюбителям разрешено выходить в эфир. Для эксплуатации MEPT нет необходимости получать специальное разрешение, потому что во время ее работы в эфире вы так или иначе присутствуете рядом, так же, как если бы работали в эфире традиционными режимами – CW, SSB или любым другим. Для эксплуатации традиционного маяка в большинстве стран требуются специальные разрешения.
После настройки WSPR работает полностью в автоматическом режиме. Программное обеспечение регистрирует в журнале каждую передачу, так же как и все принятые сигналы. Таким образом, нет необходимости находиться рядом с трансивером все время – можно заняться чем-нибудь еще. Многие радиолюбители эксплуатируют свои WSPR станции круглосуточно.

Принцип работы
Сам WSPR не использует медленный телеграф (азбуку Морзе). Передатчик излучает сигнал с частотной манипуляцией ( FSK) с небольшой девиацией и очень низкой скоростью манипуляции. По неопытности, при прослушивании WSPR частот можно подумать, что в эфире не слышно ни одного модулированного сигнала, кроме шума эфира. Секрет прост – сигнал занимает полосу шириной всего 6 Гц, поэтому очень много станций могут работать WSPR в пределах полосы 200 Гц, не создавая при этом помех друг другу.
Каждая передача MEPT-JT длится менее двух минут и начинается в начале каждой четной минуты. Важно, чтобы передатчики и приемники были синхронизированы, поэтому одним из основных слагаемых успешной работы являются правильно установленные часы компьютера.
Во время каждого включение маяк передает позывной радиостанции, QTH-локатор и излучаемую мощность (в dBm). Эти данные передаются в закодированном виде, чтобы сократить количество необходимых для передачи битов и применяется коррекция ошибок для того, чтобы увеличить шансы приема сигналов даже в крайне неблагоприятных условиях, а так же исключить ложные отчеты, отправляемые в центральную базу данных.
Программное обеспечение WSPR объединяет приемник/декодер и передатчик. Выбор графика работы маяка целиком и полностью возложен на оператора станции. Можно вообще не работать на передачу, так что даже SWL (радиолюбители-наблюдатели) могут заниматься этим интересным делом, что многие из них, вообще говоря, и делают.

Синхронизация часов
Как уже говорилось выше, очень важно, чтобы все участвующие в сети маяков станции работали синхронно – начинали передачу в определенное время, в противном случае велика вероятность того, что начав прием или передачу в произвольный момент времени, программа не сможет правильно декодировать принятый сигнал либо проведенную передачу никто не сможет корректно принять. Так что синхронизируйте часы своего компьютера со службами времени, работающими по протоколу NTP, либо любым другим доступным способом, обеспечивающим высокую точность установки часов, например по GPS-приемнику.

Настройка трансивера
Тут все достаточно просто – необходимо подключить аудио выход трансивера ко входу звуковой платы компьютера, а выход звуковой платы – с аудио входом трансивера. В зависимости от модели трансивера, вы сможете сделать это при помощи специального интерфейса, либо использовать микрофонный вход и выход на наушники. Кроме того необходимо обеспечить возможность коммутации компьютером трансивера с приема на передачу.
Короче говоря, необходимо то же самое, что и для подключения трансивера к компьютеру для работы в режиме PSK31.
Поскольку MEPT-JT очень узкополосный режим, желательно лишний раз убедиться, что истинная частота приема-передачи трансивера соответсвует частоте настройки с точностью до нескольких Гц. Если в вашем распоряжении нет измерительных приборов, с помощью которых можно выполнить эту операцию, то довольно точно можно откалибровать приемник по радиовещательным станциям.
Частоты радиовещательных станций КВ диапазона имеют сетку 5 кГц и как правило достаточно точны. Для калибровки приемника необходимо настроить его в режиме SSB на на 1 кГц выше или ниже частоты вещания станции и по показаниям того же "водопада” WSPR или любой другой подобной программы определить частоту звукового тона. Если она будет находиться в пределах 1 кГц +- несколько Гц, то значит аппаратура в порядке. В противном случае придется сначала подрегулировать трансивер.
Если калибровка осуществляется по вещательным станциям, то желательно проделать эту операцию несколько раз на разных станциях, чтобы не оказалось потом, что несмотря на сделанное выше заявления о точности частот радиовещательных передатчиков, вам досталась станция, вещающая вне отведенной частоты.

Настройка WSPR
После того, как разобрались с железом, можно заняться установкой программного обеспечения WSPR. Последнюю версию ПО можно загрузить отсюда – physics.princeton.edu/pulsar/K1JT/wspr.html. Доступны версии для Windows, Linux (deb-пакет), а так же можно скачать исходный код программы и попытаться собрать исполняемый модуль самостоятельно на своей «уникальной» платформе.
На моем CentOS без дополнительных телодвижений использовать готовые debian-пакеты невозможно, поэтому знакомство с WSPR для Linux было отложено на потом.

Настройка программы проста и не должна вызывать трудностей у самых неискушенных пользователей компьютеров. Зайдите в меню Setup->Options и введите свой позывной, а так же укажите номер COM-порта для управления режимами прием-передача трансивера. Если управление приемом-передачей осуществляется при помощи VOX трансивера, то выбирайте номер 0. Управление PTT будет заблокировано.
Выберите мощность передатчика в dBm. Её возможные значения жестко закодированы, поэтому можно выбирать только представленные в списке значения – 30 dBm (1 Вт), 33 dBm (2 Вт), 37 dBm (5 Вт), 40 dBm (10 Вт). Не забудьте установить мощность передатчика трансивера в то же самое значение. Самостоятельно программа на данном этапе это сделать не может, поэтому соответствие указанной в программе и фактической мощности лежит полностью на вашей совести. На этом первоначальную настройку WSPR можно считать выполненной.
Вы уже почти готовы начать прием сигналов других маяков. Начинать рекомендуется с диапазона 30 м, как самого популярного среди пользователей WSPR, где вы просто обязаны хоть что-то услышать.
Переключите трансивер на диапазон 30 метров и выберите подходящую модуляцию. Большинство современных трансиверов имеют соответсвующие режимы для цифровых видов связи, но если у вашего аппарата такого нет, то включайте USB. Настройте трансивер на частоту 10138.700 кГц и введите это же зачение при помощи цифровой клавиатуры на экране WSPR.
Шкала частоты справа от "водопада” WSPR показывает диапазон 100 – 300. Это соответствует частотному диапазону 10140.100 – 10140.300 кГц – частота настройки трансивера плюс 1.5 кГц шириной 200 Гц. Этот диапазон частот и будет прослушивать WSPR. Остальные маяки этого диапазона слушают и принимают в пределах того же частотного участка.

Прием сигналов
Теперь, когда все готово, можно приступить к приему сигналов. Переведите программу WSPR в режим Rx соответствущей кнопкой из группы элементов T/R и ждите. С наступлением очередной четной минуты WSPR в правой нижней части окна программы появится сообщение "receving”. Дождитесь начала отрисовки "водопада” в окне программы – это может занять до 2-х минут. Это будет означать, что программа принимает сигналы из эфира. Если среди монотонной гаммы "водопада” будут видны явные или не очень явные горизонтальные черточки, то скорее всего это сигналы других WSPR маяков и результы декодирования этих сигналов можно будет увидеть в окне лога в нижней области окна программы. С началом очередной четной минуты WSPR снова начнет прием.
После того, как вы убедились, что все работает правильно, можно включить режим автоматической отправки отчетов в базу данных WSPR на сайте WSPRnet.org. Это, пожалуй, основное замечательное свойство программы, которое делает ее не только интересной, но и полезной – позволяет другим операторам быстро узнать где были приняты их сигналы и с каким уровнем, а так же увидеть общую картину прохождения радиоволн в пределах всего земного шара.

Работа на передачу
Теперь пришло время попробовать включить свой MEPT-маяк на передачу. Внимательно посмотрите на всю ширину "водопада” в окне программы WSPR, найдите незанятую область и просто кликните на ней мышкой. После этого проверьте еще раз соответствие мощности передатчика той, которая задана в программе.
Теперь нажмите кнопку "20%” и ждите. С началом очередного 2-х минутного сегмента WSPR перейдет в режим передачи и на экран выведется текст передаваемого сообщения – позывной, локатор и мощность. По окончании передачи, программа вернется в режим приема.
Выбранный режим работы "20%” означает, что в начале каждого 2-х минутного интервала ваш маяк начнет передачу с вероятностью 20%, т.е. в среднем 1 раз в 10 минут. Если активность на диапазоне низкая, вы можете увеличить интенсивность работы на передачу, выбирая значения 25% или 33%.
В процессе работы своего маяка вы можете мониторить общую базу отчетов. Как только вы найдете там ометки о приеме своих сигналов другими пользователями, можете считать себя полноправным членом международной сети маяков WSPR!

Работа на других диапазонах
WSPR популярен не только на диапазоне 30 метров, но и на всех остальных любительских диапазонах. Данные, полученные при помощи сети WSPR, могут быть использованы для определения возможных трасс прохождения сигнала по всему спектру частот, используемых радиолюбителями, прогнозировать открытие прохождения на высокочастотных диапазонах, вплоть до предсказания появления E-спорадического прохождения на диапазонах 6 метров и выше. Все, что для этого необходимо – это достаточное количество радиолюбителей-энтузиастов, разбросанных по всему миру.
Рекомендуемые частоты WSPRДиапазон Частота настройки, кГц Рабочие частоты, кГц

160 м 1836.600 1838.000-1838.200
80 м 3592.600 3594.000-3594.200
60 м 5287.200 5288.600-5288.800
40 м 7038.600 7040.000-7040.200
30 м 10138.700 10140.100-10140.300
20 м 14095.600 14097.000-14097.200
17 м 18104.600 18106.000-18106.200
15 м 21094.600 21096.000-21096.200
12 м 24924.600 24926.000-24926.200
10 м 28124.600 28126.000-28126.200
6 м 50293.000 50294.400-50294.600
2 м 144488.500 144489.900-144490.100


Для того, чтобы узнать слушает ли кто частоты, на которых вы планируете вести передачу, достаточно посмотреть на карту маяков на сайте WSPRnet.org. Находящиея в режиме приема станции так же отмечаются в общей базе данных, поэтому вы сразу же поймете есть на частоте потенциальные слушатели или нет.
Заключение

WSPR – очень простой и увлекательный способ принять участие в настоящем эксперименте по изучению прохождения радиоволн. Кроме того, при отсутствии достаточного для активной работы в эфире времени, это не самый плохой способ напомнить всем свой позывной, а так же дать возможность поработать с пользой для общего дела аппаратуре, которая в противном случае просто пылилась бы на столе.