随着计算机技术的不断发展和普及,RTTY、AMTOR、PACTOR、PACKET和CLOVER等数字通信已成为业余无线电通信的常用方式。学习无线电数字通信,不妨从动手试验接收RTTY信号入手。如果有一台短波收信机和一台微机,是不难试验成功的。
一、什么是RTTY
RTTY是R-adio T-eleT-Y-pewriting,即“无线电电传打字”的缩写。电传打字简称电传,是利用电流或电压信号将文字信息传到远方并自动打印出来的有线通信技术,无线电传则是利用无线通信实现电传。
RTTY从40年代起就逐渐被广泛采用。起先是把从打字键盘输入的电文直接编码为电信号,使用了包括马达、凸轮、齿条、接点等复杂的机械编码装置。在接收端,则使用印字杆、电磁铁、色带、马达等机械装置实现电文的解译印刷。但目前绝大多数老式机械RTTY终端设备都已被以电子计算机为核心的电子设备所替代。待传电文从计算机键盘输入计算机,变成数字逻辑信号送到调制器,控制无线电台发出携带有数字信息的电波。接收端的无线电接收机将收到的无线电信号送到解调器,变成数字逻辑信号由计算机加以输出显示或打印。
不同设备可以采用不同的设计和技术,但必须按照统一的“规程”或“协议”来对信号进行处理,才能互相顺利沟通。
二、异步串行数据传输
电气通信中,只用信号的有无、电压或频率的高低两种状态来传递信息是最简单可靠的办法,这就是“二进制数字传输”。一个二进制信号可以表示“0”或“1”两种状态中的一个。为了区别电文中多种字母、数字、符号,每个字符需要由若干位二进制数字信号来表示才行,例如可以规定字母“A”为“00011”,字母“B”为“11001”等等。
为利用一对线路或者一个频率通道把“00011”五个信号传送出去,最经济的方法是每次又传一个信号,先后分五次把它送出。这种依顺序每次传送一个信号的方式,称为“串行传输”。
串行传输时,如果发送端源源不断地发出电文,接收端收到的是一长串“0”和“1”信号,为了正确解读出原文,必须正确判明每个字符的起始位置,即必须解决收发端的同步问题。为此可以规定,不论字符内容如何,发送端在每发一个字符前必须先发一个固定状态的信号,该信号称为“起始位”。紧接着由字符代码的低位开始,依次送出各数据位。传送结束后,发送端必须休止一定的时间,供接收端复原到等待状态,并作为上一字符与下一字符间的区分标志,该段时间形成“停止位”。起动位开始后,一个字符内的所有信号都必须按双方事先约定的节拍速率传输,以保证收发端的正确同步。这种每发一个字符靠起站位同步一次,而相邻两个字符之间没有严格时间要求的同步方式,称为“异步传输”。信号节拍的速率单位叫“波特”,英文符号为“BAUD”。业余RTTY常用波特率有45.45、50、56.92、100等,有时也约称为45、50、57、75和100波特,其每一信号所占的时间分别为22、20、17.57、13.47和10毫秒。其中用得最多的是50波特。而在计算机技术中,常用的波特率则为50、75、110、150、300、600、1200、2400、4800、9600和19200等,最常见的则为300、1200、2400和9600波特。
三、RS232接口标准
如果直接用电压或电流值的高低来表示异步串行传输的“0”和“1”,则称为直流数字信号或基带数字信号。为了使各种设备能互相连接,应对信号电平的高低、极性和接插件格式设定统一标准。在电子计算机技术中,通常采用一种叫“EIA-RS232C”或“CCITT-V·24/V·28”的建议作为标准,规定当负载开路时,“0”(也称“空号”或“SPAEC”)的信号电平应为+3~+25V,“1”(也称“传号”或“MARK”)的信号电平应为-25~-3V。当负载为3000至7000欧电阻时,“0”为+3~+15V,“1”为-15~-3V(参见图1)。

四、ASCⅡ码和ITA2码
至于每个字符由哪些“0”和“1”排列组合而成,则涉及多种不同的常用编码标准。在计算机技术中,常采用一种叫作“ASCⅡ”码或者“ISO646-1073”或“CCITT-V.3-IA5”码。ASCⅡ代码由七位二进制数据组成,可组合排列表示128种状态,分别表示大小写英文字母、数字和某些符号标点等。
而目前业余无线电所用的RTTY系统,则采用“CCITT-ITA2”或称“国际二号码”。ITA2规定每个字符由五位二进制数据组成,总共只有32种排列组合。其中有一个代码“111ll”叫作“字母档”“下列键”,表示后续的电文应按字母进行解码;另一个码“11011”称为“数字档”或“上列键”,表示后续电文为数字及符号。这样,其它代码可以各代表两种可能的电文,从而总共能传递40多个必要的字符。ITA2和ASCⅡ代码的对应关系见表1。

五、移频键控
我们可以用计算机产生一个符合RS232接口标准和ITA2偏码规定的50波特串行异步数字信号,实际上它只是一串由高低直流电平形成的电压信号。怎样把它通过无线电台发送出去,还涉及到一个调制方法问题。
在HF频段的RTTY通信中,一般都采用“移频键控”的调制方法,简称“FSK”,即用某一无线电频率发送空号“0”,另一频率发送传号“1”。空号和传号频率之差即频移量,老式的业余RTTY为850Hz,现代的业余RTTY则多用170Hz(亦称“窄带RTTY”)。虽然可以用直接控制发射机高频振荡器实现直接FSK,但在一般LC或VXO晶体振荡器中控制准确的频移量比较麻烦,在PLL频率合成器中则容易产生数据转换时的附加噪声,所以业余常用的办法是,先控制一个音频振荡器,得到一个音频移频信号(AFSK),再将它送到SSB发射机的话筒插口,进行下边带(LSB)调制,发射出去的即为FSK信号。接收时,先用单边带接收机将射频FSK信号解调为AFSK音频信号,再加以处理。
在VHF/UHF频段的FM通信中,一般都采用先音频键控,再进行调频的AFSK-FM双重调制方法。在AFSK中,一般规定以2125Hz传送传号信号“l”,以2975Hz(移频850Hz)或2295Hz(移频170Hz)传送空号信号“0”。

图2是RTTY系统的整体框图,将有助于理解RTTY通信的整个过程。(待续)(旧凡)