8 April 2014

STANAG 4285: suggerimenti per la demodulazione e decodifica

Giusto un paio di brevi note propedeutiche e necessarie per chi volesse avvicinarsi alla corretta ricezione delle stazioni operanti nella modalita' NATO STANAG 4285. Sulla rete esistono molti documenti certamente piu' completi ed esaustivi di queste brevi note: ma come ho detto, questo e' solo un piccolo "bignami" per affrontare questo tipo di trasmissioni, ognuno potra' poi approfondire l'argomento o fermarsi alla sola soddisfazione della decodifica di STANAG 4285.

la maggior parte delle trasmissioni STANAG 4285 provengono da citcuiti 'BRASS encrypted' che usano dispositivi di crittografia chiamati "KG-84 Loop". Questi circuiti inviano dati pseudo-cifrati 24h/7 indipedentemente dal segnale che viene applicato al loro ingresso. Queste trasmissioni sono in molti casi sincrone e solo in rari casi si vede traffico asincrono. La corretta individuazione e decodifica (anche se' cifrata) di una stazione STANAG 4285 si basa:

- sulla centratura della frequenza 
- sull'analisi del segnale demodulato


Stanag 4285, tra i segnali UTE piu’ diffusi ma piu’ impalpabili e fuggevoli, e’ lo standard NATO per le comunicazioni in HF, e consiste di alcuni sotto-modi (75-2400 bps) con due opzioni di interleave (short and long) ed altri parametri di configurazione che devono essere propriamente settati a seconda della emittente che si desidera ascoltare:

configurazione STANAG 4285 con MultiPSK

Il ricevitore dev’essere settato in USB con centro banda a 1.800 Hz e deve avere una risposta in frequenza piatta da 600Hz a 3 KHz: la sintonia e’ veramente difficile, tocca avere la mano fina e la manopola del ricevitore molto leggera, un buon SDR aiuta in questa fase. Se si e’ ben centrati occorre attendere qualche secondo perche' il decoder si possa sincronizzare, solo a questo punto si e’ certi di essere sintonizzati bene, e la decodifica del testo sara’ corretta. Ovviamente, cio’ che riceverete potrebbe essere incomprensibile se si trattasse di una stazione crittografata!
Tecnicamente, STANAG 4285 e' una portante a 1.800 Hz  modulata in PSK che da' origine a un segnale di ampiezza pari a 2,400 Hz: ecco il perche' la necessita' di una risposta audio da 600 a 3.000 Hz (1.800 - 1.200,1.800 + 1.200).

ricezione di un segnale STANAG-4285 con FDM-S1 (software SW2)



  
decodifica del segnale ricevuto tramite multiPSK
 Per quanto riguarda la centratura della frequenza e' bene procedere con step del VFO di 10 Hz aiutandosi con lo spettro AF ed osservando i valori di confidence (%) ed error rate  (tasso di errore, o "corrrections") indicati dal decoder: un valore uguale o prossimo al 100% ed un error rate minore di 10 stanno a indicare un buon segnale ed una sufficente sintonia.
Attenzione che occorre attendere almeno un decina di secondi ad ogni step del vfo: questo tempo serve al decoder per sincronizzarsi con il segnale in arrivo.
La situazione ottimale e' raggiunta con un confidence peri al 100% ed un error rate costante uguale a zero o prossimo allo zero (Multipsk indica invece il valore della frequenza di centro banda: quanto piu' questo valore e' prossimo a 1800 Hz quanto piu' corretta e' la sintonia). Da tenere presente che il filtro di banda AF dovra' essere non inferiore a 3300 Hz ed avere un AGC veloce.



Una volta ottento un valore di confidence prossimo al 100% ed un basso e costante tasso di errore potremo passare alla analisi del particolare mode (o modo usato dalla trasmittente, ovvero alla particolare combinazione velocita'/interleave con cui vengono trasmessi i dati.
La maggior parte delle stazioni usano una velocita' di 600 bps con interleave "long" (abbreviato in 600L) anche se ci sono alcune stazioni francesi e britanniche che utilizzano una velocita' di 1200 bps (1200L). Per quanto riguarda la impostazione del corretto mode e quindi della velocita' si provano i vari settaggi piu' comuni 600 e 1200) alternado fra short e long. Il diagramma relativo al piano della fase o phase plane  (STANAG e' una modulazione PSK) e' utile a questo scopo: 
  • una velocita' di 600 bps e' ottenuta con una modulazione di due fasi o 2PSK (2ary-PSK)
  • una velocita' doppia e' ottenuta da una modulazione 4PSK (4ary-PSK)
  • la massima velocita' di 2400 bps (la massima) e' ottenuta con una modulazione 8PSK (8ary-PSK)




  Per stabilire se siamo in presenza di una trasmissione sincrona o asincrona dovremo guardare all'output in bitstream del decodificatore: in caso di traffico asincrono si vedranno chiaramente i bit di start e stop e solo in questo caso si passera' alla valutazione del "framing",ovvero numero di bit di dati, bit di stop e bit di parita'.


Se la trasmissione e' in chiaro, solitamente in caso di trasmissioni test, ...ci se ne accorge subito.


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