Beispiel Monitoring: Professionelle Bandwacht

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1 Beispiel Monitoring: Professionelle Bandwacht Als Bandwacht oder intruder watch bezeichnet man die Beobachtung sogenannter Bandeindringlinge in exklusiv dem Amateurfunk zugeteilten Frequenzbereichen. Bei diesen Eindringlingen handelt es sich zumeist um Utility-, aber auch um Rundfunksender. Schon semiprofessionelles Monitoring, wie wir es auf den vorangegangenen Seiten kennengelernt haben, bietet allerhand Werkzeuge hierfür. Nutzt man sie, so lassen sich Eindringlinge nicht nur effizient, umfassend und präzise dokumentieren, sondern der Amateurfunk könnte gegenüber Behörden umfassend zeigen, auf welchem Niveau er arbeitet. Dieses Konzept sei auf den folgenden Seiten zumindest kurz umrissen. Einige Bilder sind in Englisch annotiert, da weder die deutschsprachigen Fachmedien, noch die offizielle deutsche Bandwacht selbst auch nur einen Funken Interesse an einem Monitoring nach diesem Stand der Technik zeigte. Platzmangel kann es nicht sein, denn manches Blatt füllt sein Internet- Portal stattdessen lieber mit Schlagertexten à la Die schöne Adrienne hat eine Hochantenne von Was ich keinesfalls kritisieren möchte. Nur darf man sich dann nicht gleichzeitig darüber wundern, dass das Funkhobby in der Öffentlichkeit als Freizeitbeschäftigung von Vorgestrigen belächelt wird und der Nachwuchs ausbleibt. Daher also eine ausführlich bebilderte Skizze, wie es auch gehen könnte. Sonagramm ist die Basis Wie immer beim Monitoring: Basis ist eine HF- Aufnahme des gesamten interessierenden Bereiches. Schmalbandiges Live-Hören mag hier und da Hinweise geben, nachvollziehbar sind diese nicht, und Dokumentieren ist auch schwierig. Als Beispiel habe ich also den Bereich von bis khz (40-Meter-Amateurfunkband) mit dem SDR-IP aufgenommen und als Sonagramm dargestellt (siehe Abbildung auf der nächsten Seite). Die Aufnahme stammt vom 20. Dezember 2012 als einem jener Tage, an denen es am längsten dunkel ist, was ja die Ausbreitung auf diesen Wellenlängen begünstigt. Die Dokumentation erfolgt mit der kostenlosen Software SDR-Radio.com von Simon Brown. Damit lassen sich die HF-Aufnahmen einer Vielzahl von SDRs in ein Sonagramm umsetzen. Der hier nur 200 khz schmale Bereich stellt keine großen Ansprüche an Hardware nach dem Stand der Technik. Was ein echter Bandeindringling ist, das kann man erst nach einer Identifizierung der Station sagen, die auch den tatsächlichen Senderstandort mit einbezieht. Hier bricht der Hobbyfunk mit zwei phasenstarr verbundenen Empfängern an zwei Antennen erst in jene Gefilde auf, die auch eine Peilung ermöglichen. Solange es diese Peilung nicht gibt, die überdies eine Kreuzpeilung unter Beteiligung mehrerer Stationen sein sollte, ist die exakte Bestimmung 243

2 Abbildung 437: (links): 24 Stunden von khz bis khz zeigt dieses am 20. Dezember 2012 aufgenommene Sonagramm des 40-Meter-Amateurfunkbandes. Vertikal läuft die Zeit, horizontal die Frequenzen. Links startet es mit Telegrafie und Datenfunk, um dann nach rechts vor allem in Sprechfunk/LSB weiterzugehen. Die Aufnahme selbst ist in 50 Dateien zu je zwei Gigabyte organisiert, die Software wie eine Panoramaaufnahme in der Fotografie zu einem Sonagramm zusammensetzt. Innerhalb dieses einen Bildes kann man dann jedes einzelne Signal herausgreifen und hören, als ob es sich dabei um eine einzige Datei von 100 Gigabyte Größe handelt. Terabyte-große Festplatte und schnelle Rechner nehmen diesen Datenvolumina ihren Schrecken. des tatsächlichen Standortes den Profis vorbehalten. Erst nach Lokalisierung weiß man dann auch, ob es sich um einen berechtigten oder um einen illegitimen Nutzer handelt. Rundfunk Rundfunksignale zu erkennen, ist die einfachste Übung. Sie haben einen Träger, verfügen über zwei Seitenbänder und senden über mindestens 30 Minuten. Die Abbildung unten zeigt drei Sender, die mit einem Blick im Sonagramm erkennbar sind. Die Software bietet nun die Funktion, ein Signal (Träger) anzuklicken und sich den Signal- verlauf über den ganzen oder einen ausgewählten Zeitraum zeigen zu lassen, siehe die obige Abbildung auf der folgenden Seite. Einer solchen Darstellung kann man im Idealfall gleich die Sendezeit mit Ein- und Abschaltzeiten entnehmen. Zudem sieht man am Signalverlauf mit Fade-in und Fade-out die Ausbreitung, sodass man in Kenntnis der Zeiten für den Sonnenauf- und -untergang am eigenen Standort schon Überlegungen zu möglichen Senderstandorten anstellen kann. Unter der Frequenzlupe kann auch die dann sichtbare Dopplerverschiebung entscheidende Hinweise liefern. Dazu weiter unten auch ein Beispiel. Abbildung 438: Träger und symmetrische Seitenbänder sowie Sendezeiten von mindestens einer halben Stunde kennzeichnen Rundfunksignale mit einem Blick

3 Abbildung 439: Signalverlauf von Thazin Radio aus Myanmar mit Ein- und Ausschaltzeit sowie Fade-in und Fade-out. Dieser Rundfunksender der burmesischen Armee ist ein Bandeindringling im 40-Meter-Amateurfunkband, aber er kann zugleich eine attraktive DX-Gelegenheit für Rundfunkhörer auf einer fast ungestör- Abbildung 441: Die Regelmäßigkeit dieses Musters tritt unter einer weiteren zeit- wie frequenzmäßigen ten Frequenz sein. Eine solche Dokumention ist ungleich aussagekräftiger auch Behörden gegenüber, als es Vergrößerung deutlicher hervor und zeigt, dass es sich um einen charakteristischen Nachregelprozess des eine einfache Empfangsmitteilung wäre. Sende-Oszillators handelt, der von einer kleinen Langzeitdrift überlagert ist. Jeder Sender, jedes Signal, erzählt seine eigene Geschichte. Nehmen wir die Frequenz khz, die im ersten Ansatz nur einen Rundfunksender zeigt, der sich jedoch unter der Frequenzlupe zu zwei Sendern auffächert (Abbil- dung unten). Wir sehen die unterschiedlichen Einschaltzeiten, wobei der Störsender bereits sendet, als das Taiwan-Signal erst startet. Legt man diese beiden Signale nun unter eine noch größere Lupe, so ergeben sich weite- Abbildung 440: Sieht man sich einen Sender unter der Frequenzlupe an, so offenbart er Eigenheiten, mit denen man Fingerprinting betreiben kann. Hat man dieses Muster einmal dokumentiert, so lässt sich auch bei Frequenzwechseln sofort auf den einen Sender zurückschließen. Dieses Fenster ist 72 Hz schmal und 135 Minuten hoch, die Frequenzauflösung beträgt 0,048 Hz. Es handelt Abbildung 442: Selbst wenn zwei Sender auf derselben Nominalfrequenz GPS-gesteuert sind, so sind immer sich dabei um SLBC Ekala/Sri Lanka auf khz. Da mein Empfänger GPS-gesteuert ist, sieht man hier im kleine Unterschiede zu bemerken. Hier handelt es sich auf khz um zwei klar voneinander unterscheid- Bezug auf die Frequenzstabilität wirklich die Stabilität des Senders und nicht etwa die des Empfängers! bare Sender in gut 10 Hz Frequenzabstand: die Voice of Hope, ein Propagandasender von der Insel Taiwan Wir sehen hier einen über weite Strecken regelmäßig oszillierenden Frequenzverlauf, der um Dopplerver- mit einer Sendung in die Volksrepublik und einen Störsender aus der Volksrepublik, der dort den Empfang schiebungen bereichert ist. Diese Frequenzverwerfungen treten vor allem im Zusammenhang mit Son- der taiwanesischen Propaganda erschweren oder verhindern soll. Wie aber kann man die Signale zuordnen? nenauf- und -untergang auf und können bei der Lokalisierung helfen. Hier kommen Sonnenstand und Dopplereffekt ins Spiel, siehe nächste Seite

4 Abbildung 443: Wiederum khz, nur stärker vergrößert. Deutlich zu sehen sind unterschiedlich plötzlich einsetzende Verdickungen des Trägersignals. Die lassen sich auf den Dopplereffekt zurückführen, der sich wiederum den Bewegungen der Ionosphäre verdankt. Bei ansonsten ruhiger Ionosphäre treten die stärksten Veränderungen bei Sonnenauf- und untergang auf. Abbildung 445: während der weitere Verlauf der Erde um die Sonne nach dieser Methode den Sender auf der terminator gekennzeichneten Linie auf dem chinesischen Festland sieht. Abbildung 444: Und richtig! Der mit der Software DX Atlas ermittelte Sonnenaufgang für den Sender Tanshui/Taiwan liegt am 20. Dezember bei 22:24 UTC re Einsichten und Erkenntnisse. Ab einem bestimmten Zeitpunkt werden die Trägersignale breiter. Das heißt: Durch den Dopplereffekt treten andere Frequenzen hinzu. Dieser Effekt entsteht hier durch Bewegungen der Ionosphäre, wobei unter ruhigen erdmagnetischen Bedingungen die stärkste Bewegung der Ionosphäre von ihren Änderungen durch Sonnenauf- und -untergang ausgeht. Analysiert man beides und hat dem Inhalt der Sendung zumindest die Stationsansage der Voice of Hope (chinesisch: Xi Wang Zhi Sheng) entnommen, so kann man auf die Suche nach dem Standort der störenden Station ( Jammer ) gehen. Die Abbildungen erläutern diese Vorgehensweise, die man in gleicher Weise natürlich auch für andere Signale nutzen kann

5 Chirps (HF-Radar) Diese frequenzmodulierten und breitbandigen Signale haben in den letzten Jahren enorm zugenommen und erweisen sich als stark störend. Viele von ihnen lassen sich HF-Radaren zuordnen, mit denen Höhe und Richtung von Meereswellen gemessen werden. Die reinste Pest. Abbildung 446: 13 vertikale Linien präsentieren nicht nur das russische Baken-Cluster um khz, sondern auch deren störende Nebenwellen. Bakensender Auf Kurzwelle gibt es jede Menge Bakensender, die zur Navigation, aber auch zum Test von Ausbreitungsbedingungen dienen. Besonders nervend sind in den Amateurfunkbändern russische Baken, die als Kennung zumeist einen Buchstaben in langsamer Telegrafie senden und mit ihren oft vielen Harmonischen weitere Frequenzbereiche verstrahlen. Ihre Standorte reichen vom Nordosten Russlands ( S aus Severomorsk) bis in den Fernen Osten ( K von der Kamchatka-Halbinsel). Ihre weitgespannten Standorte sind allerdings für Hörer auch eine faszinierende Möglichkeit, Ausbreitungsstudien zu treiben. Die Abbildungen zeigen als Beispiel das Cluster um 7.039,050 khz, das nominal einen Bereich von plusminus 700 Hz belegt. 250 Abbildung 448: Zwei Chirp-Blöcke von 3,75 Sekunden Länge und mit 66,67 Hz Linienabstand. Abbildung 447: Das Baken-Cluster unter der Lupe: Vor allem die Sender Magadan und Kamchatka im Fernen Osten Russlands eignen sich für Ausbreitungsuntersuchungen entlang der Däm- Abbildung 449: Bei detaillierter Betrachtung zeigt sich die auch hörbare Frequenzmodulation, die diesen merungszone. Signalen auch den klingenden Namen Wischer eingetragen hat. 251

6 Abbildung 450: Ein HF-Radar kann gleich mehrere SSB-Kanäle hinter Gitter schicken. Die professionelle Analyse wird vor allem mit ACF (Autokorrelation) vorgenommen, entsprechende Beispiele mit dem Signals Analyzer weiter hinten im Buch. Digimodes Ein Großteil dieses Buches handelt von Digimodes, sodass eine ausführliche Betrachtung digitaler Bandeindringlinge nur in viele Wiederholungen münden würde. Daher nur einige wenige Beispiele auch dazu, dass das, was Freund oder Feind? Erfreulicherweise nutzen Funkamateure zunehmend digitale Verfahren, die entweder direkt aus dem Profifunk stammen oder entsprechend modifiziert wurden. Diese Modifikation betrifft oftmals die Bandbreite: Während Profis mit einem 3 khz breiten Kurzwellenkanal rechnen, beträgt die Bandbreite der überwiegend in Gebrauch befindlichen analogen Amateurfunkgeräte mit ihren Quarzfiltern fester Bandbreite lediglich 2,4 bis 2,7 khz. Durch den überdies oft erschütternd schlechten Phasengang verschlechtert sich das Signal im Empfänger nochmals Gab es früher nur RTTY (2FSK) als digitale Betriebsart, so blühen seit der Kombination von Soundcard und PC immer wieder neue auf. Langsam scheint sich auch herumzusprechen, dass am Ende nur die direkte digitale Einspei- sung digitaler Signale und nicht die hierfür weitgehend noch übliche Nutzung der Soundcard besonders bei den leistungsstarken, komplexen phasenmodulierten Verfahren das Beste herausholt. So gesehen steht die Nutzung digitaler Betriebsarten im Amateurfunk noch völlig am Anfang, man denke nur daran, dass digitale Sprachübertragung mit lediglich 1,2 khz Bandbreite immer noch selten anzutreffen ist! Demgegenüber haben sich Verfahren wie vor allem PSK31, aber auch Olivia, MT63 oder SIM63 schon deutlich stärker verbreitet. (Digitales) SSTV finden wir als Abkömmling kommerziellen DRM-Rundfunks schon mal und hier und da auch das adaptive Pactor-Verfahren bis hoch zu Pactor-4. man für einen Störer hält, nicht immer ein Eindringling sein muss. Unten aber ein fetter und eindeutiger Störer, ein russisches OFDM-12-Signal mit Pilotton (CIS 12/MS5). Abbildung 452: OFDM ist im Amateurfunk noch so selten anzutreffen, dass man geneigt ist, dieses Signal für einen Bandeindringling zu halten. Auflösung nächste Seite! Abbildung 451: Ganz schön fett stört dieses OFDM-12-Signal im 40-m-Amateurfunkband. Rechts die Klassifizierung mit W-Code. Sie soll zeigen, dass man auf Kurzwelle gerade unter Störungen immer ein wenig mitdenken muss, denn eigentlich sind diese zwölf BPSK-Träger plus dem einen unmodulierten Pilotträger rechts als ein einziges Signal zu sehen was W-Code auch zumeist, aber eben nicht immer, korrekt meldet

7 Abbildung 454: Ein 8FSK-Signal für automatischen Verbindungsaufbau, ALE (automatic link establishment). ALE schwappte von den Profis auf den Amateurfunk über. Man muss also den Sender decodieren, um zu entscheiden: Funkamateur oder Bandeindringling? Die Kennung 8341 gibt die klare Auskunft: Es handelt sich um einen Sender der staatlichen türkischen Zivilverteidigung und also um einen Bandeindringling auf 7.196,940 khz. Die exakte Frequenzangabe, wie sie bei GPS-kontrollierten Receivern möglich ist, trägt mit zum Fingerprinting als Teil professionellen Monitorings bei. Abbildung 453: Doch das OFDM-Signal entpuppt sich als Weihnachtsgruß von F6HAS in DRM einem somit berechtigten Nutzer auf khz. Gesendet und decodiert wurde das Bild mit der kostenlosen Software EasyPal. Abbildung 455: Bei diesem ALE-Signal lautet die Kennung 9A5EX, und dieses Amateurfunkrufzeichen gehört Zeljko Herman, der Notfunk-Koordinator für Kroatien innerhalb der internationalen Amateurfunkvereinigung IARU ist. Ein legitimer Nutzer auf 7.184,440 khz!

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