- Quansheng का UV-K5 सिर्फ USB programming cable से firmware flash दोबारा लिख सकता है, इसलिए यह ham radio community में software modding के सबसे प्रमुख targets में से एक बन गया है
- Baofeng UV-5R में firmware read-only memory में था, लेकिन UV-K5 में channel settings के लिए इस्तेमाल होने वाली उसी cable से firmware update भी किया जा सकता है, जिससे accessibility में बड़ा फर्क आता है
- Modding ज़्यादातर official firmware को patch करने के रूप में होती है, और यह 64KB flash में बची 3KB से कम जगह, 48MHz 32-bit ARM-based processor, और 8KB RAM जैसी सीमाओं के भीतर की जाती है
- वास्तविक mods में graphical spectrum analyzer, K5-से-K5 text messaging, AM reception में सुधार, system font बदलना, और boot message image बदलना शामिल हैं
- Web Serial API आधारित web patcher/flasher की वजह से browser upload आसान हो गया है, लेकिन illegal transmission limits हटाने जैसे दुरुपयोग की संभावना के कारण amateur radio को अब भी honor system पर निर्भर रहना पड़ता है
UV-K5 ने ध्यान क्यों खींचा
- Quansheng का UV-K5 2023 में लॉन्च हुआ एक portable ham radio है, जिसने ham radio enthusiasts के software improvements और feature additions के प्रयासों के कारण ध्यान खींचा
- यहाँ K5 से मूल UV-K5 और नए K5(8) model दोनों का संदर्भ है
- Radio transceiver खुद Baofeng UV-5R की तरह “ठीक-ठाक” स्तर का है, लेकिन मुख्य फर्क firmware storage method में है
Baofeng UV-5R से अलग design choice
- Baofeng का UV-5R 2012 में low-cost VHF/UHF portable radio market को हिला देने वाला product था
- उस समय सबसे सस्ते VHF/UHF handheld radios की कीमत US$100 से थोड़ा ऊपर थी, और UV-5R उसकी 1/4 से 1/3 कीमत पर बेचा गया
- तकनीकी performance को लेकर शिकायतें थीं, फिर भी ham users ने कार या workplace में रखने के लिए कई units खरीदे
- UV-5R का firmware read-only memory में था, जबकि UV-K5 firmware को flash memory में store करता है
- User उसी USB programming cable से UV-K5 की flash memory दोबारा लिख सकता है, जिसका उपयोग frequency preset channels सेट करने के लिए होता है
- इस design ने Quansheng की basic features से आगे बढ़कर modding की संभावना खोली, और अगर दूसरे radio makers भी mod support बढ़ाएँ, तो इससे VHF/UHF bands में innovation आ सकता है
Firmware modding का तरीका और hardware constraints
- Quansheng official firmware releases upload करने के लिए एक free installation tool देता है
- Updatable radios firmware और hardware को reverse engineer करने और खुद code लिखने की इच्छा रखने वाले users के लिए एक मजबूत incentive देते हैं
- अभी ज़्यादातर mods official firmware को पूरी तरह फिर से लिखने के बजाय उसे patch करते हैं
- Hardware constraints काफ़ी कड़े हैं
- Official firmware 64KB flash memory का ज़्यादातर हिस्सा घेर लेता है, इसलिए mod code को 3KB से कम जगह में फिट होना पड़ता है
- CPU 48MHz 32-bit ARM-based processor है
- RAM 8KB है
- इन सीमाओं के बावजूद वास्तविक नतीजे काफ़ी प्रभावशाली हैं
वास्तविक mod examples
- एक अपेक्षाकृत sophisticated mod graphical spectrum analyzer install करता है
- Bandwidth adjust की जा सकती है
- Detected peaks पर auto-tune करने के लिए threshold सेट किया जा सकता है
- Ignore की जाने वाली frequencies तय की जा सकती हैं
- एक दूसरा mod K5 devices के बीच text messages भेजने की सुविधा देता है
- एक mod AM signal reception को बेहतर बनाता है, जिससे air band को ज़्यादा साफ़ सुना जा सकता है
- हल्के-फुल्के mods भी बहुत हैं
- System font बदलना
- Startup message को मनचाही line-art image से बदलना
Web-based patcher और installation experience
- whosmatt नाम के एक modder ने K5 के लिए web-based patcher/flasher बनाया है
- User menu से कई mods चुन सकता है, और tool चुने गए mods को official firmware के साथ जोड़कर upload के लिए custom image बनाता है
- Combination सिर्फ उसी सीमा तक संभव है जहाँ total memory capacity पार न हो
- Chrome, Edge, और Opera में Quansheng installation tool के बिना browser से सीधे flash memory update की जा सकती है
- इसके लिए built-in Web Serial API और USB programming cable का उपयोग होता है
- Guide में Linux और Windows support का ज़िक्र था, लेकिन यह Mac पर भी काम करता है
- Error handling के मामले में Web Serial API में अभी और सुधार की गुंजाइश है
- Unstable USB programming cable इस्तेमाल करने पर Quansheng installation tool communication error दिखाकर upload रोक देता था
- Web Serial चुपचाप crash हो गया और पूरे Windows operating system को भी freeze कर दिया
- whosmatt के online patcher में न होने वाले K5 mods भी मौजूद हैं, और खुद mods लिखने वाले users के लिए Python-based toolchain भी उपलब्ध है
Openness के जोखिम और amateur radio की trust structure
- अगर K5 transceiver को खुलकर mod किया जा सकता है, तो misuse की संभावना भी पैदा होती है
- Quansheng firmware illegal और dangerous interference रोकने के लिए air band transmission को block करता है
- इस block को patch से हटाया जा सकता है
- हालांकि K5 के 5W signal से बड़े खतरे के लिए amplifier की ज़रूरत पड़ने की संभावना अधिक है
- Ham users के पास firmware block हो या न हो, गलत तरीके से काम करने की क्षमता पहले से होती है
- ऐसे blocks accidental misuse रोकने में सुविधाजनक हैं, लेकिन जब तक कोई problematic signal इतना लंबे समय तक transmit न हो कि transmitter location की triangulation की जा सके, amateur radio को honor system पर निर्भर रहना पड़ता है
- यही सिद्धांत पड़ोसी के TV में interference न करने या banned frequencies पर transmit न करने पर भी लागू होता है
Radio के internal processing का भविष्य
- आज के कई दिलचस्प ham radio use cases digital processing से जुड़े हैं
- यह processing आमतौर पर transceiver से जुड़े computer पर की जाती है
- जैसे-जैसे embedded controllers ज़्यादा शक्तिशाली होते जा रहे हैं, K5 mod ecosystem ऐसे भविष्य की झलक दिखाता है जहाँ और ज़्यादा processing radio के अंदर ही होगी
- Smartphone app की तरह नए features जोड़ना संभव हो सकता है, और उम्मीद है कि manufacturers इस दिशा को अपनाएँगे
1 टिप्पणियां
Hacker News की टिप्पणियाँ
इस रेडियो के लिए लोग जो custom firmware बना रहे हैं, वह सच में काफ़ी प्रभावशाली है
मैं अभी egzumer का बनाया firmware इस्तेमाल कर रहा हूँ, जिसमें spectrum analyzer तक शामिल है
हालांकि रेडियो खुद 30 डॉलर के imported सामान से जैसी उम्मीद होती है, वैसा ही है; front-end आसानी से overload हो जाता है और transmit harmonics भी FCC की सीमा से काफ़ी बाहर हैं
फिर भी amateur radio में शुरुआत के लिए यह जबरदस्त value for money है
मेरी समझ में पिछले कुछ वर्षों में चीनी radios की quality काफ़ी बेहतर हुई है, और UV-K5 के test results भी FCC limits के भीतर लगते हैं
2m band में काफ़ी margin है, और 70cm band limit के थोड़ा ज़्यादा करीब है
उन bands के बाहर transmit करने पर हालत काफ़ी खराब होती है, लेकिन यह शुरुआत से उस काम के लिए design भी नहीं किया गया था
ऐसे radios की harmonic measurement सावधानी से करनी चाहिए
कई लोग SDR से evaluate करने की कोशिश करते हैं, लेकिन तब SDR front-end लगभग तय तौर पर overload हो जाता है, तरह-तरह की intermodulation पैदा होती है, और उसे रेडियो की radiation समझ लेना आसान है
अच्छा होता अगर ARRL QST में और test articles छापता
online test results में device-to-device variation तो होगा ही, लेकिन लगता है कि random internet लोग अलग-अलग test setups से मापते हैं, इसलिए results में बहुत inconsistency भी है
फिर भी इसके पास 2023 की शुरुआत में जारी FCC ID है
https://fcc.report/FCC-ID/XBPUV-K5
आखिरकार मैंने एक खरीद लिया
यह कीमत उस impulse-buy limit से नीचे है जो किसी hobby में चिंगारी लगा देती है, इसलिए उम्मीद है कि यह box में बहुत समय तक पड़ा नहीं रहेगा
मैं इसे खुद खोलकर देखना चाहता हूँ कि इससे और क्या किया जा सकता है
काश ऐसे devices का firmware और manufacturer खोलकर देते
factory-default safety guards बने रहें, लेकिन users को tinkering की छूट मिलनी चाहिए
सस्ते और hackable सामान wireless में नई रुचि पैदा करने में मदद करते हैं, खासकर जब उन्हें WebSerial जैसे पहले से familiar tools से handle किया जा सके
requirements बदलने पर नया binary blob deploy करने के लिए इसे re-flashable बनाया गया था, और लोगों ने stock firmware को reverse-engineer करके फिर से लिखना शुरू किया
यह किसी असली open radio से ज़्यादा Rockbox जैसा है
मेरे पास पहले से बेहतर radios हैं, इसलिए शायद इससे actual transmit नहीं करूँगा
अगर आप GPS, aviation band, cellular में interference फैलाते फिरेंगे तो काफ़ी सख्त डांट पड़ेगी, लेकिन शोर-शराबा किए बिना कोई random दूसरा experiment करें तो सच में किसी को फर्क नहीं पड़ता
AliExpress पर free shipping के साथ यह 24 Canadian dollars में बिक रहा है
समझ नहीं आता कि यह कैसे संभव है
लगता है materials cost ही इससे ज़्यादा होगी; अच्छा होगा अगर कोई समझाए कि यह economics कैसे काम करती है
एक RF chain का ज़्यादातर हिस्सा संभालता है, और दूसरा screen व button input को handle करता है
mass production में दोनों की कीमत प्रति chip 1 dollar से कम होने की संभावना है
बाकी parts में ज़्यादातर tiny passive components हैं, जो filtering और impedance matching के लिए हैं, और प्रत्येक 1 cent से भी कम के होते हैं
development cost के लिहाज़ से parts selection और packaging में skill चाहिए, लेकिन आम तौर पर main PCB ऐसी चीज़ है जिसे electrical/electronics के काफ़ी graduates design कर सकते हैं
करीब से देखें तो sophistication Happy Meal toy से बस कुछ steps ऊपर है, लेकिन कोई high-quality flexible radio नहीं बना रहा, इसलिए अंत में सब experimentation के लिए यही खरीद लेते हैं
मतलब Apple consumer electronics prices, TI microcontroller prices, Qualcomm/TI wireless chip prices, Intel FPGA prices वगैरह
इसके पीछे की technology बहुत basic है और 100 साल से भी ज़्यादा समय से मौजूद है
कुछ cables और amplifier से भी AM radio बनाया जा सकता है [1]
बेशक यह नया radio उससे थोड़ा ज़्यादा complex है, लेकिन basic SoC भी आजकल बहुत सस्ते हैं और economies of scale से और सस्ते हो जाते हैं
कुछ समय पहले तक low-power radios बच्चों के खिलौने भी हुआ करते थे
[1]: https://www.wikihow.com/Create-a-Simple-AM-Radio
कभी-कभी लोग इससे भी सस्ता खरीद लेते हैं
लोगों के इसे modify करना शुरू करने से काफ़ी पहले मैंने AliExpress से 20 Canadian dollars में एक खरीदा था
speaker बीच-बीच में ही काम करता है, इसलिए आवाज़ के लिए case को दबाना पड़ता है; शायद कोई कमजोर solder joint जैसा मामला है
seller से contact किया, लेकिन बस लगातार टालमटोल मिली
कुल मिलाकर buyer beware ज़रूरी है, और ऐसी चीज़ों के पागलपन भरे सस्ते होने की वजह होती है
असल में यह dollar-store HT है
community जो कर रही है वह कमाल है, लेकिन अब भी समझ नहीं आता कि ऐसे hackable devices हमेशा इतने low-power chips ही क्यों इस्तेमाल करते हैं
market की कई चीज़ें असल में special I/O लगे computers ही हैं, लेकिन ज़्यादातर firmware और microcontrollers बाकी hardware की potential का पूरा इस्तेमाल नहीं कर पाते
लगता है कि बस कुछ dollars और लगाकर, चाहें तो सैकड़ों features जोड़े जा सकते हैं
वेबसाइट और मैनुअल में 10 ग्रुप की scrambled voice encryption का ज़िक्र है
असल में यह क्या करता है, यह साफ़ नहीं बताया गया
मैं हमेशा सोचता रहा हूँ कि ऐसे डिवाइस से बहुत अच्छा encrypted communication system बनाने के लिए क्या चाहिए होगा
हालांकि मेरी समझ के मुताबिक amateur radio में encrypted transmission गैरकानूनी है
FCC से अनुमति खरीदें तो इसे commercial bands में इस्तेमाल कर सकते हैं, और ISM bands के सामान्य 2.4GHz/5GHz को आम तौर पर काफ़ी आज़ादी से इस्तेमाल किया जा सकता है
व्यावहारिक तौर पर FCC सर्वज्ञ और सर्वशक्तिमान नहीं है और उसके resources भी सीमित हैं, इसलिए लोग दुरुपयोग करें तो भी अक्सर मामला निकल जाता होगा
किसी व्यक्ति को FCC का गुस्सा झेलना हो तो उसे खुद दूसरों के लिए परेशानी बनना पड़ेगा
अवैध cellphone jammers इस्तेमाल करने पर गिरफ्तार होने की बातें कभी-कभी सुनता हूँ, लेकिन encryption इस्तेमाल करते पकड़े जाने की बात याद नहीं आती
ऐसी चीज़ों पर गंभीर enforcement शुरू होने के लिए वैसा turning point चाहिए जैसा सस्ते drones ने RC aircraft के लिए लाया था
यानी वह बिंदु जहाँ बहुत सक्षम hardware उन लोगों के लिए भी बेहद सस्ता और आसानी से उपलब्ध हो जाए जिन्हें hobby की समझ नहीं है
RC aircraft community में entry barrier ऊँचा था, इसलिए भाग लेने के लिए community से संपर्क करना ही पड़ता था, और दशकों तक यह असल में self-regulated रही
drones ने यह बदल दिया और FAA को दखल देकर regulation करना पड़ा
मुझे लगता है कि सस्ते Chinese radios भी उस बिंदु के करीब पहुँच रहे हैं
फिर भी Baofeng तक के लिए programming और खुद सीखना ज़रूरी है
Flipper Zero जैसे devices कहीं ज़्यादा नुकसानदेह हैं
क्योंकि functionality सीमित होने के बावजूद वे users के लिए ऐसे तरीके से परेशानी पैदा करना बहुत आसान बना देते हैं जिसे नज़रअंदाज़ करना मुश्किल हो
किसी दिन Amazon पर ऐसा सस्ता radio आना बस समय की बात लगती है जो सब कुछ आपके लिए कर दे और non-hobbyists को चीज़ें बिगाड़ने दे
HackRF जितना सक्षम और iPhone जितना आसान इस्तेमाल होने वाली चीज़ की कल्पना करें, तब समस्या पैदा होगी
तकनीकी तौर पर यह encryption न भी हो, लेकिन सीमा धुंधली है
https://github.com/kamilsss655/ESPRI?tab=readme-ov-file
मैंने इस उपकरण के core BK4819 की datasheet[1] देखी, और receiver side पर I/Q output है, साथ ही लगता है कि internally transmit side पर भी I/Q input होने की संभावना है
इसलिए यह SDR है और सिर्फ़ FM तक सीमित नहीं लगता
कम power शायद इसे line-of-sight communication तक सीमित रखेगी, लेकिन काम करके देखने लायक दिलचस्प आधार है
[1] https://touchardinforeseau.servehttp.com/f4kmn/f4kmn/FRANCAI...
एक तरफ USB-C port और दूसरी तरफ antenna connector हो, कुछ ऐसा
computer radio से VHF/UHF bands में कई दिलचस्प चीज़ें की जा सकती हैं
अच्छे उदाहरणों में APRS repeater या packet data हैं
receive तो SDR से कर सकते हैं, लेकिन transmit के लिए audio इस्तेमाल करने वाला radio चाहिए, इसलिए यह unstable हो जाता है
पूरा I/Q हो तो अच्छा होगा, लेकिन सिर्फ़ FM data भी ठीक है
सच में पूछ रहा हूँ, जिन्होंने downvote किया है वे बताएँ कि मैं कहाँ गलत हूँ
transmit side FM-only है
लेख के ऊपर linked product page voice encryption को feature के रूप में पेश करता है, लेकिन क्या यह US amateur radio bands में अभी भी साफ़ तौर पर गैरकानूनी नहीं है?
या यह बस CTCSS/DCS की ओर इशारा कर रहा है?
CTCSS/DCS encryption या scrambling नहीं, बल्कि band के भीतर signal method भर है
जो radios support नहीं करते, वे भी CTCSS/DCS सुन सकते हैं
उम्मीद है कोई इस device पर FT8 port कर देगा
अभी FT8 transmit/receive के लिए phone या PC चाहिए
FT8 SSB इस्तेमाल करता है, और यह device SSB नहीं कर सकता
FM पर FT8 करना bandwidth और weak-signal characteristics, दोनों की बर्बादी है
FT8 आम तौर पर HF पर किया जाता है जहाँ long-distance radio propagation होती है, और बहुत छोटे signals को निकाल पाना अहम होता है
VHF पर FT8 करने वाले लोग भी हैं, लेकिन वे SSB-capable radios इस्तेमाल करते हैं
इस radio में FT8 process करने की compute performance भी शायद नहीं होगी
मेरे मामले में Raspberry Pi 3 भी जूझ रहा था
साथ ही FT8 का बड़ा हिस्सा यह चुनना है कि क्या भेजना है और किसे जवाब देना है, इसलिए अच्छी screen भी चाहिए
लेख के मुताबिक CPU और available flash memory बहुत सीमित हैं
मैंने digital modes के लिए थोड़ा hardware बनाना भी शुरू किया है, और यह cheaper frontend और filters में investment की जगह बन सकता है
स्पेसिफिकेशन शीट में scrambler नज़र आया, जो लगता है कि amateur radio में नहीं होना चाहिए
असल में पता नहीं यह encryption नहीं बल्कि DTS/CTCSS जैसी किसी चीज़ को दर्शाता है या नहीं, लेकिन user manual में encryption शब्द आता है और यह translation issue भी हो सकता है
जिज्ञासा है कि यह function ठीक-ठीक क्या है, और क्या असली device रखने वाला कोई व्यक्ति इसे और स्पष्ट रूप से जानता है
conceptually, यह baseband signal के spectrum को आपस में तय की गई frequency, यानी key, के आधार पर उलटने का तरीका है, और परिणामस्वरूप voice समझना मुश्किल हो जाता है
UV-K5 में केवल एक ही key frequency चुनी जा सकती है
इससे ज़्यादा clever तरीके rolling code या frequency hopping जैसी चीज़ें इस्तेमाल करते हैं
यह इस radio द्वारा support किए जाने वाले CTCSS/DCS से अलग है, और meaning छिपाने का तरीका भी नहीं है
amateur radio frequencies पर meaning छिपाना मना है, इसलिए यह illegal है—यह बात सही है
मुझे लगता है कि FRS में यह legal हो सकता है, लेकिन यह radio FRS के लिए type-certified नहीं है, इसलिए strictly speaking वह भी illegal है
हालांकि बहुत से लोग FRS type certification की ज़्यादा परवाह नहीं करते
bottom line, इस radio में इसे पूरी तरह legal तरीके से इस्तेमाल करने का कोई use case नहीं है
[1]: https://en.wikipedia.org/wiki/Voice_inversion
वैसे भी rules को enforce करना practically impossible है, और कोई वास्तविक downside भी नहीं है
मैं भी amateur radio operator हूँ, लेकिन कई amateur radio operators यह सोचकर overreact करते हैं कि companies अचानक amateur bands का मनमाना इस्तेमाल करने लगेंगी
practically, मौजूदा rule कि नियमित रूप से plaintext identification किया जाए, उसे enforce किया जा सकता है, और उसके बाद लोगों को जो चाहें भेजने दिया जाए
पहले से ही कई common digital modes proprietary vocoders पर निर्भर हैं और काफी effort के बिना decode नहीं किए जा सकते, इसलिए encryption आने से बहुत कुछ बदलने वाला नहीं है
अब नाराज़ amateur radio operators के आने की बारी है
CPU इतना powerful नहीं है कि असली AES encryption implement कर सके, और datasheet में भी hardware crypto module का कोई mention नहीं है
यह inversion scrambler हो सकता है, जिसे software में implement करना मुश्किल नहीं है, और basic firmware में न भी हो तो कोई न कोई इसे implement कर सकता है
लेकिन आजकल scrambler की utility सीमित है
यह बस दूसरों को irritate करने में काम आ सकता है, और इसे neutralize करना भी बहुत आसान है
Chinese amateur radios में undocumented encryption feature होना भी बिना precedent नहीं है
FCC शायद तभी ध्यान देता है जब लोग nuisance पैदा करके ध्यान खींचते हैं
इसमें इसे basic scrambler कहा गया है
यह मानना मुश्किल है कि 30 डॉलर के radio में realtime proper encryption करने लायक powerful chip लगी होगी