présentation

D-STAR
Pierre Cornélis, ON7PC
14 septembre 2012
1
Qu’est ce que D-STAR?
•
D-STAR signifie Digital Smart Technology for Amateur Radio
•
D-STAR est un système proposé en 1999 par la JARL
– JARL = Japanese Amateur Radio League
– D-STAR est complètement décrit dans un document de la JARL
– D-STAR n’est pas un produit de fabricants !
•
Le but
– faire avancer le hobby
– passer au “numérique” (le digital c’est avec les doigts ...)
– experimenter simultanément la transmission de la voix et des données
– utiliser le spectre de façon plus efficace
•
Un seul fabricant s’est engagé à commercialiser D-STAR c’est ICOM
•
Par contre le gateway G2 est un produit de ICOM
– le gateway G2 n’est pas du domaine public, ce n’est pas Open Source
– il ne peut pas être copié ou redistribué
2
Pourquoi D-STAR est-il interresant?
• Efficacité spectrale
• Possibilité de transmettre simultanément de la voix et des données
sur 2 m , 70 cm ou 23 cm
• Possibilité de transmettre des données à haute vitesse (128 kb/s)
sur 23 cm
• Possibilité d’interconnexion Internet
3
Passer au numérique ?
• téléphonie (professionnelle) : 300 Hz à 3500 Hz → BP = 4 kHz
• numérique ancien (1980) : il faut 16 bits pour avoir une dynamique
(S/B) de 40 dB
• numérique ancien : théor. Nyquist → il faut échantillonner à 8 kHz
• conclusion : il faut transmettre 16 bits x 8000 échant./s = 128 kb/s
• c’est beaucoup trop → compression selon loi A, on a 64 kb/s
• c’est encore trop … il faut penser à des codages plus efficaces !
• diviser la bande à transmettre en bandes de fréquences et
la“triturer” par exemple selon un procédé appelé Advanced MultiBand Excitation → le chip AMBE 2020 de la firme Digital Voice
Systems, Inc
• facteur de compression : 64 kb/s à 2400 b/s → 26,6 fois
4
Le spectre D-STAR
• Qui dit spectre, dit modulation : GMSK
– SK : Shift Keying cf FSK
– M : minimum c-à-d ∆f/F = 0,5
– G : filtrage Gaussien
• et débit : soit 4800 bits/sec en DV
– 3600 bits/sec pour la voix (2400 + 1200 de FEC)
– 1200 bits/se pour données (GPS et messages)
• faible débit → nécessité de compression :
– téléphonie compressée A-law (segments) : 64 kb/s
– la JARL a choisi le codec AMBE (Advanced Multi-Band
Excitation) → 2,4 kb/s
5
Le spectre D-STAR
• Efficacité spectrale
– Largeur de bande 6,25 kHz
- 10 dB
4,8 kHz
- 20 dB
6,6 kHz
- 30 dB
8,8 kHz
- 40 dB
9,2 kHz
– Possibilité de canaux à 10 ou 12,5 kHz
– Quand le niveau RF est bon le S/B, c’est meilleur qu’en FM
– Quand le niveau RF est mauvais alors R2D2, puis la catastrophe !
6
Le codec
AMBE 2020, un produit breveté de la firme Digital Voice Systems, Inc
chip vocodeur
AMBE-2020
16 bits (mode linéaire)
ou loi A
ou loi µ
data
clock
strobe
data
clock
strobe
codage
AMBE
décodage
AMBE
data
clock
strobe
codage
AMBE
data
clock
strobe
ces données vont être
encapsulées dans
des trames D-Star
(voir plus loin)
décodage
AMBE
16 bits (mode linéaire)
ou loi A
ou loi µ
données compressées
2000 à 9600 bit/s
pour D-star : 4800 bit/s
Basé sur
• une analyse multi bande
• des échantillons de 20 ms qui produisent 6 octets (48 bits)
Méthodes d’évaluation de la qualité :
• analogique : bande passante, signal/bruit, distorsion, …
• numérique : Mean Opinion Score de 1 à 5 avec AMBE 2020 on obtient 3,6.
7
2 types de trames D-STAR
2 protocoles DV (Digital Voice) et DD (Digital Data):
radio header
data
ID
bit
sync
frame
sync
flag
1
flag
2
flag
3
64 bits
15 bits
1 octet
1 octet
1 octet
destination
repeater
callsign
departure
repeater
callsign
companion
callsign
own
callsign
1
own
callsign
2
P_FCS
8 octets
8 octets
8 octets
8 octets
4 octets
2 octets 72 octets
voice
data
voice
24 octets
72 octets
data
voice
24 octets
72 octets
data
24 octets
41 octets soit 328 bits
328 bits + 2 zéros + convolution = 660 bits
radio header
data
ID
bit
sync
frame
sync
flag
1
flag
2
flag
3
64 bits
15 bits
1 octet
1 octet
1 octet
MAC header
destination
repeater
callsign
departure
repeater
callsign
companion
callsign
own
callsign
1
own
callsign
2
P_FCS E_LEN
8 octets
8 octets
8 octets
8 octets
4 octets
2 octets 2 octets 6 octets 6 octets 2 octets
identique à la trame de données
FCS
SA
DA
type
data
frame
CRC
46 - 1500 octets
4 octets
8
3 types d’utilisation
• en simplex
• via un relais
• en passant par le gateway (“passerelle”)
→ nécessité d’un enregistrement : table de relation entre un
indicatif et une adresse IP ( utilisé par le Trust Server).
mais attention : UN seul enregistrement sinon problèmes !
9
4 indicatifs
Les 4 indicatifs sont imposés par la trame (le protocole)
radio header
data
ID
synchro et flags
destination
repeater
callsign
departure
repeater
callsign
companion
callsign
own
callsign
1
own
callsign
2
8 octets
8 octets
8 octets
8 octets
4 octets
RPT2
RPT1
UR
MY
RPT callsign memory
UR callsign memory
MY callsign memory
M01 - M06
R01 - R60
U01 - U60
Ces 4 indicatifs vont devoir être introduits dans le transceiver
– choix dans plusieurs listes de mémoires
– 7 caractères
– le 8ème caractère est spécial : le module du relais ou commande ( U , I , E , L …)
10
Quels sont les équipements ?
« end user »
caractéristiques
prix
(env.)
IC-E92
Portable
2m et 70 cm - 5 W
500 €
IC-E80
Idem mais une seule bande à la fois
385 €
ID-31E
Portable
70 cm uniquement - 5 W
Avec GPS
ID-51E
NOUVEAU , idem mais 2m et 70 cm
ID-880
Mobile
2m et 70 cm - 50 W
Une seule bande
325 €
(290 €)
??
490 €
(300 €)
IC-E2820
+ UT-123
Mobile
2m et 70 cm - 50 W
Vrai bi-bande (mais 1 seul D-STAR)
515
+ 275
IC-9100
+ UT-121
HF + VHF + UHF
All mode + Satellite
+ D-STAR
3300 +
175
Tous sonf FM et DV (D-STAR)
Prix du jour, possibilité de négocier …
11
Quels sont les équipements ?
DV-Access Point
Internet
DV-Dongle
Il n’y a pas de radio ?
Internet
C’est comme Skype alors ?
mais avec le codec AMBE 2020 !
micro-casque
12
Quels sont les équipements ?
« home made » et semi-commerciaux
Utilisation de tcvr avec entrée « DATA » (Packet 9600 bd) et interface
DV-Adapter , Funkamateur 2009
Satoschi 7M3TJZ
DVRPTR
UP4DAR
CONCLUSION: ICOM n’a pas l’exclusivité !!
13
Quels sont les équipements ?
« home made » et « de chez nous »
Le node Adapter de ON8JL
Pas de PC, améliorations du protocole et adaptations aux nouveaux réflecteurs
14
Node Adapter ON8JL
TX - RX : 432,975 MHz
TX : 439,425 MHz - RX : 431,825 MHz
TX
192.168.1.6
DATA
Interface
DATA
192.168.1.6
Interface
Internet
RX
Internet
DATA
si on souhaite réaliser un relais, il faut
un duplexeur (“cavités”)
15
Node Adapter ON8JL
PTT
STR912FW44
6
5
4
TXDATA
TXout
MICROCONTROLLER
3
2
TXCLK
1
STE100P
CMX589A
mini DIN 6 br
GMSK mod/dem
_
RXin
10/100 ETHERNET
TRANSCEIVER
RXCLK
ARM9 processor @ 96MHz
_
RXDATA
+
+
• Gateway G2
96KB RAM, 512KB ROM
RJ45
PC2004A LCD 20x4
• DPLUS
• DExtra
• REF + XRF + DCS
• ircDDB
• DPRS
• et autres dans le futur
• standalone : pas de PC
• hotspot ou relais
• configuration à distance
16
Schéma bloc
d’un transceiver
la différence NBFM → D-STAR c’est un module à ajouter (cas du IC-E2820)
audio
trame
AMBE
16 bits
trame
D-Star
IF
P.A.
ADC
codage
AMBE
codage
de canal
D-star
modulateur
GMSK
O.L
synthétiseur
1200 bits/s
DAC
décodage
AMBE
décodage
de canal
D-star
démod.
GMSK
ampli F.I.
étage d'entrée
17
QSO simplex
MHz
433.450
u
o
5
7
145.3
IC-E2820
ID-E880
MY
O N 7 P C
UR
C Q C Q C Q
RPT1
RPT2
MY
O N 4 M A X
UR
C Q C Q C Q
RPT1
RPT2
18
QSO via UN relais
TX : 439,425 MHz
RX : 431,825 MHz
ON0BT
70 cm
contrôleur
MY
O N 7 P C
UR
C Q C Q C Q
RPT1 O N 0 B T
RPT2
B
MY
O N 5 P V
UR
C Q C Q C Q
RPT1 O N 0 B T
RPT2
B
19
Types de relais
ON0ULG
Bp-Br
Bp-Br
2m
70 cm
type
Relais
ICOM
Relais avec
Node adapter
budget
ID-RP4000V (tcvr 70 cm – 30 W)
ID-RP2C : le contrôleur
+ alim + diplexeur + antenne
1350 €
925 €
2 x FT-7900
Node ON8JL
+ alim + diplexeur + antenne
2 x 320 €
300 €
TX : 145,625 MHz
RX : 145,025 MHz
contrôleur
Internet
TX : 439,425 MHz - RX : 431,825 MHz
TX
DATA
Hotspot
1 x FT-7900
Node ON8JL
+ alim + antenne
TX : 439,525 MHz
RX : 431,925 MHz
320 €
300 €
Interface
RX
• il faut une connexion Internet !
• si ICOM il faut aussi un PC sous LINUX
• sans opérateur (sans surveillance) → demande d’un
indicatif ON0
• (presque) plus de place en 2m
• surtout en 70 cm
• un hotspot n’est pas un vrai relais !!
192.168.1.6
Internet
DATA
TX - RX : 432,975 MHz
192.168.1.6
DATA
Interface
Internet
20
Les relais ICOM
23 cm
gateway
+13,5V
TX/RX
émetteur-récepteur
de données
ID-RP 2D
2m
duplexeur
émetteur-récepteur
10 GHz
ID-RP2L
données
TX
émetteur-récepteur
voix + données
RX
ID-RP 2000V
contrôleur
ID-RP2C
70 cm
TX
émetteur-récepteur
voix + données
RX
ID-RP 4000V
TX
émetteur-récepteur
voix + données
23 cm
RX
PC
Internet
ID-RP 2V
21
QSO via deux relais
Dans son protocole G2, ICOM avait prévu le repeater node routing :
on connaît l’indicatif d’un autre relais et on appelle (CQ) sur ce relais.
Similaire à Echolink.
ON0ULG
ON0BT
MY
O N 7 P
UR
/ O N 0
RPT1 O N 0 B
RPT2 O N 0 B
C
U L G C
T
B
T
G
2m
70 cm
70 cm
contrôleur
contrôleur
MY
O N 7 B
UR
/ O N 0
RPT1 O N 0 U
RPT2 O N 0 U
E
B T
L G
L G
B
C
G
Internet
22
QSO via deux relais
Dans son protocole G2, ICOM avait aussi prévu le callsign routing :
on connaît l’indicatif du correspondant mais on ne sait pas sur quel
relais. C’est le Trust Server qui va rechercher le relais de votre
correspondant. Pour pouvoir répondre rapidement on a la touche
RX>CS
ON0ULG
ON0BT
MY
UR
RPT1
RPT2
O
O
O
O
N
N
N
N
7
7
0
0
P
B
B
B
C
E
T
T
B
G
2m
70 cm
70 cm
contrôleur
contrôleur
MY
UR
RPT1
RPT2
O
O
O
O
N
N
N
N
7
7
0
0
B
P
U
U
E
C
L G
L G
C
G
Internet
23
Les hotspots
• solution pour combler un trou de
couverture
• pas reconnu par ICOM, il faut
attendre DPLUS ou mieux encore
…
• pour couvrir jusqu’au fond de son
jardin alors 10 mW = OK
• pour couvrir beaucoup plus loin ,
avec 5 W on peut aller jusqu’à 10
km
• inconvénient : ce n’est pas un
repeater (« répéteur»)
• mais intéressant en attendant
mieux.
TX - RX : 432,975 MHz
HOTSPOT
MY
UR
RPT1
RPT2
O
C
O
O
N
Q
T
T
7
C
4
4
P C
Q C Q
C
C
B
G
DATA
192.168.1.6
Interface
Internet
MY
O T 4 C
UR
RPT1
RPT2
zone de couverture du hotspot
station C
zone de couverture de la station A
Hotspot
station B
station A
24
Récapitulation : le UR callsign
•
•
•
•
à l’origine prévu pour l’indicatif du correspondant
mais on peut aussi mettre CQCQCQ
et permet aussi de faire passer des commandes
ou des ????
déconnecter en faisant UR =
•
•
•
•
•
se connecter à un autre radioamateur ou
callsign routing
O
N
7
B
E
se connecter à une autre station relais ou
repeater routing
/
O
N
0
D
P
demander des infos sur le relais
•
•
•
•
•
•
•
I
faire un "écho" sur le relais
•
•
•
•
•
•
•
E
• important, la 8ème position
•
•
U
B
↑
25
Récapitulation : RPT1 et RPT2 calls
• RPT1 : l’indicatif du relais sur lequel on accède suivit
– de A si c’est 23 cm
– de B si c’est 70 cm
– de C si c’est 2 m
• RPT2 : l’indicatif du relais de sortie
– cross band repeater
– ou pour le gateway, suivit de G
ON0ULG
ON0xxx
2m
70 cm
contrôleur
Internet
2m
MY
UR
RPT1 O N 0 U L G
RPT2 O N 0 U L G
70 cm
B
C
contrôleur
Internet
MY
UR
RPT1 O N 0 x x x
RPT2 O N 0 x x x
B
G
26
et le squelch ?
• le squelch n’est plus nécessaire en DV, toutefois on a
• le DSQL qui ouvre le squelch si votre callsign correspond
• le CSQL qui ouvre le squelch si un code (00 à 99) est
envoyé
27
QSO via réflecteur
DPLUS : système qui permet de acheminer des indicatifs et d’établir des liens
entre les relais D-STAR de ICOM et d’autres équipements (hotspots, DVdongle, …)
DPLUS est un sorte de “parloir” … tous les relais, tous les hotspots, tous les
équipements qui y sont connectés peuvent communiquer entre eux.
ON0BT
TX
ON0CPS
70 cm
RX
contrôleur
phase 1:
MY
O
R
UR
RPT1 O
RPT2 O
N
E
N
N
7
F
0
0
P
0
B
B
C
2 8 B L
T
B
T
G
phase 2:
MY
O
UR
C
RPT1 O
RPT2 O
N
Q
N
N
7
C
0
0
P
Q
B
B
C
C Q
T
T
B
G
MY
UR
RPT1
RPT2
Node Adapter
Internet
REF028 B
Internet
O
C
O
O
N
Q
N
N
4
C
0
0
B
Q
C
C
K
C Q
P S
P S
C
G
28
Réflecteur
• Un réflecteur s’identifie comme REFxxx, il possède jusqu’à 4
modules (A, B, C, D).
• REF028A pour la Flandre et REF028B pour la Wallonie
• pour se connecter à un réflecteur
Se connecter à un réflecteur : dans le UR
R
E F
0
2
8
B
L
• avec la lettre ‘L’ en 8ème position !
↑
• mais ces réflecteurs ont été suivi par une nouvelle génération les
DCS , ils possèdent jusqu’à 26 modules (A à Z)
• plus (+) de nouvelles fonctionnalités, entre autres possibilité de
commutation avec le DTMF
• DCS011 B : la Belgique , DCS011 C : la Flandre , DCS011 D : la
Wallonie
• et XRF est encore un autre type de réflecteur …
29
Réseau(x)
• le réseau D-STAR : d’abord un serveur au Japon
• le US-Trust Server (env. 850 relais ou gateways)
• le X.net (« world wide »)
• l’ ircDDB : env. 950 relais ou gateways, mais seulement
400 en commun avec le US-Trust Server
US-Trust Server
(= ICOM)
irc DDB
400
950 relais
850 relais
30
Comment commencer ?
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
choisir la fréquence, le shift et le mode DV
compléter le MYcall, laisser URcall sur CQCQCQ
allez-y progressivement car il y a beaucoup à apprendre
faites un QSO simplex …
choisissez un relais, faites un QSO via relais
remplissez les listes, mais juste ce qu’il faut pour ‘le relais local’
utilisez des listes (UR et RPT) relativement courtes au début
faites des QSO et encore des QSO
habituez-vous au numérique
et ensuite seulement pensez à faire des listes en mémoires, des
listes de UR et des listes de relais plus complète, plus exhaustives.
31
Retour sur les 4 indicatifs
au départ ICOM avait prévu …
principe des commandes
IC-E92D
2, 4, 6, 8 , 5 = rocker switch → ‘’navigation’’
BAND B, MENU, tourner le DIAL pour trouver CALLSIGN , puis ↵ , puis
tourner le DIAL et sélectionner UR R1 R2 MY, puis ↵ , puis tourner le
DIAL, … ou le bouton 9/CS pendant 1 s.
ID-31E
au départ il y a un rocker switch !
MENU, CALLSIGN, UR R1 R2 MY
ou le bouton de droite CS pendant 1 s.
ID-880
MENU, tourner le DIAL pour voir CALL-S, presser, tourner le DIAL pour
voir UR, RPT1, RPT2 ou MY, presser , tourner pour trouver le call dans
la liste ... Terminer par MENU.
IC-E2820
F plusieurs fois jusqu’à voir CS puis choisir entre YOUR, RPT1, RPT2 et
MY, puis appuyer sur BAND, puis choisir puis BAND … etc et terminer
par BACK, (assez ≠ des autres)
La fonction DR (D-STAR Repeater mode) simplifie les opérations (exemple ID-880 , ID31, …)
Corollaires : a) il est intéressant d’avoir des tables UR, RPT, … bien complètes en fonction des besoins …
b) mais c’est aussi dans les longues listes que le débutant se perd.
32
Retour sur les 4 indicatifs
autre solution : utiliser des blocs de mémoires …
exemple, le bloc ON0BT :
CH
Freq
etc
Name
UR
RPT1
RPT2
10
439.425
…
BT
CQCQCQ
ON0BT B
11
439.425
BT-CQ
CQCQCQ
ON0BT B
ON0BT G
12
439.425
BT-U
•••••••U
ON0BT B
ON0BT G
13
439.425
BT-I
•••••••I
ON0BT B
ON0BT G
14
439.425
BT-05B
REF005BL
ON0BT B
ON0BT G
15
439.425
BT-28A
REF028AL
ON0BT B
ON0BT G
16
439.425
BT-28B
REF028BL
ON0BT B
ON0BT G
17
439.425
BT-11B
DCS011BL
ON0BT B
ON0BT G
18
439.425
BT-11D
DCS011DL
ON0BT B
ON0BT G
19
439.425
BT-E
•••••••E
ON0BT B
ON0BT G
20
etc …
33
Comment savoir …
ou quelques liens pour commencer à surfer …
•
•
•
•
•
•
•
•
si une station est déjà enregistrée et sa dernière apparition (US-Trustserver) : http://query.ki4swy.org/index.php
info et scripts pour G2 : http://dsyncg2.dstarusers.org/info/
qui est entendu sur le US-Trust Server ?: http://dstarusers.org/
activité sur DPLUS : http://ref028.dstargateway.org/
activité sur ircDDB
– http://ircddb.net/live.htm
– http://status.ircddb.net/cgi-bin/ircddb-gwst?BEL
activité sur DCS011 : http://dcs011.xreflector.net/dcs_userstatus.htm
informations générales : http://www.dstarinfo.com/home.aspx
très belle vidéo de WB4QDX : http://www.youtube.com/watch?v=iqpgtq7ct8
Matériel : voir le site d’ ICOM et
• le node adapter de ON8JL : http://www.on8jl.be/ON8JL/Home.html
• le node adapter DVRPTR : http://shop.dvrptr.de/index.php?cPath=1
• le node adapter UP4DAR : http://www.up4dar.de/
34
D – S T Amateur Radio
• N’oublions pas que c’est « amateur»
• et que c’est « radio »,
• et s’il n’y a pas de radio c’est pas amusant …
D – STAR
… une autre façon de faire de la radio …
35
FIN
36