UP4DAR - GMSK mit offener Hard- und Software

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UP4DAR - "Universal Platform for Digital Amateur Radio"
Digitale Kommunikation auf GMSK-Standard mit offener Hard- und Software

UP4DAR-Prototype

Denis DL3OCK, Philipp OE2AIP, Michael DL1BFF und Christoph OE2BCL haben ein System entwickelt, das mit der entsprechenden Software und mit offenen Schnittstellen kompatibel zu bestehenden kommerziellen D-STAR Systemen ist und genügend Flexibilität bietet, neue innovative Ideen umzusetzen. UP4DAR Hard- und Software soll nach dem "Open Source"-Gedanken allen Funkamateuren zur Verfügung gestellt werden.

Vorteile vom UP4DAR System sind:

  • Datenanbindung ausschließlich via HAMNET ist möglich
  • Betrieb mit minimalem Energieaufwand (kein PC am Relais-Standort notwendig)
  • Geringer Hardware-Aufwand
  • Hohe Flexibilität
  • Abwärtskompatibel zu Geräten kommerzieller Hersteller
  • Endbenutzerfreundlich
  • Individuelle Gestaltung der Display-Software
  • Ungeahnte Möglichkeiten der digitalen Kommunikation basierend auf GMSK


Hardware

UP4DAR mit Gehäuse (Foto: Philipp OE2AIP)

Die Platine kann als Bausatz oder komplett bestückt im Online-Shop bestellt werden. Mit etwas Löterfahrung sollte die Komplettierung vom Bausatz kein Problem darstellen, da keine SMD-Bauteile gelötet werden müssen. Für den "IP-Reflektor"-Modus sind neben der Stromversorgung nur eine Netzwerkanbindung und ein PC-Headset notwendig. Damit kann weltweiter Funkbetrieb über DCS- XRF- und TST-Reflektoren gemacht werden. Der Österreich-Reflektor DCS009 ist nicht nur via Internet sondern auch via HAMNET erreichbar und eignet sich bestens wenn eine Internet unabhängige Lösung bevorzugt wird. Handelsübliche AFU-Mikrofone können an der dafür vorgesehenen Westernbuchse angeschlossen werden. Aufgrund unterschiedlicher Pinbelegungen der Hersteller muss am "Audio-Patch-Panel" die Beschaltung entsprechend vorgenommen werden. Das YAESU MH-31 kann besonders komfortabel mit Jumper 1:1 durchkontaktiert und direkt angeschlossen werden. Um über HF mit UP4DAR QRV zu werden ist jedes Funkgerät mit einem Diskriminator- oder einem 9k6 "PaketRadio"-Anschluss geeignet. Jeder TRX, der für 9k6 PaketRadio genutzt werden kann, ist damit für D-STAR-Betrieb sowohl im "D-STAR Modem"-Modus als normaler User und auch im "Hotspot"-Modus für den Betrieb eines Simplex D-STAR Gateways geeignet. Ein vollwertiger D-STAR Umsetzer kann mit einer UP4DAR-Platine im "Repeater"-Modus und entsprechendem Sender und Empfänger realisiert werden.


Software

Die Konfiguration der Platine wird mit dem unter Windows, Linux und OSX lauffähigen Java-Programm "Configurator" (auf der Projekt-Webseite unter Software verfügbar) vorgenommen. Eine ausführliche Beschreibung der Funktionen im Configurator und der Hardware ist in der deutschsprachigen Dokumentation vorhanden. Grundlegende Einstellungen können direkt am Board - ohne Computer - vorgenommen werden. Michael DL1BFF stellt die komplette OS-Software in seinem GitHub Repository unter einer OpenSource Lizenz zur Verfügung. Dadurch können motivierte UP4DAR-User mit entsprechenden Knowhow eigene Anpassungen oder komplett neue Funktionen entwickeln.


Betrieb

Bereits bei der Grundkonzeption von UP4DAR wurde viel Wert darauf gelegt, dass auch unter schlechten Bedingungen noch brauchbare Ergebnisse erzielt werden. In der Praxis wurden bei UP4DAR im Vergleich mit einem IC-2820 um 2 bis 4dB bessere Werte zwischen Wiedereinstieg und Verlieren des QSOs gemessen. Mit der sogenannten "Soft Decision" kann UP4DAR defekte Sprachblöcke identifizieren, bei denen keine Fehlerkorrektur mehr möglich ist. Diese Blöcke werden durch kurze Ruhepausen ersetzt, wodurch die Sprachverständlichkeit im Repeaterbetrieb deutlich verbessert und das bekannte Klötzeln unterbunden wird. Zusätzlich profitieren UP4DAR-basierte Empfänger mit der aktuellsten Software-Version vom Interpolations-Algorithmus des AMBE-Sprachchip, der bei als fehlerhaft markierten Sprachblöcken aktiviert wird und die Sprachverständlichkeit dadurch weiter verbessert. Aufgrund der Hardwaremäßigen Trennung vom User-OS und der PHY-Schicht auf zwei getrennte Prozessoren entsteht eine sehr gute zeitliche Genauigkeit vom PHY. Damit sind sehr schnelle Umschaltzeiten zwischen verschiedenen Stationen und extrem lange Durchgänge (mehr als eine Stunde) ohne Unterbrechung kein Problem. Sollte der Partner ein ungenaueres System verwenden, wurde dafür ein entsprechend großer Nachregelungsbereich implementiert.


weitere Informationen

Entsprechende Dokumentation und Schaltpläne können auch auf der Projekt-Seite www.UP4DAR.de heruntergeladen werden. Für den User-Support steht das UP4DAR-Forum zur Verfügung.

Links & Technische Informationen zu UP4DAR und dem D-STAR Protokoll

UP4DAR

UP4DAR-Homepage
Online-Shop
UP4DAR-Dokumentation
UP4DAR-Forum
UP4DAR YAHOO-Group


D-STAR Protokoll

D-STAR protocol (JARL)
D-STAR radio frame structure in DV-Mode (Denis DL3OCK)
D-STAR Slow Data format (Jonathan G4KLX)
D-Star radio packet structure for the Digital Voice (DV) mode (Dick KM4ML)
D-Star radio packet structure for the Digital Data (DD) mode (Dick KM4ML)
Practical GMSK Data Transmission (MX COM, INC.)
AMBE 2020 vocoder by Digital Voice Systems, Inc.
Review D-STAR Uncovered (Peter AE5PL)


ircDDB

ircDDB homepage
ircDDB documentation


xReflector

xReflector homepage


D-PRS

APRS and D-STAR = D-PRS (Peter AE5PL)