Digitaler Sprechfunk - Sendeverfahren

 

Block-Übertragungsverfahren

FCS (Block-Prüfsummen Zeichenfolge)
Digitale Daten und Sprache werden in Daten-Blöcken (Frames) übertragen.
 

Preamble

SFD Start of Frame

Ziel
Mac-Adresse

Quelle
Mac-Adresse

Ether-Type

Nutzdaten (Payload)

FCS Frame Check Sequence

Header

Delimiter

 

 

IP4 / 6

 

Prüfsumme


Frame Check Sequence bedeutet Block-Prüfsummen Zeichenfolge.
Ein Datenblock besteht aus einem Header, SFD (Start of Frame Delimiter), der Ziel-Adresse, der Quellen-Adresse, Ether-Type-ID, den Nutzdaten und einer Prüfsumme.

CRC-Verfahren (Prüfsummenverfahren)
Beim Prüfsummen-Verfahren (Cycilc Redundancy Check) werden die errechneten Prüfsummen von Sender und Empfänger auf ihre Übereinstimmung ausgewertet.
Durch CRC können Fehler bei der Übertragung, die durch Rauschen oder andere Störsignale entstehen ausgefiltert und teilweise korrigiert werden.
Der Sender errechnet eine Prüfsumme und fügt diese am Ende eines Datenblocks an. Der Empfänger errechnet aus den erhaltenen Datenblocks eine Prüfsumme und vergleicht diese Prüfsumme mit der erhaltenen Prüfsumme. Sind die Prüfsummen nicht gleich, verwirft der Empfänger den Daten-Block.
Der Zyklus für dieses Prüfverfahren ist meistens 16-Bit.

IRC Internet Relay Chat
Digitale Relais senden außer den FCS-Frames zusätzliche Relais-Daten. Dafür wird das IRC-Protokoll verwendet. IRC ist ein Text Chat-System mit organisierten Übertragungskanälen.



Digitalisierung der Modulation
 

Für die digitale Übertragung von Sprechfunk wird die vom Mikrofon empfangene analoge Frequenz durch eine Software (Vocoder) digitalisiert.

Bei der digitalen Übertragung von Sprach-Modulation wird immer eine Kompression der Sprache angewendet.

Eine Kompression ist mit einem Verlust an Qualität verbunden, da die Bandbreite der Sprache verringert wird. 

Die geringste Verzerrung der Sprache ergibt sich bei dem C4FM-System mit einer Bandbreite von 12,5 KHz im Betriebsmodus VW.

Das C4FM-Verfahren arbeitet mit einer Datenübertragungsrate von 9,6 Kilobit pro Sekunde.

 

MA
                      12,5 kHz

DMA
DN 6,25 kHz Voice / 6,25 kHz Data
             VW (12,5 KHz) Voice

  TDMA  (Time Divison Multiple Access)  Zeitschlitzverfahren

FDMA (Frequency-Division Multiple Access)  Frequenz-Teilungsverfahren

Beim TDMA handelt es sich um eine Übertragung von mehreren Signalen in nach Zeitschlitzen gestaffelten Paketen.

Dadurch können auf einer Frequenz zwei Gesprächskanäle gleichzeitig gestaffelt übertragen werden.


Beim FDMA handelt es sich um eine Übertragung von mehreren Signalen auf mehreren Trägern.



4-Level-FSK
Beim 4-Level FSK wird die analoge Frequenz mit vier verschiedenen Signal-Ebenen digital abgetastet.

Databit

Symbol

Frequenz-Deviations (Wide)

Frequenz-Deviations (Narrow)

00

+1

+900 Hz

+450Hz

01

+3

+2700 Hz

+1350Hz

10

-1

-900 Hz

-450Hz

11

-3

-2700 Hz

-1350Hz


C4FM (Continous 4-Level Frequency Modulation)

C4FM wendet das FDMA-Verfahren an. Es stehen zwei Bandbreiten DN von 6,25 kHz für Sprache (Voice) und 6,25 DN für Daten oder VW 12,5 kHz für Sprache zur Verfügung. Als Vocoder dient AMBE+2, Modulation 4-Level-FSK, mit 7.2 kbps, gemäß dem Yaesu-System-Fusion-Protokoll (YSF).
Weiterführender Link zum C4FM-Verfahren: http://systemfusion.yaesu.com/what-is-system-fusion/

DMR
Es gibt weltweit zur Zeit drei DMR-Systeme: Brandmeister-Netz, DMR-Plus und DMR-MARC (Motorola).

Das DMR System verwendet das FDMA Zeitschlitzverfahren an. Auf der gleichen Frequenz wird innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde zwischen Zeitschlitz 1 (TS1) und Zeitschlitz 2 (TS2) umgeschaltet. Das System oszilliert zwischen den beiden logischen Kanälen TS1 und TS2.

Der Vocoder ist AMBE3000 mit der Modulation 4-Level-FSK.
Weiterführender Link zum DMR-Verfahren: http://dmrassociation.org/dmr-standards.html

D-Star
Das D-Star System nutzt einen kontinuierlichen digitalen Stream mit einer Kanalbandbreite von 6 kHz.

Die digitale Sprachübertragung arbeitet mit 3600 bits/s.
Der Vocoder ist AMBE2020 mit der Modulation GMSK.
Weiterführender Link zum D-Star-Verfahren: http://www.arrl.org/files/file/D-STAR

Multi-Relais
Es gibt Amateurfunk Relais, die mehrere Betriebsarten auf einer Frequenz übertragen können. Bei Empfang eines digitalen Signals passt sich der Repeater an die entsprechende Betriebsart an. Auf der Empfängerseite können FM-Geräte ein störendes digitales Signal durch einen CTCSS-Tonsignal-Filter ausblenden. CTCSS (Continous Tone Coded Squelch) benutzt einen Subaudio-Ton, der mit dem Nutzsignal ausgesendet wird.

Erfahrungsbericht
Mehrere Modulationsarten auf einem Relais können zu Problemen führen (abgebrochene QSOs usw.).

Eine Lösung ist eine entsprechende Programmierung der Relais, die diese Unterbrechungen weitgehend verhindert.

Systemfusion
Die Funkgeräte des Herstellers Yaesu verfügen über einen Automatik-Modus zu Auswertung eines empfangenen C4FM- oder FM-Signals und passen das Sendeverfahren entsprechend an.

Links zu den Digital-Systemen:

Brandmeister
http://bm262.de

DMR-Plus
http://hamdmr.de


DMR-MARC
http://www.dmr-marc.net

D-Star Netz
http://status.ircddb.net/repeater.php?n=168&cty=DEU

C4FM Wires X Active Nodes
https://www.yaesu.com/jp/en/wires-x/id/active_node.php

C4FM Reflektoren
https://c4fm.ysfreflector.de/Germany/

IPSC2-Server
http://ipsc2-dl-rptr.dyndns.org/ipsc/

 

 

 

Amateurfunk Netzwerke

Ein Relais kann mit der Node-Funktion mit anderen Relais via HamNet oder Internet verbunden werden.

Weltweit bestehen verschiedene Netzwerke von Relaissendern.

Beispiele sind. DMR-Brandmeister, DMR-Marc, D-Star und Wires-X.

Die Netzwerke sind untereinander teilweise nicht kompatibel.

Es gibt jedoch virtuelle Brücken (Bridges) zwischen den verschiedenen Netzwerken.

Auf einigen Servern sind Brücken zwischen dem DMR-Brandmeister-Netz und dem Wires-X-Netz in der Betriebsart C4FM-DN installiert.

Die Daten über das Routing der Relaissender werden häufig auch über das Amateurfunk HamNet und IRC-Server im Internet geleitet.

Wegen der Stabilität der Arbeitsweise sind auf Servern Linux-Software installiert.

 

Reflektoren

Im Internet eingebundene Reflektor-Server verbinden mehrere Relaissender untereinander.

 

Routing

Bei digitalen Funksystemen hat jedes Relais eine ID-Nummer.

Die  Funkgeräte werden In DMR- und D-Star- und Tetra-Systemen mit einer eigenen ID-Nummer programmiert.

Daher erfolgt das Routing auf den Servern durch Zuordnung der ID-Nummer des sendenden Funkgerätes und dem per Ziel-Ruf ausgewähltem Relais, des virtuellen Raumes auf einem Server oder der ID-Nummer des angerufenen Funkgerätes.

 

Programmierung der Funkgeräte

Digitale Funkgeräte müssen durch eine Software auf die Frequenzen von Relais und bei dem DMR-System auf die logischen Kanäle Timeslots (TS1/TS2) programmiert werden.

Für DMR-Geräte gibt es im Internet mehrere Datensätze (Codeplugs).

Durch die Programmierungssoftware CPS erfolgt eine Übertragung der Daten auf das Funkgerät.

 

Timeslots:

 

TS1 (Zeitschlitz 1) Talkgroups

 

TG 6 Bridge D-STAR

TG 7 C4FM YCS26262

TG 100 / 110 deutsch  (DMR-Plus)

TG 91 WW Weltweit (Sprache: English)

TG 92 Europa

TG 910 WW deutsch (Sprache: Deutsch)

TG 920 DACH (Deutschland-Österreich-Schweiz)

TG 262 DL Deutschland

TG 263 IPSC2 Multi-Protokoll

TG 232 OE Österreich

TG 228 HB Schweiz

 

TS2 (Zeitschlitz 2)

 

Im TS2 sind verschiedene Länder und Regionen nach sogenannten Talkgroups organisiert:

 

TG 8 Regional

TG 9 Lokal

TG 2620 Sachsen-Anhalt / Mecklenburg

TG 2621 Berlin-Brandenburg

TG 2622 Hamburg / Schleswig-Holstein

TG 2623 Niedersachsen / Bremen

TG 2624 Nordrhein-Westfalen

TG 2625 Rheinland-Pfalz / Saarland

TG 2626 Hessen

TG 26269 Hessen-RLP

TG 2627 Baden-Württemberg

TG 2628 Bayern

TG 2629 Sachsen / Thüringen

TG 262810 Pegasus-Net

 

YSF-Yaesu System Fusion

DB0XW aktive deutsche Räume: https://db0xw.dc4fs.de/wires-x/room.php

DB0XW aktive deutsche Node: https://db0xw.dc4fs.de/wires-x/node_dl.php

 

 

YSF Reflektoren

EUROPELINK http://europelink.pa7lim.nl

DE DL-NORD http://funk-sh.de/

DE DL-NORDWEST http://dl-nordwest.spdns.de

DE GERMANY (Crossband C4FM YSF DE-GERMANY / DMR Brandmeister TG 263 BM TG26208)

DE GERMANY 2 MultiNet-Bridge http://213.202.228.87/ysf/

DE HESSEN http://dehessen.db0rei.de

DE PEGASUS Multi Bridge (Crossband C4FM YSF DE-PEGASUS / DMR Brandmeister TG262810)

DE PEGASUS 2 YSF DE-PEGASUS / Wires-X DL-Pegasus-2 / DMR Brandmeister TG26211)

DE RUHRGEBIET YSF DE-RUHRGEBIET

DE THUERINGEN http://relais.db0ins.de/YSFReflector-Dashboard/

 

 

 

Bridge-Server

C4FM WIRES-X ROOM 41147 DL-Wires-X  / Brandmeister TG 263 MULTI

C4FM WIRES-X ROOM 27294 & DMR BRANDMEISTER TG23209

DMR BRANDMEISTER TG263 TG23209  & C4FM YSF DE GERMANY

DMR BRANDMEISTER TG23209 & D-STAR XRF024B

XLX169 HESSEN-RLP https://xlx169.db0htv.de/xlx/ / BM TG 26269

D-Star XLX021 & DMR BRANDMEISTER TG262810 (DL-PEGASUS)

D-Star XLX787 & DMR BRANDMEISTER TG26226

D-STAR XRF024B & DMR BRANDMEISTER TG23209

D-STAR XRF024B & C4FM YSF OE-AUSTRIA ROOM

DMR BRANDMEISTER TG263 TG23209  &  D-STAR XRF024B

DMR-D-Star XLX787 http://46.41.1.96

Die DMR Brandmeister-Repeater verfügen über eine SIP-IP-CALL HF Anbindung.

 

 

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