Digitaler Sprechfunk

Block-Übertragungsverfahren




FCS (Block-Prüfsummen Zeichenfolge)
Digitale Daten und Sprache werden in Daten-Blöcken (Frames) übertragen.
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.
FDMA DN 6,25 kHz Voice / 6,25 kHz Data

TDMA 12,5 KHz Abstand 30 Milli-Sekunden

Beim FDMA (Frequenz-Teilungsverfahren) handelt es sich um eine Übertragung von mehreren Signalen auf mehreren Trägern.
Beim TDMA (Zeitschlitz-Verfahren) 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.
Abtastung des analogen Signals

4-Level-FSK
Beim 4-Level FSK wird die analoge Frequenz mit vier verschiedenen Signal-Ebenen abgetastet.
DatabitSymbolFrequenz-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-StarDas 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-RelaisEs 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
ErfahrungsberichtMehrere Modulationsarten auf einem Relais können zu Problemen führen (abgebrochene QSOs usw.). 
Eine Lösung ist eine entsprechende Programmierung der Relais, die diese Unterbrechungen weitgehend verhindert.
SystemfusionDie 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




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-Plus, 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. Bridge-Server können z.B. DMR-Signale in D-Star transcodieren.
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 ist auf den Servern Linux-Software installiert.

Karo Radio Verein für Telekommunikation Hamburg 02.02.2024 Wolfgang Mika DO6HM

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 erfolgt eine Übertragung der Daten auf das Funkgerät.

DMR-Timeslots (Zeitschlitze)

TS1 (Zeitschlitz 1)
Talkgroups
TG 6 Bridge D-Star
TG 7 C4FM / YCS 26262
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 232 OE Österreich
TG 9990 Echo (Private Call)

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

Weiterführender Link zu Reflektoren und Talkgroups:

https://karoradio.de/server-und-dashboards-im-digitalen-amateurfunk/

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YSF-Yaesu System Fusion C4FM
Wires-X Aktive Rooms https://www.yaesu.com/jp/en/wires-x/id/active_room.php https://db0xw.dc4fs.de/wires-x/room.php

YSF Reflektoren

https://register.ysfreflector.de/

EUROPELINK

http://europelink.pa7lim.nl

Bridge-Server

https://drive.google.com/file/d/1X6J4cjgEG0_hkGg-bmbRFxUTXyIAsA1D/view?usp=drive_link

 

 


 

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