D-STAR

[PA0ETE]

Een combinatie van FM-simplex met EchoLink en APRS en meer

Wat is D-Star? (1)

D-Star is een betrekkelijk nieuwe modulatiesoort, speciaal ontwikkeld
voor radioamateurs, die volgens sommigen FM op 2 meter, 70 centimeter
en 23 centimeter zal gaan verdringen. In QST, het blad van Amerikaanse
amateurvereniging ARRL is de opkomst van D-Star al vergeleken met de
overgang in de jaren zestig en zeventig van AM naar SSB op de kortegolf.
D-Star is een digitale manier van communiceren. De modulatiesoort
combineert de eigenschappen van het werken in FM, zoals we dat gewend
zijn met de mogelijkheid om tegelijk met die spraak ook gegevens mee te
sturen.

Met D-Star is het mogelijk om zoals we gewend zijn in spraak van
portofoon naar portofoon te werken of bijvoorbeeld van een mobiel naar
een vast station via een repeater. D-Star combineert die mogelijkheden
met functies zoals we die van EchoLink kennen en met die van APRS.
Daarnaast is het versturen van tekstberichten mogelijk, en wanneer meer
datasnelheid beschikbaar is, ook het versturen van beelden van
bijvoorbeeld een webcam en de toegang via repeaters tot internet.


Geen ruis
D-Star beschikt voor dit alles over twee datasnelheden. Voor een signaal
met spraak wordt een snelheid van 4,8 kbps gebruikt, waarbij tegelijk het
versturen van spraak (3600 kbps) en data (1200 kbps) mogelijk is. Dit
signaal neemt slechts 6,25 kHz bandbreedte in beslag. Voor het versturen
van GPS-gegevens en het versturen van teksberichten is ook deze lage
snelheid voldoende. Daarnaast heeft D-Star de beschikking over een
snelheid van 128 kbps, vooral bedoeld voor gebruik op 23 cm. 4,8 kbps
voor spraak is half zo snel als bij een GSM-telefoon gebruikt word, maar
niettemin is de geluidskwaliteit heel goed. Uiteraard gedraagt de
verbinding zich, zoals het een digitale verbinding betaamt: het signaal valt
als het heel zwak wordt plotseling weg, gaat misschien even nog wat
hakkelen, maar er komt geen ruis of storing bij zoals we bij analoog
gewend zijn.



De Icom IC-E91, die samen met de optie UT-121 gebruik kan maken
van de DV-modus (4,8 kbps) van D-Star
(De afbeelding is aanklikbaar)

Het verschil tussen D-Star en 'gewone' analoge spraakcommunicatie wordt
pas echt goed duidelijk wanneer je via een repeater werkt. Omdat de
communicatie via D-Star callsign-georiënteerd is, kun je als de repeater
deel uitmaakt van een groter D-Star-netwerk, net zo makkelijk met
iemand op een andere repeater werken als met iemand op de eigen lokale
repeater. De basis van alle communicatie is dus de roepnaam van de
zendamateur in kwestie, die in iedere uitzending verwerkt is.


Wat kun je ermee?
Zoals gezegd kun je met D-Star precies wat je nu ook met FM kunt.
Gewoon met twee porto's of mobiele of vaste sets van amateur naar
amateur een verbinding maken. Voordeel van D-Star is in dat geval de
enorm kleine kanaalbreedte van 6,25 kHz, en het meegezonden
datasignaal, waar je uiteraard verder geen gebruik van hoeft te maken.
Hoewel ik daar geen wetenschappelijke bevestiging van heb kunnen
vinden kom je met D-Star volgens verschillende bronnen daadwerkelijk
verder. Dat lijkt ook logisch, door de kleinere bandbreedte ontvang je
minder ruis en het audio moet om in zo'n bandje te passen heel effectief
zijn gecomprimeerd.

Met D-Star heb je, afhankelijk van wetgeving in het betreffende land ook
toegang tot internet, wat natuurlijk handig is: via een portofoon even je
mail checken bijvoorbeeld, waarbij het bij de hoge snelheid van 128 kbps
uiteraard ook mogelijk is om multimedia-bestanden zoals als filmpjes met
je mail mee te sturen. De mogelijkheden zijn oneindig. D-Star is
daarnaast als protocol opgebouwd met op TCP/IP gebaseerde technieken,
dus het is makkelijk om samen met andere op TCP/IP (internet)
gebaseerde toepassingen te gebruiken. Ook het versturen van data
rechtstreeks van zendontvanger naar een andere zendontvanger zonder
repeater ertussen is mogelijk. Op banden met voldoende ruimte (bijv. 23
cm) gaat dat ook met 128 kbps.



De Icom ID-1 is nog niet in Europa te koop. Behalve een D-Star
transceiver voor 23 cm is het op dit moment de enige single-band
zendontvanger voor FM op 23 cm die nog in productie is. (De foto is
aanklikbaar)


Noodverkeer

Behalve de al genoemde tekstberichten en de functionaliteit zoals bij APRS
met GPS zijn er allerlei geavanceerde selectieve squelch-systemen
mogelijk. Zoals bijvoorbeeld een squelch op basis van een lijst met
roepnamen, waarbij ook clubcall's ondersteund worden met onderscheid
tussen de verschillende operators die van zo'n call gebruik zullen maken.
Ondanks de aanwezigheid van zo'n 'toonslot' is er daarnaast altijd een
noodoproep mogelijk die elke squelch meteen open zet.

Natuurlijk is het mogelijk om met D-Star een 'gewone' op zichzelf staande
repeater te maken die alleen maar de spraakverbindingen uit de directe
omgeving doorgeeft. Het is daarnaast mogelijk om repeaters op te nemen
in een net van repeaters, die ofwel via microgolven of via internet (VoIP)
of beide aan elkaar verbonden zijn tot een netwerk. In principe kan dit
een wereldwijd netwerk zijn. Vanwege dit soort mogelijkheden lijkt D-Star
de ideale modulatiesoort voor noodverkeer bij calamiteiten. Voor zover
een netwerk ook zonder de traditionele ondergrondse verbindingen om
blijft werken (d.w.z. via de ether), zal zo'n net ook bij calamiteiten blijven
werken. Hierdoor kunnen hulpverleners bij een noodsituatie grote
hoeveelheden data versturen en bijvoorbeeld ook documenten e-mailen,
wat bij de inzet van hulpmiddelen onder dat soort omstandigheden erg
belangrijk is.

In het volgende deel van deze artikelen over D-Star wordt ingegaan op
apparatuur die er nu al voor D-Star wordt gemaakt, en verder op de
techniek die aan D-Star ten grondslag ligt. In tegenstelling tot wat vaak
gedacht wordt, is zelfbouw van D-Star-apparatuur, zoals in de praktijk al
gebleken is, heel goed mogelijk. Ook hierover meer in het vervolg van dit
artikel.

©2007, www.vragenrubriek.nl

In Duitsland zijn al verschillende repeaters voor D-Star in de lucht (klik
op de tabellen voor een vergroting).


Repeaters voor D-Star in Duitsland


Gebruikte repeatershift bij D-Star-repeaters in Duitsland

[Yannick PE2YSB]

beetje vaag artikel hoor, nooit geweten dat een modulatie soort een vaste bandbreedte heeft

Mij hebben ze altijd geleerd dat de bandbreedte van je RF signaal afhangt van de bandbreedte van je LF en de soort modulatie.
Het verhaal over d-star lijkt dan eerder een nieuw protocol dan een nieuwe modulatie soort.
Net als GSM geen modulatie is, maar een protocol.....


EDIT:
Heb het even opgezocht. D-STAR maakt gebruik van GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying), dat is dus de modulatie. D-STAR is meer een codec waarmee je data en spraak omzet in GMSK van een bepaalde vaste bandbreedte.

Ik sprak er even over met een TUE professor, hij denkt dat het zelfs mogelijk moet zijn met een standaard FM zender GMSK te maken, mits er geen laag frequent filters voor zitten, en je in staat bent je laagfrequent signaal een dusdanige vorm te geven dat het in een FM modulator voor GMSK zorgt.
Wiskundig gezien is het mogelijk want:



als je x(t) van de goede vorm weet te maken zou het moeten werken.
Hoe je x(t) van de goede vorm maakt is weer een ander verhaal

[pe1hzg]

Het idee achter D-star is erg interessant: een ISDN-stekker in je auto/porto, geschikt voor voice, data, en daarmee een hoop nieuwe toepassingen.

Toch heb ik mijn twijfels. Afgelopen zaterdag, op de DvdI, stond een demonstrateur van AMCOM bij JBE op de stand om D-STAR te laten zien; ik heb hem enkele vragen gesteld maar ben niet gerustgesteld.

• D-STAR is een "open" specificatie. Het specificatie-document, o.a. te downloaden bij ARRL en bij de JARL, is 13 pagina's lang. Het document is, mijns inziens, incompleet om zelf een D-STAR apparaat te bouwen wat samenwerkt met de spullen van ICOM/Kenwood. Als we de huidige D-STAR standaard omarmen beperken we ons daarmee tot het in het rek schroeven van 19" pizza-dozen. Een ander bedrijf heeft het om soortgelijke redenen aardig aan de stok met Brussel. Ik denk dat D-STAR potentie heeft, maar alleen als we als amateurs de volledige technische details kennen.
• Een component van D-STAR is de AMBE voice-encoder. Dit is een key component, deze zorgt ervoor dat je met lage bandbreedte goede spraak-kwaliteit krijgt. AMBE is echter "closed", kost je $150K voor een licentie en heeft allerlei andere juridische narigheid. Er is niet voorzien in de mogelijkheid naderhand een andere encoder in te passen: als je met D-STAR aan de gang gaat ben je verplicht met AMBE aan de gang te gaan.
• De infrastructuur van D-STAR is gebaseerd op ATM. We weten inmiddels, dat ATM bijzonder slecht werkt bij congestie en dat het netwerk dan compleet instort. Ik zou ATM dan ook een ongelukkige keuze noemen, en niet iets waar we ons de komende jaren exclusief aan zouden moeten verbinden.
• Digitale audio heeft ook het videotape-probleem: behalve D-STAR bestaat bijvoorbeeld ook P-25, in gebruik bij Alinco en bij allerlei PMR diensten (dump-radios!)

Ik waardeer de JARL in dat ze een innovatieve stap hebben willen zetten, maar bovenstaande zaken zijn dingen die mijns inziens wel opgelost moeten worden voordat we 't omarmen.
Ik zou graag zien dat hier wat aan gebeurt.

Geert Jan

[pe1hzg]

Ik sprak er even over met een TUE professor, hij denkt dat het zelfs mogelijk moet zijn met een standaard FM zender GMSK te maken, mits er geen laag frequent filters voor zitten, en je in staat bent je laagfrequent signaal een dusdanige vorm te geven dat het in een FM modulator voor GMSK zorgt.

Dat kan inderdaad; er zijn mensen die experimenteren met de D-STAR modules en de "packet-ingang" op hun transceiver

D-STAR is een suite van protocollen. Zie http://www.arrl.org/FandES/field/regula ... D-STAR.pdf
Lees dit eens door, en laat eens weten wat je ervan denkt? ben ik de enige die dingen mist?

Geert Jan

[Yannick PE2YSB]

dat stukje is inderdaad niet heel erg compleet.
Het geeft wel mooi aan hoe de pakketjes opgebouwd zijn, maar over de codec wordt niet echt gesproken.
Het ziet er nu gewoon uit als een digitaal protocol. Jammer dat ze dus verplichten om die codec te gebruiken.

[PA0ETE]

Probleem bij de hele discussie is het enorme succes van de standaard in
de VS, Japan en Canada. Daardoor is het ondertussen een beetje de-facto
standaard geworden en heeft het ook een eerdere poging om tot digitale
voice-communicatie bij zendamateurs (APCO P25) ondertussen vrijwel
overal verdrongen.

Het artikel is vooral geschreven om mensen die zoals de meeste
zendamateurs geen technisch-wetenschappelijke achtergrond hebben te
laten zien wat het is en wat je ermee kan. Aan de ene kant kun je dan
heel precies de formeel juiste termen gebruiken, maar dat leidt dan vaak
toch weer tot verwarring. Om die reden heb ik voor dit deel 1 vooral een
populair-wetenschappelijke benadering gekozen. De reden dat ik het
artikel geschreven heb is dat ik vind dat het een belangrijke ontwikkeling
is, die hier onvoldoende bekend is.

Alle opmerkingen zijn heel welkom, zoals over het feit dat de voice codec
proprietary is (dat had ik me niet gerealiseerd). Dat soort dingen zal ik
proberen om allemaal mee te nemen in deel 2, dat o.a. over het tot stand
komen van de norm zal gaan, over apparatuur die er nu al voor is en
over de techniek.

Ik ben onafhankelijk journalist van beroep, en ik schrijf dit artikel zonder
dat ik daar enige beloning voor krijg (behalve een paar stuivers voor de
Google-Ads op mijn site). Ik kan dus zonder terughoudendheid
schrijven over de voor- en nadelen van dit soort dingen.

Misschien dat jullie ze al kennen, maar hier wat linkjes van mensen die
met zelfbouw bezig zijn:

http://www.moetronix.com/dstar/
http://www.moetronix.com/dvdongle/
http://d-star.dyndns.org/rig.html.en

[PA0ETE]

FF gekeken bij AMBE, maar het is inderdaad onbegrijpelijk dat ze het
gebruiken, hoewel Inmarsat en Iridium het ook toepassen. Ik heb nog nooit
het geluid van D-Star gehoord, maar wel van Inmarsat. Dat vind ik niet
bepaald prettig voor meer dan alleen hoognoodzakelijke communicatie. Bij
een QSO verwacht ik wel meer kwaliteit eigenlijk. Tenminste als het geen DX
betreft.

[DELETED]

DELETED

[Yannick PE2YSB]

de Wc is de draaggolf frequentie in radialen/s
die integraal bepaalt de afwijking van de fase wat voor je FM modulatie zorgt.

Je LF (x(t)) is periodiek, dus de integraal = 0+ het het oppervlak onder het laatste stukje niet volledige fase tot t.

Wanneer het niet periodiek zou zijn maar bijvoorbeeld een ramp die toeneemd naar oneindig, zal ook je frequentie toenemen.....

[DELETED]

DELETED

[Yannick PE2YSB]

ik zie het, t vergeten, foutje zal het plaatje eens aanpassen.

[pa3dsc]

Is dit niet een leuk project voor ESRAC?

[Yannick PE2YSB]

wellicht, leuker zou zijn een alternatief bedenken dat de zelfde mogelijkheden heeft maar niet de verplichte codec.

[PE1PUP]

Hallo allemaal,

Een component van D-STAR is de AMBE voice-encoder. Dit is een key component, deze zorgt ervoor dat je met lage bandbreedte goede spraak-kwaliteit krijgt. AMBE is echter "closed", kost je $150K voor een licentie en heeft allerlei andere juridische narigheid. Er is niet voorzien in de mogelijkheid naderhand een andere encoder in te passen: als je met D-STAR aan de gang gaat ben je verplicht met AMBE aan de gang te gaan.

Tja, da's toch wel een flinke "show-stopper". Is er inmiddels al iets nieuws bekend rond mogelijke "public domain" oplossingen van deze Codec? (Geheel legaal uiteraard... ) Over het algemeen werken "propriety" oplossingen nogal als een rode lap op de "community", dus ik kan we zo voorstellen dat er wellicht al ergens op een zolderkamer aan een "work-around" gewerkt wordt?

Groetjes, Johan.

[PA0ETE]

Het zou best eens kunnen dat dat ook gewoon mag. Bescherming met
patent dient er alleen maar voor om iemand's commerciële belangen te
beschermen. Zodra bijvoorbeeld auteursrecht niet meer aan dat doel
voldoet komt het gewoon te vervallen. Net als bij patenten. Bij een
eventueel proefproces zou een fanatieke zelfbouwer kunnen betogen
dat hij nog nooit iets gekocht heeft,en dat als je iets voor de amateurmarkt
in de handel brengt dan je dan moet weten dat zoiets nagebouwd gaat
worden. Dat is de essentie van deze hobby.

Wel even zoeken naar die fanatieke zelfbouwer natuurlijk