Uz galveno LRAL lapu

HamDRM un RDFT jeb kā YL2KF uztaisīja QRM digitālā SSTV

Ievada vietā.

Vispirms - nepretendēju uz ļoti smalku un profesionālu lietas izklāstu. Lai to darītu būtu jāiedziļinās līdz programmēšanas līmenim, tur pietrūkst “pelēkās vielas”. Vairāk paskatīšos uz šo relatīvi jauno īsviļņu sakaru veidu tieši no parasta lietotāja skata punkta.

Tātad, visu pēc kārtas.

Kaut kā tā nu ir sanācis, ka interese par visu kas sākas ar digital-, vienmēr ir piesaistījis manu uzmanību.

Dažus gadus atpakaļ uzdūros šādai vietiņai: http://www.svs.net/wyman/examples/hdsstv/index.html

Protams, tobrīd šī lapa izskatījās mazliet īsāka. Tātad, tur bija info par augstas kvalitātes SSTV signālu pārraidi īsviļņos. Man nav īpaša nosliece tieši uz SSTV, praktiski visa mana aktivitāte aprobežojas ar JASTA SSTV kontest, kurš notiek katra gada augustā. Toreiz mazliet papētīju kas tā D (digital) SSTV jeb HD (high definition) SSTV ir pēc būtības, idejas līmenī un tieši tāpat kā tagad – neiedziļinoties sīkumos un teorijā – pie sevis nospriedu: būtu jāpamēģina. 
Spožā ideja par High Definition SSTV pieder Barry Sanderson / KB9VAK. Tā tika plašākai publikai piedāvāta 2001. gadā Dayton Hamvention laikā. Vienā teikumā: pats autors to nosauca par metodi kā pārraidīt izmantojot vienu audiokanālu ( 460-2300 Hz, praktiski kā SSB transīverā) bināro failu precīzas kopijas.

Kas nepieciešams, lai darbotos HDSSTV? Dzelži – SSB transīvers un dators ar skaņas karti, kas nodrošina skaņas ierakstīšanu un atskaņošanu. Pie tam skaņas caurlaidības kanālam jābūt diezgan lineāram. Tas saistīts ar izmantotās modulācijas īpatnībām. Modulācija - Differential Phase Modulation of Multiple Audio Subcarriers transmitted simultaneously – diferenciāla fāzes modulēšana vairākās apakšnesošās audio frekvencēs vienlaicīgi. Audio kanāls sastāv no 8 audio apakškanāliem, savukārt katrs no tiem tiek modulēts fāzē deviņos variantos (DPSK). Tiek izmantota divu līmeņu Reed-Solomon kļūdu labošanas kods (šitais ir pazīstams kods gan mobīlo telefonu profesionāļiem, gan K1JT programmas WSJT faniem, gan datorspeciālistiem). Reed-Solomon kods, kam ir iekšējais kods, kas tiek izmantot 4 audio apakškanālus tiešai simbolu transportēšanai un 4 audio apakškanālus atkārtotu datu pārraide ar iespēju noteikt kļūdu un labot to jebkuros divos no astoņiem apakškanāliem (datoristi kaut ko līdzīgu var saskatīt, ja divi HDD strādā RAID režīmā). Un vēl ir četri ārējā līmeņa koda varianti, kas atšķiras tikai ar atkārtoto simbolu skaitu, kas tiek noraidīts no katra datu bloka. Simboli katrā blokā ir nemainīgi 306. Atkārtotie simboli (praktiski tiek pārraidīti vēlreiz iepriekšējā bloka simboli) var būt līdz 214, vairāk nekā puse no bloka. Un tā tālāk…. Man vienkārši pietrūkst “pelēkās vielas” to tik labi izprastu un lai saprotami varētu izskaidrot citam. Viens gan ir skaidrs – tā ir ļoti robusta programmiska sistēma, kas galarezultātā nodrošina 100% datu pārraidi ar ātrumu 92 baiti sekundē. Pirmās programmas versijas tika izstrādātas tikai LINUX videi, vēlāk sameistaroja versiju arī Windows 32 bit aplikācijai. Pati programma tika izlaista ar brīvas lietošanas statusu, jeb GNU vispārējā publiskā licence. Tā nu vienu brīdi “karājās” šī ideja Internetā, kāds pulciņš ar to darbojās, bet līdz plašam lietotāju lokam tas viss nenonāca. Nevarēju neko praktiski pamēģināt, jo mans dators vienkārši to “nevilka”. Var protams filozofēt par to kam šāda datu pārraide ir vajadzīga un t.t. Šobrīd autors šo pārraides veidu ir nosaucis kā Redundant Digital File Transfer jeb RDFT.

Nākamais solis, digitālais radio DRM, kas ir profesionāli veidota sistēma jeb standarts, lai varētu pārraidīt īsviļņos kvalitatīvi uztveramu signālu. Tādu, kas līdzinātos kvalitātei kā ulatrīsviļņos ar FM modulāciju. Oficiālā Dream DRM mājas lapa ir šeit: http://drm.sourceforge.net/

Starp citu, tur ir info kā pārveidot HAMradio transīverus un tos varētu izmantot Dream DRM signālu uztveršanai.
Pamatojoties uz šo minēto DRM ideju tika radīta Ham Dream jeb WinDRM, amatieru radio eksperimentiem paredzēta programma :
http://www.qslnet.de/member/hb9tlk/

Un visbeidzot, uzdāvinot sev savā dzimšanas dienā pēdējā brīdī vēl lēti nopērkamu datoru, kas ir jaudīgs diezgan lai darbinātu jebko, ko Hamradio izmanto, es varēju praktiski pamēģināt, ieinstalēt un t.t. Un nonācu pie PY4ZBZ programmas DIGTRX. http://paginas.terra.com.br/lazer/py4zbz/hdsstv/HamDRM.htm Tās versija 3.11 no 17.05.2005. uztur abus divus veidus – gan HamDRM, gan RDFT.

Šajā bildītē var redzēt noskaņošanās spektrogrammu un apmēram spriest par izmantoto frekvenču joslu, un dod iespēju atšķirt šos signālus tīri vizuāli pēc spektrogrammas.

Diemžēl nav pārāk daudz lasāmvielas, kas būtu atrodama internetā. Visplašāk ir tam pašam PY4ZBZ, bet tur ar angļu valodu vien nepietiek, daudz kas nav iztulkots. Tad otra vieta, kur ir apkopots viss par digital TV : http://www.kb1hj.com/hdstv.html un SstvPal multimode programmu. Tātad, tā ir gaumes lieta, ko lietot, bet manas simpātijas apstājās pie DIGTRX.

Kā jau minēju, manas SSTV aktivitātes aprobežojas ar JASTA, kas notiek augustā. Kaut kā sanāca tā, ka raidot CQ uz 14.235 Mhz, saklausīju kaut kādu dīvainu trokšņveidīgu signālu. Pēc brīža viens man uz ekrāna analogajā SSTV noraidīja tekstu – TNX QRM ,PSE QSY, DIGI SSTV ONLY. Nu jā, atcerējos par HamDRM un vēl DIGTRX, ielādēju programmu un pēc brīža pavisam nejauši tika uztverta lūk šāda bildīte HamDRM modulācijā:

Lielas saprašanas nebija, tikai tagad varu pateikt, ka tā ir daļēji uztverta faila daļa.

Ar lielu entuziasmu rakos cauri visām Interneta lapām un praktiski atradu tās vietas, kuras jau norādīju augstāk. Ar tām pamatā pietika lai tiktu skaidrībā ar šo digital SSTV. Nejauši biju izvēlējies pareizo sākumu un vēl tikai atlika ieinstalēt Irfanview ar visiem pluginiem http://www.irfanview.com/ jo tas ir vienīgais bildīšu skatītājs kas var atvērt nepilnīgus failus un pazīst jp2 (JPEG2000).

Pēc brīža tā lieta palika interesanta, jo izdevās uztvert daļu no kaut kāda QSO ar sekojošo bildīti, kas tika uztverta 100%.

Otra korespondenta signāls arī bija dzirdams un redzams spektorgrammā, bet bildīte neveidojās. Pārāk daudz kļūdu, cik nopratu.

Nu ko, vispārējā sajūta jocīga - saprašana par to ko un kā taisīt QSO šitajā modulācijā nu nekāda un vai vispār to dara. Sagatavoju vienu bildīti vajadzīgajam formātam, pēc manas saprašanas pietiekami kvalitatīvu, un uzmocīju tur virsū savu Call.

Pēc brīža DIGTRX programma informē, ka nāk fails no IK5GQG un vēl pēc brīža parādās bildīte. Tas ir izdevies, ir kontakts ar IK5GQG un no pārsteiguma viņš nepaspēja atrast neko labāku, kā šīs krāsu testa svītras fonā.

Grafisko failu var pārraidīt vienā gabalā vai pa daļām, segmentos, un programma to samontēs kopā. Attēls ar ciešamu kvalitāti varētu būt 320X256 liels. Vēlams katru failu veidot ap 60 s garu, var protams lielāku bet tad QSO manuprāt pārvēršas par pārāk ilgstošu pasākumu. Pārraides un dekodēšanas laiks ir diezgan ievērojams, ko var redzēt zemāk attēlotajā grafikā.

Man ir tieši Athlon 2400 un 512 Mb RAM. Problēmu ar darbošanos nav, viss notiek pietiekami ātri. Taču jābrīdina ka ar mazāk jaudīgu procesoru var nekas arī nesanākt. Kā izskatās ar mazāk jaudīga datora darbspēja, to var redzēt grafikā.

Atbildes bildīte no IK5GQG bija sekojoša. Pirmais mans QSO HamDRM modulācijā 30.08.2005. 16:40 UTC ir galā.

Pēc brīža tika DIGTRX indikators dekodēja vēl vienu signālu uz frekvences.

Un 17:10 UTC manā logā parādījās otrs HamDRM QSO, 

Mans 19 collu ekrāns šī QSO laikā izskatījās šādi:

Mazliet par noskaņošanos un pārējo praktisko pusi.

Droši vien visa aktivitāte ir sagaidāma uz 20 m, kā parasti, jo šis diapazons ir vienmēr “lietošans kārtībā”. Kut kur bija minēts par frekvenci 14.240 MHz, kā vietu kur mēģināt. Jā, un ir jālieto SSB normālā veidā, augšēja sānjosla jeb USB. Svarīgi ir nepārslogot TX audio, signālam ir jābūt ļoti lineāram ar labu IMD. Par sliktu IMD droši vien ir skaidrs, ja lieto PSK31. Pietiek ar vienu skaļu staciju, kas ir ar sliktas kvalitātes PSK31 signālu, lai nobloķētu visus PSK31 lietotājus uz 20 m. Zināma situācija, nu tad iedomājaties kas notiek ar 51 kanālu DRM signālu – tas ir vispirms nedekodējams un par pārējo grūti pat iedomāties kādas savstarpējas kombinācijas veido šis kompleksais signāls.

Sakarā ar IMD gribas pieminēt, ka transīvera jauda nav noteicošais faktors, pārstūrēts audiosignāls sākas no skaņas kartes, un ļoti kļūdaina ir vispārējā rekomendācija samazināt transīvera jaudu uz 20 W vai tamlīdzīgi ieteikumi. Varu ar visu atbildību apgalvot – lai sasniegtu labu IMD nav jāsamazina TX jauda. Ir jāiestāda pareizs audio signāla līmenis lineārajā vai mikrofona ieejā ( ko nu katrs lieto ) no skaņas kartes. Pašos PSK31 pirmsākumos tika veikti IMD mērījumi manā pusē lietojot ICOM-775DSP transīveru. Pie tā pilnas jaudas 200 W IMD bija – 30 dB, samazinot uz 50 W IMD bija – 28 dB. Signāls droši vien nepalika sliktāks, vienkārši uztveršanas pusē samazinājās attiecība signāls/troksnis un IMD mērījums izmainījās uz sliktākas kvalitātes pusi. Piebildīšu ka pretējā pusē mērošā stacija bija G3PLX, laikam komentārus šis call neprasa. Lietojot HamDRM TX jaudas indikators nekad nebūs “labajā stūrī” pie lineāra signāla. Tas droši vien būs ap 15% jo komerciālo transīveru jaudas mērītāji mēra vidējo jaudu. Par jaudas lietām un DRM sīkāk šeit: http://www.tima.com/~djones/DRM_power.htm

Pirms raida bildīti būtu vēlams nosūtīt noskaņošanās signālu. Tad tiek raidīti trīs audio toņi. Tas dod iespēju korespondentam noskaņoties. Waterfall lodziņa malā ir trīs sarkanas atzīmītes, tās jāsavieto ar trīs pilottoņu signāliem. Šos trīs pilottoņu signālus ļoti labi var redzēt uztveramā signāla spektrogrammā. Programma nodrošina automātisku pieskaņošanos jeb AFC. Tās parametri ir maināmi, var teikt ka 50 Hz ir optimāli. Noskaņties var, nav pārāk grūti. Uztveramā signāla līmenim ir jābūt diezgan augstam, vismaz 7 dB virs trokšņiem. Zemāk ir bildīte no WinDRM programmas.

Tajā redzams kā izmanto waterfall lai noraidītu informāciju, ka fails pieņemts. Ļoti interesanti programma jeb sistēma darbojas ar daļēji uztvertiem failiem. Nepareizie datu bloki tiek automātiski pieprasīti pārraidīt vēlreiz un tā līdz viss fails “atbrauc” visā pilnībā. Starp citu, var pārraidīt tikai teksta failus, to apjoms nav liels bet ātrums ir, atkarībā no iestādījumiem, pat līdz 4,326 Kb sekundē. Tas ir ļoti ātri!

Waterfall jeb ūdenskritumu var izmantot lai noraidītu piemēram CQ, vai QSL, vai SEND AGAIN un tamlīdzīgi. Var pat pārraidīt bildītes :

Joslas platums ir svarīgs, jo mūsdienu transīveri ir orientēti uz šauru SSB signālu. Jālieto maksimāli plats filtrs.

Pilna informācija par Hamradio DRM ir atrodama šeit: http://n1su.us/windrm/new/WinDRM_Docs.htm

Ar šo rakstiņu tikai mazliet gribējās pavērst skatu šādu digitālo sakaru virzienā, kā un cik praktiski ir lietot šāda veida modulāciju HAM sakariem… hmmm …. Tas ir sarežģīts jautājums – no sērijas vienam patīk kleita, citam meita. 

73!

Vilnis / YL2KF

2005. gada 29. novembrī

Uz galveno LRAL lapu