Digitales Analogrelais mit SVXLink und vielen neuen Eigenschaften

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1 Digitales Analogrelais mit SVXLink und vielen neuen Eigenschaften Prof. Dr.-Ing. Michael Hartje DK5HH Genehmigungsinhaber von DB0HFT SVXLink initiiert und entworfen von sm0svx, Tobias Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /1 Neue Anforderungen an FM-Relais? Das läuft doch so schön und so schön lange schon!!! Aber: Genehmigung befristet Neue technische Anforderungen HF-Technisch Steuerungstechnisch Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /2

2 Situationsbeschreibung Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /3 Situation im VHF-Sprechfunk Neue digitale Technologien (DSTAR, Motobro, APCO25) Relais werden zahlenmäßig mehr, Pico-Zellen entstehen alte werden teilweise nicht weiter gepflegt Umrüstung oder Genehmigungsentzug HF Eigenschaften (12,5 khz) Ziel der BNetzA: Reichweite < 40 km Steuerung mit CTCSS Was geschieht mit denen, die nicht jeden Hype mitmachen? Es ist ein Hobby!! Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /4

3 Echolink Amateurfunk-ANWENDUNG ANWENDUNG Technisch: Voice Over IP (ca 17 kbit/s GSM-Codec) Computer / Handy Netz Funk / Computer Teilweise höherwertige digitale Sprachübertragung (svxlink zu svxlink) Anwendung Immer: bei Einschränkungen Gespräch Reichweitenerhöhung des Relais Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /5 Neue Anforderungen für Relaisbetrieb (1) CTCSS für alle Relais ab 2014 (1.Stufe) Schmale Kanäle Abstand: 12,5 6,25 khz Aufteilung des Sprachkanals in Neigungsgruppen (DCS) (2. Stufe) Parametrierbare Steuerungen (ggf. Fernzugriff) Teilweise: Verbindung der einzelnen Relais zu Regionalrelais / Auflösung der Picozellen (Analogie: Reflektoren) Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /6

4 Neue Anforderungen für Relaisbetrieb (2) Steuerungen mit kleinem Eigenbedarf Notstromfähigkeit Auswertung von DTMF-Tönen und daran angeschlossene weitere Funktionen Unterdrücken der Töne (Ggf. abgesenkte) Informationsansagen Aufrauschen des HW-Squelch unterdrücken Squelch einstellbar RSSI-Informationen (ggf. Richtungsanzeige) Parametrierung klonen Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /7 Anforderungen für Administration Einfache Fernbdienung und Überwachung Auswertung von Logbüchern Steuerung der Betriebweisen Steuerung von Parametern und Präsentationsebene Vollständige Veränderung der Modulationseinstellungen Kompander (zeitabhängig) Störereigenschaften ermitteln / speichern Relais ändern; stiller Eingriff (Eigenschaften ändern) Ansagen ändern (Zeit- und Ereignisgesteuert) Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /8

5 CTCSS innovativ Wenn, dann am besten mit der Aussendung von (HF-)Sprache verknüpfen Also: Keine dauerhafter CTCSS-Aussendung Vorteil: Lokales HFG als Picozellen-Relais (70-2) Neigungsgruppenbezogene Aussendungen Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /9 Eigenschaften eines modernen Analog -Relais Relais oder als einfacher Simplex-Link (eigenständig oder vernetzt) steuerbar per DTMF, DTMF Anti-Flatter-Modus, Roger-Piep parametrierbar, auch Quellenbezogen, Sound-Dateien für Ansagen und Informationen Periodische Identifizierung frei programmierbar (Uhrzeit-Ansagen) Multi-Tone-Encoder nach ZVEI-xx, CCITT, (insges. 17 vordefiniert), Multi-Tone-Decoder als Macro nutzbar APRS-Status- und Baken-Funktionen RemoteTRX und Voter, Vernetzung mit anderen Relais Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /10

6 Eigenschaften (technisch) Hardware für Steuerung mit geringem Energieverbrauch Mehrere Relais mit einem Steuergerät Zeitabhängiges Verhalten der Relaiseinstellungen Stereo-Kanäle auch als einzelne Mono-Kanäle TCL-basiert, erweiterbar mit kleinsten Ergänzungen HW und SW-Squelchfunktionen mit Verzögerung Kurzwahlfunktionen Tonunterdrückung (für alle Töne einstellbar) CTCSS (auch Themenbezogen, TX, RX getrennt) Internetstreaming und Echolink Stündliche und spontane Ansagen: Wetter, Verkehr Qualitätssteigernde digitale Signalverarbeitung (z.b.kompander, Entrauschen) DG7BST Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /11 Prinzip der parametrierbaren Relaissteuerung Antenne RX Weiche TX RX-Interface TX-Interface LINUX Steuerrechner Steuersoftware Netzwerk Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /12

7 Q:DL1HRC, Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /13 Steuerungsmöglichkeiten im Detail Aktivierungsmöglichkeiten: 1750Hz-Ton, CTCSS, DTMF oder per Rauschsperre Periodischer idle-tone wenn das Relais aufgetastet ist aber kein Signal empfangen wird Ansagen werden mit der normalen Sprachübertragung gemischt Lautstärke der Ansagen bei Sprachübertragungen vermindert Verknüpfung (zeitweise) mehrerer Relais Höhenanhebung/-absenkung auf dem Übertragungsweg einfaches Hilfemodul in englischer /deutscher Sprache Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /14

8 Steuerung von FM-Analog- Relais Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /15 Möglichkeiten zur Steuerung von Relais Einfache HW-Steuerungen (Logikbausteine) Einfache HW/SW-Steuerungen (WX STEU) Kommerzielle Steuerungen Parametrierbare Steuerungen (mit Rechner) Gleichzeitige Steuerung von mehreren Relais (auch DSTAR) Streaming (nice to have) Auswertung von Logbüchern Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /16

9 Einheiten der parametrieren Steuerung TX, RX wie gehabt; empfindlich und trennscharf Interfaceeinheit (galvanisch getrenntes Audio) Steuerrechner (12 Volt, kleine Leistung) Steuerprogramm zb svxlink, asterix_rpt, Ggf. Netzwerkanschluß (nicht notwendig) Packet Radio 1200 / 9600 bps HamNet GSM-USB-Stick (mit Mobile-Flat-Datenrate: 4,95 /m) Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /17 Mögliche Steuereinheiten Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /18

10 RaspberryPi -- Strukturschaltbild SoC: Broadcom BCM MHz ARM MiB In/Out GPIO pins, SPI, I²C, UART 86 x 54 mm = Kreditkartengröße!!! 5 V via Micro USB 700mA, (3.5 Watt) Kosten: ~ 35 Q: RaspberryPi-Herstellerbild Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /19 RaspberryPi - Ansicht Q: RaspberryPi-Herstellerbild Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /20

11 Beispiel: Thin-Client Futro A220 6 Watt 12V / 0,5A AMD LX800 RAM: 128 MB- 512 CF: für SW USB-Speicher Platte Stick Floppy / CD 500 MHz Q:Siemens: Herstellerbilder Kompl. Soundkarte Grafik Netzwerk USB 2 Serielle Schnittstelle Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /21 Interface-Einheiten Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /22

12 Prinzip der Interfaceeinheit Zum Rechner Serielle Schnittstelle Sound Potenzialtrenner TX, PTT RX, HW-Squelch TX, Mik od. Modulator RX, Diskriminator DTMF- Decoder Interface Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /23 Beispiel einer Interface-Platine Sound PTT Squelch Serielle Schnittstelle Potentialtrennung HW-DTMF- Erkennung Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /24

13 Beispiel: USB Radio Interface Lieferant DMK-Engineering, Preis: 70$ 7 Steuerleitungen Stereo-Sound für 2 Relais Unterstützung Asterix PBX Relaissteuerung + Telefon - Internet CTCSS Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /25 Beispiel: Schaltschema einfache Steuerung (RPC2) Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /26

14 Ergebnis der parametrierbaren Steuerung Einfacher Steuerrechner ca 20 Interface ca 30 Kabel, Steckernetzteile ca 20 Führt zu folgendem System: CTCSS fähiges Relais (ab 2014 Pflicht) Modernes parametrierbares Relaiskonzept Tonunterdrückung Softwaresteuerung Digitale Signalverarbeitung und Auswertung Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /27 Beispiel Verkehrsinformationen Autor: Adi, DL1HRC Ergänzt und angepasst von: Jan, o.rfz. und Michael, DK5HH, Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /28

15 Grundlagen Lokale Verkehrsinformationen Spontanes Verlesen der Informationen Dauermeldungen abrufen Zeitliche Steuerung am Tag Keine Möglichkeit vorformulierter Texte Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /29 CRON 1 min Softwarestruktur Shell-Skript PHP-Skript mit JSON Webseite z.b.www.vmz-bremen.de Textaufbereitung Mary (Java) TTS Wav-Datei holen Kompander (sox) Ausgabesteuerung und Verwaltung der Meldungen (SVXLink) Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /30

16 Ausblick Erprobung kleiner Rechner Verfeinern der Verkehrsinformationen an System wird verlesen mit TTS Begrüßung der Echolinker Amtliche Unwetterwarnungen Digitale Signalverbesserung Logbuchauswertungen Steuerung über Webseiten Kopplung / Streaming mit niedrigen Bitraten Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /31 Quellen svxlink.de mary.dfki.de svxlink.sourceforge.net Dateien unter Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /32

17 Zusammenfassung Immer mehr FM-Relais vereinzeln uns Neue Anforderungen erfordern neue Technik CTCSS senden nur bei Sprache Steuerungen mit Routerrechner: SVXLink, sehr weit parametrierbar Sprechendes Relais wird gut angenommen Erweiterungen einfach möglich (Skripte) Hamradio-2012/DK5HH,24.Jun.2012 /33

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