Dualmode Repeater Analog (Echolink) Dstar DVRPTR

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1 Dualmode Repeater Analog (Echolink) Dstar DVRPTR Transmitter GM340 PTT SQL TxNf GND Zudu RxNf DVRPTR V1 Tx Rx PTT GND F1 12V 560 Ohm 5V USBSoundkarte TxNf GND RxNf GND USBRS232 RTS CTS 5V GND PTT SQL TxNf GND Zudu RxNf Receiver GM340

2 Stromlaufplan Dualmode Repeater 24V=/12V=/5V= 24V= von USV 24V= 12V= 6,3A 24V= 5V= F1 200mA TX GM340 RX GM340 DVRPTR V1 12V= zu GM340 Pin 10 Raspberry Pi USB Hub RS232/TTL

3 Alternativer abwechselnder Betrieb Analog oder Digital (nicht Zeitgleich) Analoguser (Echolink) DStaruser Tx MHz Rx MHz CTCSS 123 Hz Analog / Digital DStar ÜWeg Soundcard DVModem Audio USB Raspberry Pi Svxlink und DVRepeater und ircddbgateway Netzwerk Internet Echolink DStar

4 1 Einreichprojekt zum Innovationsbewerb 2013 des österreichischen Versuchsenderverbands Einreicher: OE5PON Ing. Andreas Pointner Funktionen: OG Leiter ADL 518, SYSOP OE5XOL und OE5XOR Mitgliednummer Mobil: Almesberg 60 A4210 Alberndorf Projektstart: Jänner 2013 Projektende: Juni 2013 Thema: Dualmode Repeater AnalogDigital (DStar) Ziel des Projekts: Ziel dieses Projektes ist die Nutzung der knappen Relaisfrequenzen für Analog und Digital gleichermaßen abwechselnd zu ermöglichen. Damit nicht analoge Repeater abgeschaltet werden müssen um neue digitale Repeater in Betrieb nehmen zu können, benötigen wir Dualmode Repeater, welche Analogbetrieb und Digitalbetrieb abwechselnd beherrschen. Wir wollen ja auch nicht unsere User dazu nötigen ihre Analogfunkgeräte zu verschrotten, und neue Digitalfunkgeräte zu kaufen zu müssen. Analoge Funkgeräte wird es sicher noch lange am Markt und in den Funkräumlichkeiten der Funkamateure geben. Sicherlich soll es auch dazu dienen den Ausbau der digitalen Betriebsarten voranzutreiben, und die User von den digitalen Vorteilen zu überzeugen. Vorteile der Digitalisierung: Schon die halbe Bandbreite gegenüber einem analogen Sprechfunkkanal ist ein gutes Argument dafür. Weltweite mobile QSO s in einer Qualität, als wäre der QSO Partner ums Eck (Rauschen gibt es nicht mehr), gehört nur zu einem Vorteil der Digitalfunktechnik. Ehrlicherweise muss man aber dazusagen, dass man dafür etwas an Sprachqualität verliert, dafür aber im Mobilbetrieb wo es eh schon sehr viele Nebengeräusche gibt, die digitale Sprache dann doch wesentlich besser verständlich ist als bei Analogbetrieb (Sprechoptimierter Codec). Dazu kommt noch im Vergleich mit Echolink, gibt es keine zusätzlichen Verluste durch A/D Wandlung an den Repeatern und Über bzw. Untersteuerung durch falsch eingestellte NFPegel, und es ist nicht notwendig NodeNummern zu kennen, da im DSTAR Netzwerk mit den Rufzeichen geroutet wird. Es ist jetzt Österreichweit bzw. sogar Weltweit möglich den Rundspruch in gleicher und hoher Qualität im DSTAR Netz zu empfangen. Weitere Applikationen im DSTAR Netz wie verschiedene Routingprotokolle, Reflektoren, DRATS, DPRS, D*Chat, Wx Net, DSTAR TV, sind jetzt schon möglich, und auf neue Ideen der Funkamateure kann man schon gespannt sein. Die Bedienung von DStar wurde auch mittlerweile stark vereinfacht.

5 2 Equipment: Bei den DStar Endgeräten und Repeatern ist ICOM leider noch der einzige Hersteller, für Seriengeräte von der Stange. Jedoch kann durch den Funkamateur auch schon alles selbst gebaut werden. Es gibt Hardwarebaugruppen und Softwarelösungen (Open Source) für den Bau von Repeater, Gateways und Funkgeräten. Dieses Projekt beschreibt nun eine erweiterte Variante eines DStar Selbstbaurepeater bzw. Gateways in Kombination mit einem Analogrepeater (inkl. Echolink), dem sogenannten Dualmode Repeater. Problemstellung: Es sollen für DStar und Analogbetrieb dieselben Funkgeräte verwendet werden. Die Funkgeräte müssen somit für digital und analog geeignet sein. Um einen Dualmode Repeater (Analog/DStar) auf einer Frequenz zu betreiben, muss man die beiden Betriebsarten voneinander entkoppeln. Der Analogfunker soll von DStar nichts merken, bzw. der DStarfunker soll vom Analogfunk nichts bemerken, ausgenommen das der Kanal belegt ist. Ein laufendes analoges bzw. digitales QSO soll nicht durch den anderen Mode gestört werden. Lösungsweg: Das Analogrelais muss auf jeden Fall zuerst auf CTCSS (Rx und Tx) Betrieb umgestellt werden. Das bedeutet der Empfänger muss anhand eindeutiger Kriterien (CTCSS, DTMF, 1750Hz Ton) erkennen das es sich um eine analoges, oder ansonst um ein digitales Signal handelt. Es reicht den Repeater durch eines der Kriterien zu öffnen, danach kann das QSO auch trägergesteuert laufen. Auch sendeseitig am Repeater ist bei Analogbetrieb ständig ein CTCSS Ton zu senden, damit der Analogempfänger beim Analoguser bei DStarbetrieb nicht ständig rauscht. Was auch den zusätzlichen Vorteil hat, dass Störungen aus den undichten Kabel TV Netzen ausgeblendet werden. Das bedeutet der Analoguser muss seinen Rx und ebenso seinen Tx auf CTCSS programmieren. Umgekehrt kann DStar mit einem Analogsignal umgehen, hier sind keine besonderen Massnahmen erforderlich. Hardwareaufbau: Das Dualmoderelais wurde komplett neu, wie folgt aufgebaut: Ich habe hierzu zwei GM340 Funkgeräte, je ein RX und TX Gerät dafür genommen. Die Funkgeräte haben einen Dateneingang und sind wunderbar für DStar und Analogbetrieb geeignet. Wichtig ist es die Geräte im 12,5 khz Mode zu betreiben, damit der schon lange im 2m Band verwendete 12,5 khz Kanalraster auch nun tatsächlich eingehalten wird. Für die analoge Relaissteuerung und Echolinkfunktion habe ich den Softwarerepeater und Echolinksoftware SVXLINK verwendet, welche auf einem stromsparenden Raspberry Pi unter Raspbian Wheezy Linux installiert wurde. Mittels einer USBSoundkarte, einem USBRS232 Adapter und einem Pegelwandler werden die Funkgeräte miteinander am Klemmbrett verschaltet (siehe beiliegenden Klemmenplan).

6 3 Für die DStar Ankopplung wurde die G4KLX Repeater und IRCDDBGateway Software am selben Raspberry Pi installiert, und mittels eines DVRPTR Modems parallel zur Soundkarte geschaltet. Ausser einem USBHub, Spannungswandler, USBStick für Logfiles und einem Internetanschluss ist keine zusätzliche Hardware erforderlich. Mit einem zusätzlichem USBRS232 Adapter lässt sich sogar noch ein TNC für ein APRS igate am Raspberry Pi anschliessen. Dank Linux, laufen auf einem Raspberry Pi alle Programme wie SVXLINK, DSTAR und APRS Software zeitgleich. Weitere Anwendungen wie die Einbindung einer APRS Wetterstation, Webserver, Internetanbindung über UMTS Stick, Rundspruchübernahme vom Livestream, sind möglich! Softwareverriegelung: Prinzipiell funktioniert der Hardwareaufbau schon so wie oben beschrieben mit den Standardsoftwarepaketen und entsprechender Konfigurationsarbeit, und kann auch ohne Internetanschluss im Lokalbetrieb, und mit Internet als Echolinknode bzw. als DStarrepeater im Netz betrieben werden. Um jedoch gegenseitige ungewollte Störungen zwischen Analog und Digital zu verhindern, speziell im Echolink bzw. Reflektorbetrieb wird bei erkennen eines analogen QSO s der DStar Repeater gemutet, bzw. umgekehrt ebenso. Je nach dem was zuerst erkannt wird, bekommt den Vorrang und der zweite Mode wird solange das QSO dauert zusätzlich einer Timeoutzeit von einigen Minuten gemutet. Danach sind wieder beide Mode aktiv, und warten wieder auf eine Belegung. Das alleinige Aussenden der Kennung oder eines kurzen Anrufes führt zu keinem Mode muting. Weitere Möglichkeiten der manuellen Steuerung mittels DTMF Befehle für muting/unmuting, DCS on/off (sollte sehr sparsam verwendet werden) wurden vorgesehen. Der Verriegelungs und manuelle Steuerungsteil war der komplexeste zu lösenende Teil dieses Projekts. Dazu musste mit Scriptsprachen und Auswertung von Informationen aus Logfiles in die bestehende Steuerungssoftware eingegriffen werden. Funktionsbeschreibung: Analog QSO: Wird der SVXLINK Repeater aktiviert, wird nach einstellbarer Zeit der DVRepeater abgeschaltet. Wenn der Analogsender eine einstellbare Zeit abgefallen ist, oder die Rauschsperre nicht mind. 30 Sekunden geöffnet war, wird der DVRepeater wieder aktiviert. DStar QSO: Wird ein DStarsignal am Repeater empfangen, wird nach einstellbarer Zeit der SVXLINKRepeater (Analog) abgeschaltet. Wenn der Empfänger eine einstellbare Zeit kein gültige DStarsignal empfangen hat, wird der SVXLINKRepeater (Analog) wieder aktiviert. Erfüllung der Ausschreibungskriterien: Neuheit und Innovation: Mir ist kein derartiges in Betrieb befindliches Konzept mit Analog und DStar bekannt. Die Innovation liegt an der Dualmodemöglichkeit, am abwechselnden Betrieb von Analog und Digital und der gegenseitigen intelligenten Verriegelung der Repeatermodis (siehe oben Punkt Softwareverriegelung), damit können neue DStar Repeater auf bestehenden Frequenzen geschaffen

7 4 werden, ohne dafür analoge Repeater abschalten zu müssen. Ich hoffe das Konzept wird von den Umsetzerbetreibern und den Usern angenommen. Sichtbarkeit: Das Projekt wurde auf Grund der geplanten Einreichung noch nicht in schriftlicher Form publiziert, was aber nach Einreichschluss in der QSP und Internet gemacht wird. Die Software wird auf jeden Fall auch an andere Interessenten weitergegeben, die damit Dualmode Repeater bauen wollen. Nachwuchsförderung: Der Aufbau und die zur Verfügungstellung moderner Kommunikationseinrichtungen mit guter Infrastruktur, erleichtert sicher das Interesse der Newcomer am Amateurfunk zu wecken. Verwendete Open Source Standardsoftwarepakete: SVXLINK von SM0SVX Repeater von G4KLX IRCDDBGateway G4KLX Erklärung: Die Softwareerweiterungen und Modifizierungen an der Open Source Software sowie das Gesamtkonzept entstammt alleine meinem Gedankengut. Das Projekt kann jederzeit vorgeführt werden, und ist fertig aufgebaut (siehe Fotos). Ein Inbetriebnahmetermin am endgültigen Standort des OE5XGL Gmunden/Grünberg steht zum Zeitpunkt der Einreichung noch nicht fest. Im folgenden Praxisbetrieb werden sich sicher noch Verbesserungen an der oben beschrieben Verriegelungslogik ergeben. Für Fragen stehe ich jederzeit gerne zur Verfügung. Ich hoffe dass mein Innovationsprojekt entspricht, und warte gespannt auf die Bewertung der Jury. 73 Ing. Andreas Pointner OE5PON Anlagen: Schaltplan Signal Schaltplan Stromversorgung Funktionsschema Fotos vom fertigen Dualmode Analog/DStar Repeater OE5PONEinreichprojekt_2013.docx Alberndorf, am