Spécifications Techniques Générales
Un article de Wiki-Dstar-France.
Source : ICOM France / Document à destination de l'ARCEP (Juin 2008)
Sommaire |
VOIX ET DONNEES
Le système D-STAR peut véhiculer de la voix et des données, mais il y a deux modes bien différents :
Le mode DV : (Digital Voice) qui permet de transporter de la voix numérisée et des données « bas débit » en bande étroite. l’originalité est que ces transmissions peuvent s’effectuer de manière concomitante. La voix occupe 2400 bits/s + 1200 bits de correction d’erreur soit un total de 3600 bits/s ce qui laisse 1200 bits/s dont 900 bits/s sont libres pour la donnée simultanée « bas débit ». La première utilisation de cette donnée bas débit qui vient à l’esprit pourrait être la transmission des positions GPS, et elle est d’ailleurs disponible d’origine sur certains équipements, mais on pourrait imaginer – surtout au niveau d’un relais – de diffuser également par ce biais, la météo locale, le dernier bulletin du REF, etc. D’ailleurs tout ceci commence à se normaliser sous le sigle « DPRS ». La voix est numérisée et compressée par un codec AMBE de la société DVSI. (ce codec ou ses variantes sont déjà bien connues du milieu des télécoms professionnelles : Inmarsat mini-m, Apco P25, DMR, dPMR ). Les transmissions DV peuvent se faire en direct ou via des relais DV.
Le mode DD : (Digital Data) qui permet de transporter des données à 128Kbits. Ce mode est comparable à un WIFI radio-amateur en ce sens qu’il est interfaçable à un réseau informatique Ethernet. Ce mode est large bande et fonctionne sur des fréquences différentes du mode DV. A travers ce mode, il est donc possible d’imaginer des radio-amateurs échangeant par ce biais des e-mails, des images, de la vidéo numérisée et compressée, et pouvant se connecter à des serveurs html permettant d’offrir un contenu « OM » pour des « OM » (rien à voir avec internet) etc. Bien entendu ce mode ne s’ Les transmissions DD peuvent se faire en direct ou par « perroquetage » via un relais DD, dans ce dernier cas, le débit effectif est bien évidemment diminué de moitié. Certains équipements mobiles possèdent la double fonction DV + DD, bien que la plupart ne possèdent que le mode DV. Nul doute que des modules uniquement DD verront le jour.
LES MODULATIONS (niveau physique)
Le mode DV utilise une modulation GMSK avec un bt de 0.5 et un débit de 4800 bauds. Son appellation est 6K00F7W (ce qui signifie 6.00 Khz de largeur, Modulation de fréquence, Plusieurs canaux, Combinaisons de plusieurs types d’informations). Ce mode pourrait parfaitement s’accommoder d’une canalisation à 10KHz.
Le mode DD utilise une modulation GMSK avec un bt de 0.5 et un débit de 128 Kbauds. Son appellation est 150KF1D (ce qui signifie 150 Khz de largeur, Modulation de fréquence numérique).
LE CODAGE (niveau liaison)
- Mode DV :
On peut voir que chaque paquet contient l’indicatif de la station appelante, de la station appelée – si spécifié, sinon le champ contient CQCQCQ – et l’indicatif du répéteur local et du répéteur distant. Grâce à ce système, il est possible de savoir qui transmet même si l’opérateur oublie d’annoncer son indicatif.
Les « Voice Frames » contiennent 72 bits (9 octets) de données vocales encodées issues du codec AMBE, chaque trame correspond à 20ms de voix. Les « Data Frames » contiennent 24 bits (3 octets) de données.
- Mode DD :
On voit ici l’unique trame de données qui est la trame Ethernet à transmettre, Elle-même encapsulée dans une trame MAC elle-même encapsulée dans la trame D-STAR qui est structurée de la même manière qu’une trame DV décrite plus haut.
L’INTERCONNEXION (niveau réseau)
Il est possible d’inter-connecter des sites relais D-STAR par des liaisons 10GHz à 10Mbits/s, ceci permettrait d’aboutir à terme à un réseau maillé indépendant et autonome de toute infrastructure filaire dont l’intérêt est évident.
Le protocole d’interconnexion en 10GHz est l’ATM.
Débits binaires et occupation du spectre
Digital Voice (DV) 144 & 430 MHz:
4800 Bit/s débit binaire temps réel encodé avec:
- 2400 Bit/s voix (Vocodeur AMBE)
- 1200 Bit/s Forward Error Correction (FEC) pour la voix
- 1200 Bit/s données (messages texte, GPS, télémétrie, etc.)
- 6.25 kHz. Bande passante en GMSK
Digital Data (DD) 1,2 GHz:
- 128 kbps de débit binaire
- 150 kHz de bande passante occupée
- Extensions possibles pour d’autres débits et bande passante
Backbone (ATM) 10,5 GHz:
- 10 Mbit/s de débit ATM
- 10.5 MHz de bande passante
- Liaison Point à Point (FH) de 20 km max avec une parabole offset de 80 cm de diamètre et une puissance HF de 1W.
Performances
Un test a été effectué par KC5ZRQ avec une transmission volontairement faible en FM pour démontrer l'efficacité du Vocodeur AMBE et du contrôle d'erreur intégré aux trames DV en temps réel.
Le fichier MP3 est ici : Media:Weak Signal D-STAR versus FM.mp3
Bibliographie
Pour plus de détails, voir Les Spécifications Techniques D-Star.
Concernant les modes de modulations reconnus de l'ITU (applicables en France en expérimentation aussi), voir ce document.
AMBE
Advanced Multi-Band Excitation (AMBE) est un standard de codage de la voix extrêmement efficace, sous licence DVSI (Digital Voice Systems). Il fût développé par le MIT et amélioré par DSVI pour créer IMBE, puis AMBE. Il numérise et code la voix depuis et vers le format numérique utilisé par D-STAR à un débit de 2400 Bit/s avec une correction d’erreur FEC à 1200 Bit/s.
