Rückmeldungen zu „ATV in Großbritannien“ im vorigen Newsletter
BATC-Leiter Dave, G8GKQ, Salisbury, England:
Ich hatte mich gefreut, dass der technische Leitfaden des RSGB zu ATV in der letzten Ausgabe des „REPEATER“ zitiert wurde. Obwohl die Ratschläge im Großen und Ganzen korrekt sind, handelt es sich um eine vereinfachte Sichtweise für ATV-Neulinge. Er ist auch ein paar Jahre veraltet – ich hatte eine aktualisierte Version für den Druck geschrieben, aber sie war nicht auf die RSGB-Website gelangt. In letzter Zeit gab es 2 Entwicklungen, die einen raschen technischen Fortschritt ermöglicht haben. Die erste ist die Verfügbarkeit des QO-100-Breitbandtransponders auf dem geostationären TV-Satelliten „Es’hail-2“ (26 Grad Ost); die zweite ist der Einsatz von Einplatinencomputern und softwaredefinierten Funkgeräten.
Der QO-100-Breitbandtransponder hat eine Breite von 9 MHz, wobei 2 MHz ständig von der DVB-S2-DATV-Bake „A71A“ belegt sind. Damit bleiben 7 MHz für die allgemeine Nutzung übrig. Das Link-Budget ist sehr knapp bemessen, und es ist selbst für den ambitioniertesten Amateur schwierig, in mehr als 2 MHz dieser Bandbreite einen vernünftigen Signal-Rauschabstand (SNR) zu erreichen. Bei Verwendung einer 1,2-Meter-Schüssel (nach europäischen Maßstäben, wo das C-Band-Satellitenfernsehen im Inland nie verwendet wurde) mit 50 W Uplink-Leistung bei 2,4 GHz beträgt der SNR in einem 1-MHz-Band nur etwa 5 dB. Außerdem besteht bei so vielen potenziellen Nutzern der Druck, die Bandbreite zu verringern, um mehr gleichzeitige Nutzer zu ermöglichen.
Die am häufigsten verwendete Modulationsart auf dem QO-100-Breitbandtransponder ist 333 kS FEC 2/3 DVB-S2, die etwa 500 kHz belegt. Dies ermöglicht eine Videobitrate von etwa 440 kbits/s. Die Videokompression zum Erreichen dieser niedrigen Bitrate wurde in den letzten drei Jahren durch öffentliche, gemeinschaftliche Experimente auf QO-100 verbessert. Bei den ersten Versuchen wurden Raspberry Pi 4-basierte Hardware-Encoder oder PC-basierte Software-Encoder eingesetzt, um digitales Video im H264(MPEG-4)-Standard aus Composite-Video in Standardauflösung (PAL, 576i25) zu erzeugen. In jüngerer Zeit wurden die Möglichkeiten von PC-Grafikkarten für die Videokodierung genutzt, um H265-kodiertes Video aus 720p30/50 High-Definition-Videoquellen zu generieren. Mit weiterer Optimierung können 1080p30/50-Bilder mit sehr guten Ergebnissen in diesen 440-kbit/s-Bitstrom kodiert werden.
Verwendung von Einplatinencomputern
Für den portablen oder Repeater-Betrieb ist die Verwendung von PCs (oder sogar Laptops) nicht ideal. Die Alternative ist die Nutzung des Raspberry Pi 4, ein sehr leistungsfähiger Einplatinencomputer mit einem eingebauten H264-Hardware-Video-Encoder. Der BATC hat die Entwicklung des Portsdown-Softwarepakets für den Raspberry Pi 4 unterstützt, das mit einem „LimeSDR“ oder einem „Adalm-Pluto„-Software Defined Radio arbeitet, um DATV zu erzeugen. Es funktioniert auch mit einem über USB angeschlossenen Tuner für den Empfang und die Anzeige von DATV. Zwei Konfigurationen werden unterstützt – die erste verwendet einen Touchscreen für die Steuerung im Shack oder in tragbaren Umgebungen; die zweite läuft ohne Monitor für den unbeaufsichtigten Betrieb an Repeater-Standorten.
Der Einplatinencomputer „Jetson Nano“ von NVIDIA kann auch für die Videokodierung verwendet werden und ist problemlos in der Lage, 1080p30/50-H265 mit etwa 1,2 Mbit/s zu kodieren. Eine darauf basierende Repeater-Sender-Lösung befindet sich hier in der Entwicklung. Der Raspberry Pi 4 kann problemlos ein softwaredefiniertes Funkgerät ansteuern, um mit reduzierter Bandbreite DVB-S, DVB-S2 oder DVB-T zu erzeugen. Mit der Portsdown-Software lassen sich DVB-S/S2-Symbolraten von 66 kS/s bis 1 MS/s unterstützen, und DVB-T-Bandbreiten von 150 kHz bis 1,7 MHz können erzeugt werden. Beim Empfang mit einem über USB angeschlossenen „MiniTiouner“ kann der Raspberry Pi 4 mit Touchscreen und Portsdown-Software DVB-S/S2 mit Symbolraten von 66 kS/s bis 2 MS/s empfangen. Mit einem „Knucker“-DVB-T-Tuner können Bandbreiten von 150 kHz bis 8 MHz empfangen werden.
Der „Ryde“-Empfänger verwendet einen Raspberry Pi 4 und einen Tuner als „Set-Top-Box“-ähnlicher Digital-ATV-Empfänger für DVB-S/S2 oder DVB-T. Er eignet sich für den Einsatz in einer Funkbude mit einer IR-Fernbedienung oder für den Einsatz am Repeater, wo er so eingestellt werden kann, dass er verschiedene Frequenzen oder Symbolraten/Bandbreiten abtastet, bis er ein gültiges Signal empfängt. Der Ausgang ist normalerweise HDMI 1080p30/50, aber er kann auch für Standard-Composit-PAL oder -NTSC konfiguriert werden.
DVB-S2 gegenüber DVB-T
In Großbritannien stehen wir unter erheblichem Bandbreitendruck, sowohl terrestrisch als auch auf QO-100. Dieser Druck hat zur Optimierung der RB-TV-Modi (Reduzierte-Bandbreite-TV) mit weniger als 1 MS/s DVB-S/S2 oder weniger als 1,7 MHz breitem DVB-T geführt. Wir haben DVB-S2 gegen DVB-T sowohl terrestrisch als auch auf QO-100 getestet. Bei ähnlichen Bandbreiten und Leistungsdichten hat es sich fast ausnahmslos als einfacher erwiesen, mit DVB-S2 im Vergleich zu DVB-T schnellen Video-Lock (Verriegelung) zu erreichen. Ich bin der Erste, der zugibt, dass wir viel länger an der Optimierung der DVB-S2-Techniken gearbeitet haben als an denen von DVB-T, aber die Tests haben bisher keinen Vorteil für DVB-T erkennen lassen.
Einer der angeblichen Vorteile von DVB-T ist seine Resistenz gegen Mehrwegeffekte; wir haben festgestellt, dass DVB-S2 mit reduzierter Bandbreite überraschend resistent gegen Mehrwegeffekte ist, was wahrscheinlich auf die niedrigere Symbolrate im Vergleich zu den ursprünglichen kommerziellen Tests zurückzuführen ist. Die Verriegelungszeiten für die von uns getesteten DVB-T-Empfänger (Hi-Des, kommerzielle oder „Knucker“-Tuner) scheinen viel länger zu sein als die Verriegelungszeiten für DVB-S2. Dies macht sich besonders bemerkbar bei Fading – DVB-S2 schaltete sich sehr schnell wieder ein, während DVB-T eine Ewigkeit dafür zu brauchen schien. Dies scheint DVB-T mit reduzierter Bandbreite in mobilen Situationen unbrauchbar zu machen.
Werkzeuge zur Optimierung
Der QO-100-Breitband-Spektrum-Monitor liefert den DATV-Stationen eine Darstellung der Leistungsdichte im Vergleich zur Frequenz ihrer Signale. Er hat sich als unschätzbar wertvoll für das Verständnis der Beziehung zwischen den Signalpegeln und den Modulationsfehlerverhältnissen (MERs) erwiesen, die für die Meldung der digitalen Signalstärke genutzt werden. Beachten Sie, dass die Skala des Online-Spektrumsmonitors etwa 1 dB/div beträgt, so dass die Signale nicht weit über dem Rauschen liegen!
Das dazugehörige Software-Tool für den terrestrischen Betrieb ist der Portsdown „Band Viewer“, der einen LimeSDR, Airspy- oder RTL-SDR-Dongle verwendet, um eine Spektrumsansicht einer begrenzten Bandbreite (20 MHz für den LimeSDR, 10 MHz für den Airspy oder 2 MHz für den RTL-SDR) zu erstellen. Dies bietet eine 10 dB/div-Ansicht des DATV-Bandes und hat sich als unschätzbar wertvoll erwiesen für die Optimierung von Schwachsignalpfaden und zur Visualisierung von Signalstärke, Fading und Störquellen.
Diese beiden Tools zeigen die Vorteile einer Verringerung der Signalbandbreite zur Erhöhung des SNR, der mit der gleichen Sendeleistung erreicht werden kann. Sie ermöglichen auch den Vergleich der empfangenen Signale mit dem Rauschpegel des Empfängers – ein viel aussagekräftigeres Maß als die Angabe von uV oder dBm für die Empfindlichkeit. Es abstrahiert die Dekodierempfindlichkeit (die durch den Demodulator, die Signalverarbeitung und die Fehlerkorrektur bestimmt wird) von der Rauschzahl des Empfängers (die von den HF-Stufen des Empfängers bestimmt wird).
Fazit
Ich wollte darauf hinweisen, dass der Portsdown-Transceiver ideal ist für den Einsatz als eigenständiges DVB-S/S2- (oder sogar DVB-T-)Gerät in portablen und Notfunk-Situationen. Er kann auch als Sender für Repeater verwendet werden, und in dieser Konfiguration lässt er sich gut zusammen mit dem Ryde und dem BATC-Repeater-Controller mit einem HDMI-Umschalter für einen volldigitalen Signalweg nutzen. Sowohl das Portsdown- als auch das Ryde-System sind DVB-T-fähig, und ich würde mich freuen, die Ergebnisse von Vergleichen zwischen diesen Systemen und der HiDes-Ausrüstung zu hören. Ausführliche Informationen über den Portsdown-Transceiver, den Ryde-Empfänger und den BATC Repeater Controller sind im BATC- Wiki zu finden:
https://wiki.batc.org.uk/
Peter, VK3BFG, Victoria, Australien:
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass (fast) alle frühen Stationen in Australien und Europa die Boards von SR Systems in Deutschland (unter der Leitung von Stefan Reimann) [ www.sr-systems.de ] oder von der frühen niederländischen Gruppe verwendeten. SR Systems verfügte über ein MPEG2-Encoder-Board, das eine Transportstrom-Verbindung zu einem Modulator-Board namens „Mini-Mod‘ hatte. Alle diese Systeme arbeiteten mit DVB-S, obwohl auch DVB-T verfügbar war.
Der Melbourner ATV-Repeater VK3RTV ging im Jahr 2000 von AM-VSB auf DATV über, alle Eingaben führten in DVB-S auf 23 cm zu Satelliten-TV-Empfängern, die CVBS-Video an ein Paar MPEG2-Encoder weiterleiteten, die zwei Transportströme über einen Multiplexer führten und dann DVB-T in einem Mini-Mod auf 70 cm erzeugten. Der ATV-Repeater in Brisbane verfügte über die gleiche Technologie.
Die DATV-Stationen in Melbourne haben vor einigen Jahren auf HD aufgerüstet, einige von uns haben neue MPEG4-Encoder gekauft und die Transportströme entweder von einem MPEG2-Encoder oder einem MPEG4-Encoder zu einem neuen aufgerüsteten Mini-Mod kombiniert – sie alle senden DVB-S oder DVB-S2. VK3RTV wurde ebenfalls auf DVB-S/S2 mit neuen MPEG4-Encodern, einem Multiplexer und einem neuen Mini-Mod auf DVB-T2 (dem neueren terrestrischen Standard) auf 70 cm aufgerüstet. Einige Stationen nutzen den britischen Portsdown-Sender für DVB-S2. Manche von uns hier in Melbourne haben auch SR Systems Mini-Mods, die entweder DVB-S2 oder DVB-T produzieren (und so ziemlich jedes andere System, das es gibt). Wir haben jetzt auch DVB-T-Eingaben an VK3RTV.
Ich denke, dass es möglicherweise keine SR Systems Boards mehr gibt, da Stefan mir kürzlich berichtete, dass die Erfüllung von Chip-Bestellungen mehr als ein Jahr dauern wird und dass fast alle vorhandenen Boards verkauft wurden. In Sydney wurde anfangs mit DVB-S gearbeitet, aber jetzt wird DVB-T mit inländischen Modulatoren und Aufwärtskonvertern auf 23 cm verwendet. Der Sydney-Repeater ist ein Einkanal-DVB-T-System auf 70 cm, das auf einem einheimischen Modulator basiert. Die anderen Betreiber in Südaustralien arbeiten ähnlich.
John Kozak, K0ZAK, Reisterstown, Maryland, USA:
Die vom BATC produzierten Systeme sind zwar keine Standalone- oder Plug&Play-Produkte von der Stange, lassen sich aber relativ einfach für diesen Einsatzzweck einrichten. Ein Großteil ihrer Software läuft auf einem Raspberry Pi mit einem 7-Zoll-Touchscreen und ist sehr benutzerfreundlich. Mein Adalm Pluto & Raspberry Pi Computer kann DVB-T oder DVB-S übertragen und hat die Möglichkeit, DVB-T-Bandbreiten von 333 KHz bis 2 MHz zu übertragen. Eigentlich könnte die Software in beiden Richtungen noch weiter reichen, aber der Adalm Pluto ist jenseits dieser Bandbreiten ein wenig wackelig. Die Lime SDRs scheinen in dieser Hinsicht etwas stabiler zu sein.
Ich habe auch mit dem „Knucker“-Empfänger mit einem anderen Raspberry Pi und Touchscreen herumgespielt, der DVB-T mit einer Bandbreite von 333 kHz bis 1 MHz empfängt. Bislang nur in meiner Funkbude, weil sonst niemand in der Gegend diese Möglichkeiten hat. Beides ließe sich mit minimalem Aufwand in kleine, komplett eigenständige Geräte verpacken. Der 7″-Touchscreen des Raspberry Pi ist sehr benutzerfreundlich und flexibel und würde sich nach dem Zusammenbau gut für den mobilen Betrieb eignen. Auch wenn der Arbeitsaufwand im Vorfeld größer ist, kann das fertige Produkt sehr flexibel und sehr tragbar sein. Sie haben bei ihren Software- und Hardwarepaketen gute Arbeit geleistet und ich habe auf der BATC-Website einige sehr schön zusammengestellte Benutzersysteme gesehen.
Clive G3GJA / G8EQZ, BATC Contest Manager, Hull, England:
Während für die Windows-basierte Minitioune-Software von F6DZP ein PC erforderlich ist, gibt es Alternativen, die wiederum auf dem Raspberry Pi basieren. Das Portsdown-Projekt benötigt lediglich einen externen Tuner, um den Empfang von DVB-S- oder DVB-T-Sendungen zu ermöglichen mit schnellerer Verriegelung als die Windows-Software. Der BATC hat ein spezielles DVB-S/S2-Empfängerprojekt namens „Ryde“, das ebenfalls auf dem Raspberry Pi4 SBC basiert und denselben Tuner wie die Windows-Software verwendet. Dieser hat einen HDMI-Ausgang oder kann für AV konfiguriert werden. Der Portsdown und der Ryde sind hervorragend für den 12-V-Betrieb geeignet und bilden eine wettbewerbsfähige tragbare DATV-Station für den Contest-Einsatz ohne PC. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung von DVB-S oder S2 weniger Bandbreite benötigt und eine höhere Ausgangsleistung ermöglicht. Das bedeutet bessere DX- oder zuverlässigere Verbindungen (und es sind keine PCs erforderlich!).
Der Portsdown-4 DATV-Transceiver enthält auch die „Langstone“ FM/SSB/CW-Transceiver-Software, die den Zugang zu den Bändern zwischen 50 MHz und 6000 MHz ermöglicht, je nachdem, welcher SDR (Lime Mini oder ADALM Pluto) mit ihm verwendet wird. Siehe https://wiki.microwavers.org.uk/Langstone_Project
Beachten Sie, dass die v2-Ausgabe mit folgenden Geräten funktioniert: dem „Lime Mini“ oder Pluto – v1 nur mit Pluto. Der Langstone hat eine Bakenfunktion mit benutzerprogrammierbarer CW-ID. Mein Portsdown hat die volle DATV- und Langstone-Mikrowellen-Voice-Funktion mit Abstimmung über einen optischen Encoder. Ich sollte hinzufügen, dass der Portsdown auch DVB-T-Transceiverfunktionen mit Symbolraten bis zu 150 kS/s bietet. Es gibt auch Testgeräte-Add-ons, siehe hier:
https://wiki.batc.org.uk/The_Portsdown_DATV_transceiver_system#Portsdown_Test_Equipment
Filippo, IZ5TEP, Viareggio, Italien:
Portsdown 4 + Langston – eine Welt zum Entdecken
Ich habe dieses schöne DATV-Hobby begonnen, seit ich die ISS verfolgte, die auf 2,4 GHz sendete. Ich habe viele Verbindungen mit Spanien, Griechenland, Malta und zuletzt viele europäische Rekorde mit mehreren Wettbewerben über mehr als 900 km in allen Bändern in DVB-S2 gemacht. Bei all diesen portablen Ausflügen stellte ich fest, dass die Schwierigkeit, Zeit zu verschwenden, immer darin bestand, PC-Sender und -Empfänger und verschiedene Kabel anzuschließen.
Also sagte ich, lass uns versuchen, dieses Projekt (Portsdown) zu verwirklichen, es könnte mir bei Wettbewerben helfen. Der Portsdown erwies sich als sehr vielseitig, so dass ich an meinen ersten Laptop vier verschiedene Stationen anschließen konnte, darunter eine Station, die mit „HackRF one“ sendete und empfing.
Ich wollte das Projekt in einer transparenten Plexiglasbox ausführen und die funktionierenden Teile immer im Blick behalten, siehe obiges Foto. Zu den technischen Details: 7 Zoll Raspberry PI4 2 GB Display, Kamera, externe USB-Anschlüsse, Minitioune, Maus und Pluto SDR wie auf dem Foto gezeigt, USB-Soundkarte und externes Mikrofon, 2-Watt-Audioverstärker mit externen Lautsprechern, PTT-Steuerung für DATV für beliebige Verstärker oder Umsetzer und PTT-Steuerung mit Langston-Modus für alle Schmalband-Modi. Hoffentlich gefällt Ihnen meine Umsetzung in dieser Version.
DVR zur DATV-Signalaufzeichnung
Kürzlich im wöchentlichen Boulder-ATV-Club-Netz zeigte Chris, K0CJG, uns den praktischen digitalen Videorekorder (DVR), mit dem er unsere Signale aufzeichnet, wenn er unterwegs ist. Das Gerät trägt die Bezeichnung AGPTEK. Es hat eine HDMI-Durchschleifung, was sehr praktisch ist. Es nimmt bis zu 1080P-HD-Video auf einen USB-Speicherstick auf und benötigt +5 V. Es wird für $50 bei Amazon Prime verkauft. Für analoges ATV, wie z.B. unser 5,8-GHz-FM-TV, verwendet Chris einen preiswerten (<$10) Composite A/V-zu-HDMI-Konverter. 
Quelle: https://kh6htv.com/newsletter/