Hola Habr
En la parte del "aniversario" de la serie sobre SDR, quiero hablar sobre uno de los protocolos, gracias al cual muchos jamones "sin darse cuenta" se unieron al mundo de las señales digitales de banda ancha. Este estándar también fue el primer (y hasta donde sabemos, el único) intento de transmitir sonido digital a longitudes de onda cortas.
Como muchos ya habrán adivinado, hablaremos sobre el estándar DRM:
Digital Radio Mondiale (que no debe confundirse con otros DRM, Digital Rights Management).
Pues porque Si hablamos de SDR, veremos no solo cómo recibir DRM, sino también cómo transmitirlo. Continúa debajo del corte.
La historia
La historia del estándar DRM no es fácil. Se introdujo por primera vez en 2003, y las transmisiones de prueba se han realizado desde 2007, y con un éxito variable continúan periódicamente y aún.
DRM se basó en dos ideas principales.
- Transmisión de sonido a longitudes de onda cortas con "calidad digital", sin ruido y desvanecimiento, con una velocidad de bits de 6 a 34Kbit / s. Sin embargo, la "calidad digital" aquí solo se puede escribir entre comillas, porque a 12Kbit bitrate, el sonido proviene
de bastante ... relativamente baja calidad. Además, la señal de HF está realmente sujeta tanto al ruido como al desvanecimiento, y para que se decodifique el "dígito", se necesita una relación señal / ruido muy alta, de modo que la señal analógica regular suene aún mejor. En general, es suficiente intentar al menos una vez en la vida real aceptar el DRM para comprender que la idea no despegará. Sin embargo, la transmisión se realizó periódicamente, incluso desde Rusia (ver KDPV), y algunas estaciones de radio a veces todavía transmiten en DRM. - Transmisión de sonido en la banda de FM. Este estándar se ha llamado DRM +. Aquí la idea era ahorrar el recurso de frecuencia: gracias a la compresión digital, se pueden transmitir hasta 4 transmisiones de audio de inmediato en la banda de 100KHz, lo que prometía buenas ventajas en grandes ciudades como Londres, donde ya no hay frecuencias libres. Por otro lado, DAB ya funcionaba en Europa, y aquí simplemente no se necesitaba otro estándar. Según Wikipedia, la transmisión de prueba de DRM + se realizó en Escocia en el año 2010, hasta ahora no he oído hablar de ningún caso real de transmisión de DRM +.
El estándar DRM es esencialmente algo surrealista: durante años las estaciones de radio han estado funcionando, las transmisiones están transmitiendo ... Pero no hay receptores de este estándar a la venta. En general Ninguno. Está claro que, dado que el estándar es digital, el receptor habitual solo puede escuchar silbidos, y nadie ha aprendido aún a decodificar QAM de oído. Así que la recepción de DRM fue entretenimiento solo para radioaficionados. Parece que existieron 1-2 receptores, sobre los cuales incluso hay un par de videos en YouTube (
1 y
2 ), pero ahora no hay nada a la venta en Ebay o Amazon.
El segundo problema de recibir DRM es que en las ciudades de transmisión de HF está muerto de facto: hay tanta interferencia de los electrodomésticos y fuentes de alimentación que incluso si enciende la radio de HF, escuchará un crujido y ruido: la decodificación en tales condiciones no funciona En el mejor de los casos, el receptor podrá mostrar el protector de pantalla de la estación, pero sin sonido. Por supuesto, puede colocar la antena en el balcón o en el techo, configurarla cuidadosamente y, en principio, es muy posible recibir y decodificar DRM desde un departamento de la ciudad para radioaficionados. La gente común no se molestará con este 100%, nadie se subirá al techo para colgar una antena para recibir una señal de audio con una tasa de bits de 12Kbit / s.
En general, no hay receptores, no hay audiencia. Pero hay una transmisión. El gopher de la película está descansando ...
Por cierto, en este momento, en el momento de la escritura (julio de 2019), la transmisión de prueba DRM + se está llevando a cabo en San Petersburgo, por lo que aquellos que deseen
ser un Gopher pueden intentar recibir una señal (no hay nada que escuchar, no hay receptores o incluso decodificadores de software SDR para DRM +). Para la recepción, puede usar RTL-SDR, y si tiene suerte, en la banda FM puede ver una señal digital con un ancho de aproximadamente 100KHz. Sin embargo, los decodificadores, como ya se mencionó, no se pudieron encontrar para él.
Recepción DRM
Los primeros informes de jamones DRM en radioscanner datan de 2008. La recepción de una señal digital con un ancho de 10KHz no es posible en un receptor doméstico común (e incluso amateur), por lo que aquellos que querían tener que soldar el convertidor para emitir el receptor IF a la tarjeta de sonido. Después de la aparición de SDR, el problema se resolvió por sí solo, allí puede elegir cualquier ancho de banda dentro de las capacidades del receptor (para los primeros SDR basados en una tarjeta de sonido, generalmente era de 48 KHz, que es más que suficiente). La decodificación en sí se realizó utilizando un programa
Dream muy conveniente y de alta calidad.
Como se mencionó anteriormente, las estaciones DRM funcionan con bastante regularidad, y encontrarlas en el aire no es tan difícil. Por ejemplo, en
websdr dicha señal es muy fácil de distinguir en el espectro: si una señal digital de 10KHz es visible en el rango de transmisión, entonces esta es la señal. Captura de pantalla de ejemplo de una estación que opera a 15 MHz tomada al momento de escribir:
Simplemente decodificarlo usando websdr no funcionará, el ancho de banda del receptor en línea es demasiado pequeño. Sin embargo, cualquiera puede escuchar DRM, un archivo grabado desde el aire real se puede descargar
aquí . Para decodificar, puede usar el programa Dream ya mencionado, puede encontrar una versión funcional con todas las DLL necesarias
en el sitio web del radioscanner .
Si hablamos de los receptores "de hierro", se anunció, por ejemplo, el receptor Gospell GR-216, pero no está en vivo ni en eBay ni en Amazon.
Editar: como se sugiere en los comentarios, este receptor ahora se vende en el mercado australiano bajo la marca Tecsun Q-3061. El precio de emisión es de 500 AUD, o alrededor de $ 350.
Aquellos que quieran alojar estaciones DRM pueden ver el horario en
https://www.drm.org/what-can-i-hear/broadcast-schedule-2/ .
Transmisión DRM
Ahora pasamos a no menos interesante: la posibilidad de transmitir señales DRM (y si no me equivoco, esto se describe en RuNet por primera vez). Esto se puede hacer usando GNU Radio y el
módulo gr-drm .
Técnicamente, DRM utiliza la modulación QAM y tiene bastantes configuraciones de velocidad de bits y ancho de banda. Además, no solo se puede transmitir sonido (tanto mono como estéreo), sino también texto, logotipo del canal y otra información de servicio. Para HF (modos AD), la banda ocupada puede variar de 4.5 a 20KHz, sin embargo, en la práctica, solo se encontraron señales de 10KHz. Para VHF (modo E), como ya se mencionó, se usa una banda de 100KHz.
Tabla de
www.drm.org/DRM_Handbook_2018.pdf :
Una descripción más detallada del estándar está
en PDF , puede leer brevemente en
Signalwiki .
Volvamos a nuestro gráfico de conexión. Como puede ver, el codificador DRM genera una señal de varios componentes.
- Canal de acceso rápido (FAC). Contiene información sobre las propiedades de señal ODFM y la configuración SDC / MSC. La información del canal se transmite cada 0,4 s, lo que permite que el receptor comience a recibir rápidamente una señal de estación. Los parámetros de señal se pueden configurar en el bloque de configuración DRM.
- Canal de descripción de servicio (SDC). Describe el canal de transmisión MSC.
- Canal de servicio principal (MSC). Contiene tramas de datos; QAM16 o QAM64 se pueden utilizar para la transmisión.
Bueno, lo más interesante es que todo esto se puede ejecutar sin problemas en una PC normal. Gr-drm está incluido en el paquete PothosSDR para Windows, pero lamentablemente no funciona allí: hay una señal, pero la decodificación se produce con errores. Bajo Ubuntu, todo comienza bien.
Puede usar un archivo WAV o un transceptor SDR completo como HackRF como dispositivo de salida en GNU Radio. Para aquellos que quieran experimentar por su cuenta, el archivo GRC está bajo el spoiler.
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Por desgracia, USRP no transmite a HF, pero no tengo HackRF. Por lo tanto, no fue posible hacer una prueba de transmisión real, sin embargo, puedo confirmar que la decodificación de sonido a través de Dream se produce sin errores.
Conclusión
Por extraño que parezca, a pesar de la aparente desesperanza del 99%, el estándar DRM sigue vivo. Sin embargo, es poco probable que tenga éxito y vaya más allá de cualquier experimento local: la calidad de sonido en DRM ya no cumple con los estándares modernos, y no hay receptores en el mercado. Desde un punto de vista técnico, lo que parecía un "avance" en 2003 ahora es de poca relevancia.
Pero, por otro lado, el estándar DRM contiene muchas ideas interesantes, su recepción fue (y es) una experiencia bastante interesante para los radioaficionados, cualquiera que pueda unirse mientras la estación de drm está en el aire puede.
Sobre esto, la serie de artículos sobre SDR está terminada, espero que alguien haya estado interesado y sea útil.
Todos los experimentos exitosos.