DMR Digital Mobile Radio
por PY4ZBZ em 08-05-2015 rev. 12-05-2015
Como receber DMR com um SDR e o software DSD = Digital Speech Decoder
DMR é um padrão europeu de radio móvel digital, usado por exemplo em equipamentos MOTOTRBO da Motorola.
A modulação é em 4FSK, 2 bits por símbolo a 9,6 kbps, ocupa uma banda de 12,5 kHz, TDMA com 2 slots, equivalente a dois canais de 6,25 kHz, e usa o AMBE+2 vocoder.
A figura seguinte mostra o espectro do sinal DMR em função do tempo:
A figura seguinte mostra o SDR# onde podem ser vistos dois sinais digitais DMR e três sinais analógicos de voz FM, recebidos no meu QTH de Sete Lagos MG:
Na figura acima aparecem duas janelas do software DSD+, onde temos à esquerda a forma de onda do sinal digital demodulado em FM (sinal digital em banda base), com 4 níveis, e à direita a janela do decodificador que mostra que o sinal é +DRM e que há sinal de dados no slot 2, e sinal de voz no slot 1, que é restituída nos alto-falantes de PC.
Obs.: O sinal digital demodulado tem forma aparentemente senoidal pois a onda quadrada correspondente passa por um filtro passa-baixos com roll-off em forma de coseno levantado, antes de entrar no modulador 4FSK. A figura seguinte mostra o diagrama do olho desse sinal 4FSK em banda base, com as respectivas freqüências relativas à nominal e os bits correspondentes:
Como temos dois sinais de áudio, sendo um digital (saída do demodulador FM = sinal em banda base BB) e outro analógico (saída de Voz do DSD) e apenas uma placa de som, precisamos interligar os dois softwares com um cabo virtual de áudio. (Com duas placas de som, basta interligar as duas com um cabinho blindado):
A saída (audio output) do receptor SDR (SDR# ou FMP ou qualquer outro) deve ser direcionada para a entrada de um cabo de áudio virtual (ex.: VBCable). A saída desse cabo virtual (cable output) deve ser escolhida como entrada (audio input device) do decoder DSD. As duas figuras seguintes mostram essa configuração:
A saída do DSD (audio output device) é direcionada para os alto-falantes onde a voz é reproduzida.
A figura seguinte é o log de atividade do DSD+ :
FMP
Em 6 de maio 2015, junto com uma nova versão do DSD+ , foi lançado um programa SDR especial para demodular apenas FM, o FMP, que usa menos recursos da CPU, o que é favorável para uso em notebooks por exemplo. A figura seguinte mostra a tela do FMP:
Nela aparecem 3 espectros: em branco com banda de 1 MHz de largura, sendo que o espectro do sinal marcado na faixa clara estreita vertical em 172,1065 MHz, é ampliado em verde, e que no caso é de um sinal DMR. O espectro em laranja corresponde aos sinais memorizados na banda de 1 MHz.
A figura seguinte é a interface de comando do FMP. Observe que a saída do receptor é direcionada para a entrada do cabo de áudio virtual:
Na tela acima é possível ver na primeira linha, o conteúdo da bat usada para lançar o FMP, onde 2 é a entrada do cabo virtual, 1 é o dispositivo SDR, 22 é a correção em ppm do meu SDR-RTL e 172.1065 a QRG desejada de sintonia.
A figura seguinte mostra a sintonia de uma repetidora DMR de BHz em 147,360 MHz:
O radio que está ativo no momento é identificado e registrado na tela seguinte:
Ouça aqui um exemplo de voz digital DMR da repetidora em 147,360 MHz que fica a 70 km do meu QTH.
Para quem quiser fazer testes sem ter
receptor, use o arquivo do sinal digital DMR demodulado em banda
base aqui. (Clik para ouvir ou clik direito para "salvar
como"). Para não ficar muito grande, está com 8k de amostragem 16 bits mono.
Basta convertê-lo para 48 k, 16 bits, mono, e rodar um arquivo .bat com
o seguinte conteúdo:
dsdplus ? DMRbandaBase.wav
O DSD+ também decodifica vários outros modos digitais, que podem ser vistos na tela "Event log" acima. A figura seguinte mostra a recepção P25p1 com voz encriptada, que obviamente não é decodificada em áudio:
O DSD+ também reconhece D-STAR, mas ainda não decodifica a voz (na 1.073), ao contrario do antigo DSD1.7 que a decodifica. As figuras seguintes mostram o sinal de banda base D-STAR (2 níveis), a tela do FMP com sinal D-STAR, e a tela do DSD+, onde apenas podem ser vistos dados não formatados, com por exemplo o indicativo PY4JA do transmissor :
Uso de um receptor FM analógico no lugar do SDR.
Podemos também usar qualquer receptor FM (NFM) no lugar do hardware+software SDR, desde que o sinal de banda base seja retirado diretamente na saída do discriminador e enviado via cabinho blindado para o line-in do PC, onde vai rodar apenas o DSDplus.
Configuração básica do FMP.
Para poder rodar corretamente o FMP, é preciso primeiro saber quais os dispositivos de saída e SDR disponíveis. Basta rodar um arquivo .bat com o conteúdo:
fmp 1 1 0 145.0
Exemplo de resultado, onde aparecem dois dispositivos de saída #1 e #2 e um SDR:
Como é preciso direcionar a saída do FMP para a entrada do cabo virtual (#2), é preciso fazer o seguinte arquivo .bat para rodar o FMP:
fmp 2 1 0 145.0
Obs: no lugar do 0 colocar a correção ppm real do seu SDR (o meu é 22) e no lugar de 145.0 a freqüência de sintonia desejada, por ex. 172.1065
A figura seguinte mostra o FMP rodando corretamente com saída direcionada para a entrada do cabo virtual:
Configuração básica do DSD+
Para rodar o DSD+, é preciso primeiro identificar os dispositivos de entrada e de saída disponíveis, simplesmente executando o DSDplus.exe. Exemplo:
Na tela acima vemos que foram encontrados 3 dispositivos de entrada e dois de saída. Como não foi especificado explicitamente nenhum dispositivo, o DSD escolheu os dois primeiros, e portanto escolheu a entrada errada, e acertou a saida para os alto-falantes. No caso desse exemplo, para rodar corretamente o DSD+, é preciso rodar um arquivo .bat com o seguinte conteúdo:
dsdplus -i2 -o1
Agora e para o exemplo acima, o DSD+ está com a entrada no dispositivo #2 (-i2 na linha de comando) que é a saída do cabo virtual.
Links:
Understanding and testing of DMR standard
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73 de Roland.