Observação: Desde Maio 2005, eu não atualizei mais o DIGTRX. Mas, para a minha grande surpresa, escutei em Janeiro de 2013 uma transmissão de uma estação de números que usava o meu programa ! Vejam aqui.

 

DIGTRX 3.11    (17 MAI 2005)   by PY4ZBZ

O que há de novo?          Download.        Help         What´s new?

Programa experimental com modos RDFT de KB9VAK e HamDRM de HB9TLK.

O modo HamDRM é compatível com WinDRM, para transferência de arquivos, SEM VOZ. 

O modo HamDRM só funciona no Windows XP ou 2000+SP4.

O DIGTRX é um programa para transferência digital de arquivos e que pode operar em dois modos básicos diferentes : o RDFT e o HamDRM.

 

IMPORTANTE : veja aqui o ajuste de potencia do transmissor e medição de IMD

 

A seguir uma descrição SIMPLIFICADA do modo HamDRM:

 

O modo HamDRM é baseado no software Dream, que implementa o moderno e eficiente sistema DRM, Digital Radio Mondiale , usado em radiodifusão em ondas longas, medias e curtas.

O HamDRM é um sistema digital semelhante ao RDFT em alguns aspectos (por ex.: codificacão Reed Solomon, várias portadoras, etc..) e totalmente diferente do RDFT em outros aspectos:

 - O RDFT (W11 a W14) usa 8 portadoras moduladas cada uma com 9 fases diferentes, totalmente filtradas de forma a não não haver sobreposição espectral.

-  No estagio atual, RDFT não faz codificação/decodificação simultânea, ou seja, estas operações devem ser feitas separadamente.

- O HamDRM permite codificar a informação ao mesmo tempo que transmite e decodificar a informação ao mesmo tempo em que recebe, de forma "online". Portanto, não precisa codificar o arquivo antes de transmiti-lo e não precisa gravar o sinal recebido para depois decodificá-lo. 

- O HamDRM usa de 45 a 51 portadoras ORTOGONALMENTE espaçadas (OFDM) e cujos espectros se sobrepõem, mas sem mutua interferência, por causa da ortogonalidade, que no caso significa que cada portadora tem a sua freqüência central situada no primeiro zero espectral da portadora adjacente, ou ainda, a separação de freqüência df das portadoras é igual ao inverso do tempo útil  tu  do símbolo : df =1/ tu. Além disso, o DRM consegue uma boa discriminação das distorções causadas por propagação em multi-caminhos graças a um intervalo de guarda tg no domínio do tempo. A figura seguinte mostra um exemplo de uma portadora no domínio do tempo, ou seja, a sua forma de onda. Cada símbolo transmitido tem duração ts=tu+tg e tem amplitude, fase e freqüência constante (mas cada símbolo de uma portadora QAM pode ter fase e amplitude diferente dos demais, veja na figura mais abaixo, modulação QAM):

A figura seguinte mostra o espectro (domínio da freqüência) de apenas cinco portadoras OFDM, sendo em laranja uma portadora qualquer fn , e mais quatro portadoras adjacentes (2 acima e 2 abaixo) em azul, e apos terem sido recortadas pela janela de integração do receptor com duração tu. Observe que o máximo de energia de qualquer portadora cai exatamente nos nulos das outras, a chamada ortogonalidade. Observe também que o espectro de uma portadora modulada como no exemplo acima, tem a forma da função senx / x (curva laranja) com nulos a intervalos eqüidistantes e iguais a df, acima e abaixo da freqüência nominal da portadora:

O modo A é um pouco mais rápido que o modo B e deve ser usado quando a propagação apresenta desvanecimento seletivo desprezível. O modo B , mais lento um pouco porque usa um tempo de guarda tg maior, deve ser usado quando a propagação apresenta mais desvanecimento seletivo devido a propagação multi-caminhos

- O HamDRM usa modulação QAM (4, 16 ou 64 QAM). Neste caso, a portadora sofre tanto modulação de Amplitude e de Fase. Normalmente, isso é conseguido somando-se vetorialmente duas portadores moduladas em Amplitude apenas, mas situadas em eixos ortogonais (ou em Quadratura), também chamados de eixos I e Q (In fase e in Quadrature), donde o nome QAM=Quadrature Amplitude Modulation. A figura seguinte, feita com o meu programa RZ1, mostra um exemplo de 16QAM, onde a portadora resultante pode apresentar 16 vetores diferentes (com 3 amplitudes diferentes e 12 fases diferentes). Os pontos que podem ser ocupados pela extremidade destes vetores são uma representação simplificada da modulação QAM chamada CONSTELAÇÃO :

A figura acima mostra apenas um dos 16 vetores possíveis, os demais sendo representados pelos pontos amarelos na constelação. Cada vetor "transporta" 4 bits de informação. Por exemplo, o vetor da figura corresponde ao código 1100.

Em 4QAM temos apenas 4 vetores com a mesma amplitude, cada um levando apenas 2 bits, e o que é equivalente a modulação QPSK. 

Em 64 QAM, temos 64 vetores diferentes, cada um levando 6 bits. 

Observe que em MQAM, M = log.base2 de N, onde N é o numero de bits por vetor, e M o numero de símbolos (ou vetores) diferentes. 

Em QAM, cada vetor também é chamado de SÍMBOLO, pois cada símbolo equivale a N bits. No caso do 16QAM, se modularmos a portadora de forma a apresentar por exemplo 1000 vetores por segundo, estaremos transmitindo 4000 bits por segundo, pois cada vetor "transporta" 4 bits. Donde a denominação técnica de Velocidade ou Taxa de Modulação (ou Simbolização), expressa em Baud (em homenagem ao inventor do multiplex telegráfico, Émile Baudot), diferente da Taxa ou Velocidade de transmissão, expressa em Bits por segundo (bps). Neste exemplo, a portadora foi modulada com apenas 1000 baud, mas a taxa de transmissão correspondente é de 4000 bps.

A figura seguinte mostra exemplos de constelações QAM (o eixo I é também chamado Real e o eixo Q Imaginário.  a= 4QAM, b=16QAM e c=64QAM):

O DIGTRX permite visualizar a constelação QAM recebida, e portanto misturada com o ruído introduzido pelo meio, na tela "Scope". Um sinal QAM sem ruído (o com ruído desprezível) é visto assim:

Observe que o DIGTRX mostra duas constelações: em azul a constelação do sinal FAC (informações sobre o sinal DRM), que é sempre em 4QAM, e em amarelo, a constelação do sinal MSC (informação ou dado principal do sinal DRM), que na imagem acima está em 16QAM.

Variações aleatórias, apenas da Fase do sinal QAM, provocam esta deformação (variação angular) da constelação:

Variações aleatórias, apenas da Amplitude do sinal, provocam a seguinte deformação (variação radial) na constelação:

O ruído introduzido pelo meio de comunicação equivale a um vetor com amplitude E fase aleatórias e que se soma aos vetores da constelação e provocando a deformação que pode ser vista na figura seguinte, espalhando e afastando os pontos da constelação em volta do lugar ideal. Se a relação sinal/ruído (SNR) for da ordem de 20 dB (sinal 100 vezes mais potente que o ruído), a constelação terá o aspecto seguinte, e consegue ser demodulada sem problemas:

Mas se a relação sinal/ruído piorar muito, o ruído fará com que determinados pontos da constelação caiam fora dos limites de decisão do demodulador QAM, (linhas tracejadas na figura seguinte), causando erros de decodificação:

 Como é usado um sistema FEC de detecção e correção de erros (Reed Solomon), até um certo limite eles serão corrigidos. Acima deste limite de erros, o sinal não é mais aproveitável. 

Dos 3 modos QAM do HamDRM, o 4QAM é obviamente o que suporta mais ruído, mas evidentemente tem a menor velocidade de transmissão em bits por segundo, pois cada vetor só leva 2 bits. 

O 64QAM é bem mais rápido, mas em compensação precisa de uma melhor relação sinal ruído, ou seja, uma canal de boa qualidade.

 

A figura seguinte mostra as três telas gráficas da tela "scope" do DIGTRX. A maior corresponde a constelação QAM, que no caso é um exemplo de 64QAM, e para condições ideais :

A direita e acima está um gráfico que mostra, em amarelo, a curva de transferência em amplitude (ou resposta amplitude versus freqüência) do sistema TX+propagação+RX, que idealmente deve ser plana. Em cor verde está representado o formato do pulso de dados demodulado. O gráfico da direita e embaixo mostra a densidade de potencia do espectro (PSD) recebido, deslocado (Shifted) em freqüência, afim de poder ser visualizado desde a freqüência zero. (A esquerda da freqüência zero aparece um resíduo filtrado da replica do espectro, sem utilidade).

A figura seguinte mostra um exemplo de má resposta de amplitude, em freqüências baixas, do filtro do TX ou do RX, que pode ser visto tanto na curva de transferência como no SPSD. Neste caso deve ser tentado uma transmissão com freqüência DC Offset um pouco maior :

A figura seguinte mostra um exemplo de QSB seletivo causado por propagação de multi-caminhos:

A figura seguinte mostra o espectro e o espectrograma de um sinal HamDRM com BW=2,5 kHz, comparado ao modo RDFT. As 51 portadoras estão tão próximas que não conseguem ser mostradas individualmente no espectro. Apenas se destacam 3 pilotos, que são portadoras com nível maior usadas para facilitar o sincronismo do demodulador e que também podem ser usados como referencia para a sintonia do receptor (marcas vermelhas na escala de freqüência) :

O Interleaving consiste em intercalar os símbolos em vez de manter a sua 
seqüência natural. Quanto maior, permite maior correção de erros com QSB,
desvanecimento lento, mas causa um atraso um pouco maior na recepção.

A banda ocupada BW pelo sinal HamDRM pode ser de 2,3 ou 2,5 kHz. A menor 
é um pouco mais lenta e deve ser usada se os filtros dos equipamentos 
TX/RX de SSB forem mais estreitos
ou não tiverem uma resposta bem plana.

A freqüência DC simplesmente se refere ao limite inferior da banda do 
sinal, e também deve ser escolhida em função dos filtros por onde o sinal
vai trafegar.

 

Pequeno Glossário HamDRM :

MSC  Main Service Channel : canal de dados principal, que pode ser modulado em 4QAM, 16QAM ou 64QAM.

FAC  Fast Access Chanel : canal auxiliar sempre modulado em 4QAM, e que transporta o prefixo da estação e dados sobre o modo usado.

QAM  Quadrature Amplitude Modulation : soma vetorial de duas ondas em quadratura e moduladas em amplitude, o que resulta numa onda modulada simultaneamente em fase e amplitude.

COFDM  Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex : multiplexação por divisão ortogonal de freqüência codificada. A codificação no caso se refere ao código FEC.

FEC  Forward Error Correction : correção direta de erros. O codigo FEC insere informação suplementar na transmissão que é usada na recepção para corrigir erros até um certo limite, sem necessidade de repetição.

 

O que há de novo:

 

- Corrigidos alguns bugs.


AVISO !:

O IrfanView é um dos raros programas livres para visualização
de imagens que consegue abrir arquivos corruptos ou incompletos.

Por isso, DIGTRX tem a opção de usar o IrfanView para visualizar
arquivo corruptos ou incompletos, e também para permitir a 
visualização progressiva de arquivos JP2, JPG ou BMP, simplesmente
tentando abrir o arquivo ainda incompleto de tempo em tempo.

Mas determinados arquivos corruptos ou incompletos podem
causar o travamento do IrfanView. 

Portanto, se a opção "Progressive RX display" estiver habilitada,
podem surgir casos de travamento de várias instancias do IrfanView,
tornando o computador extremamente lento. Nestes casos, estas 
instancias do i_view32.exe somente podem ser finalizadas através do 
gerenciador de tarefas do Windows.

Sem o IrfanView, o DIGTRX mostrará o arquivo de imagem
apenas no final da recepção, e somente se for recebida sem erro,
mas não corre o risco de tornar o computador muito lento.

V 3.10 - Incluída a opção "Auto SEND segments" para transmissão automatica
de segmentos após recepção de BSR válido.

- Incluído medidor de IMD : mede a distorção do transmissor usando os
tons de sintonia, na estação receptora. Deve ser maior que 15 dB.

- Incluído medidor de erro de sintonia que usa os tons de sintonia ou
o sinal DRM em relação ao DC freq. programado em Mode.

- Incluída opção para desabilitar a mudança automatica para a tela de
Status toda vez que aparece alguma informação nova de status.

V.3.09 - Nova HamDRM.dll com novo modo E.(mais resistente a variações Doppler).


V.3.08 - Nova HamDRM.dll com sincronismo mais rápido e melhor resolução para
textos no waterfall (janela Hanning).

- Apesar do modo HamDRM (e WinDRM ou HamDream) já ter identificação 
CONTÍNUA
(o que nenhum outro modo de transmissão para radioamadores tem !),
agora pode ser incluído outro identificador no inicio da transmissão,
como no modos RDFT do DIGTRX, no setup, em "Use waterfall ID". 


V.3.07 - Feitas pequenas melhorias : no thumb of any;  agora salva configuração DRM;
suspend ou programa restaura volume wave original e outros. 
Nova HamDRM.dll com melhor resolução espectral e reset de memória em caso
de recepção de mesmo arquivo em modo diferente.

- Corrigidos alguns bugs : porta serial Com ou placa de som já em uso,
problema do Jp2converter com BSR e outros. 

V.3.05 e 3.06: - Corrigidos alguns bugs e feitas pequenas melhorias. 

V.3.04: - Incluída uma forma de juntar dois comandos CAT para TRCVR da Icom, no
setup do comando do PTT. Veja ajuda PTT setup.

- Incluído os botões "Suspend" e "Program" no modo HamDRM.

- Incluídos arquivos de ajuda em Alemão by DH1BDU, e Espanhol by TI2MAB.

AVISO: O Hyper Threading do XP causa travamentos no HamDRM ! Desligue o HT.

V.3.02: Se a opção "Progressive RX picture display" estiver marcada (junto com "Use IrfanView"), a imagem será mostrada progressivamente durante a recepção, somente para formatos Jp2 (melhor), JPG e BMP. Jp2 é mostrado com qualidade crescente. JPG é mostrado de cima para baixo e BMP da baixo para cima. Ouros formatos de imagem não permitem display progressivo. Veja exemplo na figura abaixo.

 

PY4ZBZ  homepage        desde 01-05-2003   (337743 em 26-04-2005) (354375 em 17-05-2005)

Download :

DIGTRX311setup.zip  (1.93 MB) (17 MAI 2005)

digtrx311updt.zip  (546 kB)  ( for update 3.10 only! )

   Web site in Japanese       Aiuto.zip Italiano help file      Deutsche Hilfseite

 

IMPORTANTE : veja aqui o ajuste de potencia do transmissor e medição de IMD

The adjustment of transmitter power for HamDRM

 

DIGTRX Old RDFT only version        Versão antiga do DIGTRX (só RDFT)

 

What´s new:



- Corrected some bugs. 

WARNING: IrfanView is one of the rare free graphic programs that is able 
to open corrupt or incomplete pictures files.

Therefore, DIGTRX has the option of using IrfanView to visualize 
corrupt or incomplete files, and also to allow progressive 
display of JP2, JPG or BMP files, simply trying to open the 
incomplete file at regular intervals before the whole file
is received. 

But certain corrupt or incomplete files can freeze IrfanView.

Therefore, if the option " Progressive RX display " is enabled,
several instances of IrfanView can remain open and not responding,
turning the computer extremely slow. In these cases, the instances
of i_view32.exe can only be closed using the Window´s task manager. 

Without IrfanView, DIGTRX will show the image file just
at the end of the reception, and only if this file has no errors, 
but without the risk of slowing down the computer.

V 3.10 - Included the option " Auto SEND segments " for automatic requested
segments transmission after receiving a valid BSR. 

- Included IMD meter: it measures the transmitter distortion using the 
tuning tones, at the receiving station. It should be larger than 15 dB. 

- Included tuning error meter using the tuning tones or 
the DRM signal related to the DC freq. programmed in Mode. 

- Included option to disable the automatic switch to the Status display 
when there is some new status information.

V.3.09 - New HamDRM.dll with new mode E. (for channels with high delay and 
Doppler spread) 


V.3.08 - New HamDRM.dll with faster sync and better resolution for texts in the
waterfall (Hanning window). 

- In spite of the HamDRM (or WinDRM and HamDream) mode already have
CONTINUOUS identification (the ONLY mode for Hams with this feature !),
now you can include a waterfall ID (or other) at the beginning of the 
transmission, like in DIGTRX RDFT modes, in setup," Use waterfall ID ". 

V.3.07 - Made some improvements:  in thumbnails of any;   now saving DRM settings; 
suspend or program uses original wave out adjust;  and other improvements. 
New HamDRM.dll with better spectrum resolution;  memory reset in case 
of reception of same file in different mode. 

- Corrected some bugs: with serial Com port or sound card already in use; 
with Jp2converter and BSR;  and other minor bugs. 

V.3.05 and 3.06 : - Corrected some bugs and made small improvements. 

V.3.04 :- Included a form of joining two CAT commands for Icom TRCVR, in PTT 
command setup. See PTT setup help. 

- Included the " Suspend " and " Program" buttons in HamDRM mode. 

- Included help in German by DH1BDU, and Spanish by TI2MAB. 

WARNING: XP with Hyper Threading enabled has problems with HamDRM !  Disable HT for HamDRM.

V.3.02: Progressive picture display: If this options is checked (and also Use IrfanView option), then the received picture will be shown progressively while receiving, ONLY for Jp2 (best), JPG and BMP pictures. Jp2 will be shown with increasing quality. JPG will be shown from top to bottom and BMP fro bottom to top. Other picture format don't allow progressive display. See example for Jp2 bellow:

 

Help in Japanese             Aiuto.zip Italiano          Deutsche Hilfseite

 

DIGTRX 3.xx  Help for HamDRM mode.  

HamDRM mode is only for  Windows  XP  /  2000+SP4.


The HamDRM mode is a modern digital transmission mode for HF based on 
DRM : Digital Radio Mondiale. See more in " About " 

It is similar to RDFT in some aspects, but very different in other. 

Both use many carriers: RDFT (W11 to W14) uses 8, and HamDRM uses from 
45 to 51 carriers. 

Both also use the Reed Solomon FEC code for forward error correction. 

The RDFT carriers are modulated in phase with 9 different phases, and they
are fully separated in frequency domain.

The HamDRM carriers uses OFDM: ortogonal frequency division multiplex. 
The modulated carriers are overlapping in frequency domain and are
modulated in QAM (amplitude and phase). 

In the current state of RDFT, the transmission of a file needs three 
separate operations : Coding, Recording (of the transmission) and Decoding,
and this increases the total time of transmittin/receiving.

In HamDRM, a file is codified and transmitted simultaneously. 
And it is decoded at the same time in that is received. There is only a 
small delay between the end of the transmission and the reception 
(some seconds).
To transmit a file needs no more separate coding and decoding as in RDFT.
Just load the file (if not to big), or use Jp2 converter for adjust the
picture file a suitable size in bytes.

The file is divided in blocks (RDFT) or segments (HamDRM). 
The size of segments depends on the mode particularities. 

The Mode A is faster than Mode B but it doesn't support negative effects
caused by multi-path propagation as Mode B, which is more robust. 

The QAM modulation can be in 4 or 16 or 64 vectors or symbols. 
64 QAM is much faster but needs a very good signal to noise ratio (SNR), 
or a high quality channel. 
4 QAM is the slowest but it supports more noise, or smaller SNR. 

Interleaving consists of changing the natural symbols sequence. 
If long (2 seconds), it allows better error correction with slow fading, 
but it causes a little larger delay in the reception.
Short interleaving = 400 ms. 

The occupied band width BW for the HamDRM signal can be set to 2,3 or 
2,5 kHz. The smallest is a little slower and it should be used if the
SSB TX/RX equipments filters are to narrow or have not a flat
transfer function. 

The DC frequency simply refers to the inferior limit of BW, and also 
should be chosen in agreement with the equipments filters. 

The amount of instances is the number of times that a file is transmitted
during one transmission. More than 1 instance allows that if during the
reception of the first instance some segments were not received, they 
will probably be received during the second or third instance, 
correcting the received file. 

Leadin is just a extra time of initial transmission so that the receiver 
can have time to synchronize correctly. 

BSR is an adapted system from BBR of DIGTRX and allows to do a request 
to send only for the missing segments of a received file.

IMPORTANT: 

The requested segments should be transmitted with the same mode 
configuration used to transmit the file for which was made the request. 
But the BSR request can be made in a DIFFERENT mode configuration ! 

The TX mode used by two stations A and B can be DIFFERENT, what allows, 
for example, if the station A has a larger local noise, the station B
uses a more resistant TX mode.

The TX mode is selected by the user (in TX mode) in agreement with 
the propagation and reception conditions of the RECEIVING station.

The RX mode is AUTOMATIC and can be DIFFERENT from the TX mode.


SETUP:


The option " TX mode = Last RX mode " sets the transmission mode in
agreement with the last received mode. It should be used carefully.
See the previous important observation. 

Show pictures anyway:
If in DIGTRX RDFT mode setup the option " Use IrfanView " is checked 
the received image will be shown even with missing segments, but only if 
IrfanView is able to open it. 

The " Mute control " of the " PTT setup " also works in HamDRM mode, 
and it acts when MSC CRC is OK (green led). 

The option " Ext. /Mix. loopback test " allows to decode the own 
transmission. It should only be used for local test. 
It should not be used in bilateral contacts.

Some times, the reception routine has some difficulty to synchronize. 
The button " Reset RX " allows to restart the routine, what is made 
automatically if the option " Auto reset RX " is checked.


Other characteristics of DIGTRX:


A file received in RDFT mode can be retransmited immediately 
(replay) in HamDRM mode. A file received in HamDRM mode can be 
retransmitted with the function " Replay and recodify... " in RDFT mode. 

Since the mean power of RDFT and HamDRM signals are different, DIGTRX 
memorizes automatically different settings of " TX wave out level " 
adjust for each of this two modes. 




Small simplified HamDRM glossary:


MSC MAIN SERVICE CHANNEL: can be modulated in 4QAM, 16QAM or 64QAM. 

FAC FAST ACCESS CHANEL: auxiliary channel always modulated in 4QAM. 
Transmits the station prefix and data on the used TX mode. 

QAM Quadrature Amplitude Modulation: vectorial sum of two waves in 
quadrature and modulated in amplitude, what results in a wave
modulated in phase and amplitude.

CONSTELLATION The points that represent the extremity of the possible
vectors of a QAM wave. All the vectors have origin at the center of the
constellation, or I Q zero coordinates. 

COFDM CODED ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEX Large number of
equaly spaced carriers, with a frequency space between carriers of 1/Tu.
Tu is the useful duration of the symbols impressed on the carriers.
If the receiver integration window time is also Tu, the spectrum of each
modulated carrier will have zero energy on all the other carrier center
frequencies, that is the carriers are orthogonal.

FEC FORWARD ERROR CORRECTION The FEC code inserts supplemental
information in the transmitted data, the CRC, that is used in the 
reception for direct error correction until a certain limit,
without data repetition.

CRC Cyclic Redundancy Check

DIGTRX Old RDFT only version        Versão antiga do DIGTRX (só RDFT)

73, Good luck, Roland PY4ZBZ.