Click on image for full sizeDATV project groep opgericht
Op 10 December 1998 werd aan de leerstoel Communicatie techniek van de Bergische Universiteit Wuppertal de projectgroep DATV opgericht. De aanzet hiertoe kwam van de DARC voorzitter Roergebied OM Alfred Reichel DJ1QM.
De project groep wordt ideeel en naar mogelijkheid ook financieel ondersteund door de vier omliggende distrikten nl:
G Keulen-Aken distrikts voorzitter OM Alfred May,DJ1KF
R Noordrijn distrikts voorzitter OM Rolf Kuehn,DL1FAG
O Westfalen distrikts voorzitter OM Ludwig Kalle,DJ4VF
L Roergebied distrikts voorzitter OM Alfred Reichel,DF1QM
Door het DARC bestuur werd verdere ondersteuning toegezegd.
Tot de project groep zelf behoren:Uwe Kraus DJ8DW groeps leider,OM Hans-Juergen Schmitz DJ8VR,OM Christoph Heiner DL1EIN,OM Peter Ehrhard,DL9EH alsook enkele wetenschappelijke medewerkers van de leerstoel,die nog geen amateur licentie hebben.
In het oprichtings statuut van de projectgroep ,dat door de leden van de groep en de bovengenoemde distrikts voorzitters ondertekend is,zijn onder meer de verder op beschreven doelen van de project groep vastgelegd.
Aan de Bergische Universiteit werd inmiddels een project gebonden bijdrage rekening geopend .Hierop kan door alle geinterresseerden een bijdrage gestort worden.Verder zorgt de hogeschool vertegenwoordiging voor een kontroleerbaar en korrekt gebruik van de al binnengekomen en nog te ontvangen bijdragen.
Voordat men zich intensief gaat bezighouden met het ontwikkelen van een nieuw systeem moet men eerst de nagestreefde verbeteringen tegenover de huidige toestanden zetten.Het toch wel belangrijkste doel is overdracht van een televisie beeld met een duidelijk gereduceerde HF-bandbreedte.Zo is bijvoorbeeld de situatie in de 70 cm band ,waar een met analoog restzijband-modulatie werkend ATV station het grootste deel van de band in beslag neemt en dus interferreerd met andere systemen,in de toekomst niet meer akseptabel.Van de andere kant is juist de 70 cm band ,vanwege de goede dx condities ,onontbeerlijk voor ATV.Voor toekomstige ATV uitzendingen is in de 70 cm band het gedeelte van 433-435 mHz voorzien,zodat de verschillende amateur systemen naast elkaar en voor iedereen akseptabel bestaan kunnen.
Overdracht van goede televisie beelden met slechts 2 mHz bandbreedte is slechts mogelijk met een digitaal systeem.Verder is bij gelijk blijvend vermogen en gelijk blijvende beeld kwaliteit de haalbare reikwijdte groter.Digitale overdrachts systemen maken een foutenbeschermings codering mogelijk ,die overdrachts fouten grotendeels korrigeert.Het spectrum van een digitaal gemoduleerde HF-draaggolf is binnen bepaalde grenzen te houden en kan op minimale interferrentie getrimt worden.
DATV laat zich met andere digitale systemen kombineren .Bijv.. packet radio met hoge datastromen en alsook met moderne multimedia technieken.Vooral het laatste kan vooral PC fans de weg naar amateur radio aantrekkelijk maken.Het kreatieve bezig zijn met DATV brengt de OM met hoog interressante hoogfrequente overdrachts technieken en systemen in kontakt.
De digitalisering van beeld en geluidssignalen,dwz de aftasting van het analoge signaal,de quantisering en de binaire codering leidt allereerst tot een Puls Code Modulatie (PCM).Het overbrengen van PCM-signalen over een HF-kanaal vereist een bandbreedte die wezenlijk groter is dan het oorspronkelijke analoge signaal.
Data kompressie systemen verwijderen aan de zendzijde uit het signaal de irrelevante informatie en redundantie(het overbodige).Dit laatste wordt in de ontvanger weer gerekonstrueerd.Alleen de zuivere relevante informatie wordt uitgezonden;de daarvoor benodigde kanaal bandbreedte is duidelijk kleiner dan bij het analoge signaal,waarbij de menselijke waarnemer het in de ontvanger gerekonstueerde beeld en geluid nauwelijks van het analoge origineel kan onderscheiden.Een over de hele wereld gestandariseerd kompressie systeem is MPEG (Motion Picture Experts Group).MPEG-1 levert bij een datastroom van ongeveer 1.5 Mbit/sec een video cd kwaliteit..MPEG-2 levert bij een datastroom van 5-6 Mbit/sec de van kabel tv en digitale sateliet tv bekende omroep kwaliteit.
Het spectrum van de digitaal gemoduleerde HF-draaggolf moet vooral voor onze toepassingen kompakt zijn,dwz dat de zend energie in een zo smal mogelijk spektrum gekoncentreerd moet zijn.Het digitaal gemoduleerde zendsignaal zou gemakkelijk gemaakt en zonder problemen versterkt moeten kunnen worden en gemakkelijk te demoduleren zijn in de ontvanger.Het modulatie systeem,dat zich zeer goed bewezen heeft in de mobiele telefonie ,GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying),lijkt voor DATV,in elk geval in het begin,zeer geschikt te zijn.Het gemoduleerde signaal kan verregaand als een FM signaal behandeld worden zodat MPEG-1 beelden op 70 cm binnen het genoemde frequentie bereik goed te verzenden zijn.Breedband systemen met MPEG-2 beelden en een bandbreedte van ca.8 mHz zijn goed denkbaar voor 23 cm en hoger.
Het voor de terrestrische digitale tv in Europa geaksepteerde OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)modulatie systeem als ook het in de USA gebruikte 8-VSB(acht trappen restzijband modulatie)en het bij kabel tv gebruikte QAM (Quadratuur Amplitude Modulatie)zijn in principe ook voor DATV bruikbaar.Zij laten de overdracht van grote datastromen toe binnen gelijke bandbreedte,dwz men zou met een 2 mHz breed smalband systeem,ook MPEG-2 beelden op 70 cm kunnen overbrengen.Dergelijke systemen zijn echter gekompliceerder en vereisen een zeer lineaire versterking alsmede een betere HF-stoorafstand aan de ontvanger ingang.
Data beschermings codering
Aan de datagereduceerde datastroom wordt aan de zendzijde een kunstmatige redundantie(extra bits) toegevoegd waardoor de ontvanger bitfouten kan korrigeren,die door ruispieken of andere oorzaken kunnen optreden.Men kan blok codes (Block coding)of vouw codes of een kombinatie van beiden gebruiken.Indien vele bitfouten na elkaar optreden(bundelfouten ,burst errors)dan kan het korrektie systeem de fouten niet meer korrigeren.Een interleaver aan de zendkant verwisselt de rijen-volgorde van de signaal segmenten;een de-interleaver in de ontvanger herstelt weer de oorspronkelijke volgorde.Hierdoor worden bundel fouten weer in enkel fouten omgezet waardoor die weer decodeerbaar geworden zijn.
Door reflekties tegen bergen of gebouwen onstaan in de ontvangst antenne in tijd verschoven en in amplitude en fase verschillende signalen.Hierdoor ontstaan bij analoge modulatie geestbeelden;bij digitale modulatie is ,zonder tegenmaatregelen,geen decodering mogelijk.Aan zendzijde voegt men in regelmatige afstanden trainingsvolgorden toe ,die aan de ontvanger bekende bit volgorde hebben.Hierdoor is de ontvanger in staat om,dmv een zich automatisch instellend digitaal filter,het signaal te onstoren.
DATV-proef uitzendingen
De eerste test werden al in de herfst van 1996 over een afstand van 50 km gedaan (van DJ8DW naar DL8EWZ) om de principieele maakbaarheid van DATV met amateur middelen uit te proberen.Er werd van GSMK gebruik gemaakt om stilstaande beelden via een speciaal ontwikkelde insteekkaart in een "zend pc" met 1.5 Mbits/s naar een "ontvang pc" te zenden ,alwaar ze op een Hard disk werden vastgelegd.Deze tests waren in de zomer van 1995 vooraf gegaan door proeven in de regio wuppertaal/Haan met toevalsdata ,waaraan ook DL1EIN,DJ8VR en DC3DJ deel namen;onderzocht werden de oogdiagrammen achter de demodulator.
Naast het beleven van deze gelukte proeven is echter ook een lange lijst van noodzakelijke verbeteringen en vervolmaking van de proef apparatuur ontstaan,waarmee in het tweede,volledig nieuw gebouwde zend-en ontvang gedeelte,rekening is gehouden.
Hiermee werden in September 1998 zend proeven gedaan op 70 cm over een afstand van 100 km van Wuppertaal naar Someren(bij Eindhoven).Er werden MPEG-1 gecodeerde bewegende kleuren beelden met geluid in "Echtzeit"dwz met originele snelheid en met een datastroom van praktisch 2 Mbit/s uitgezonden.De bewegende beelden kwamen van een video cd.De proeven werden zonder fouten beschermings codering en kanaal ontstoring gedaan(deze worden natuurlijk later wel toegepast).Het HF-uitgangs vermogen bedroeg 80 watt.Als zendantenne werd een 19-over 19 elements long yagi gebruikt en als ontvangst antenne een groep van 4 x 19 elements long yagi.Het ruisgetal van de ontvanger plus voorversterker bedroeg ca.1.5db met een ongeveer 35 meter lange verliesarme antennekabel.
Zend-en ontvang gedeelten zijn modulair opgebouwd met gedefinieerde aansluitingen zodat een eventueel verder ontwikkelde module gemakkelijk uitgewisseld kan worden.Nieuw in ontwikkeling zijnde modules voor Fouten beschermings codering (Fec),Kanaalontstoring en MPEG-encoder / decoder voor live uitzendingen kunnen zo gemakkelijk worden bijgeplaatst.
Doelstellingen van de project groep
Overeenkomend met het oprichtings protocol zouden in de loop van het jaar 1999 4 DATV stations ,gebaseerd op de tot nu gedane werkzaamheden,gerealiseerd moeten zijn en aan de vier genoemde distrikten voor proeven ter beschikking gesteld moeten worden.Er wordt aan gedacht om de ATV club mededelingen in MPEG-1op een harddisk of CD vast te leggen en op 70 cm uit te zenden.Hiermee kan vrijwel het gehele gebied Noordrijnland-Westfalen verzorgt worden.Vanaf dan zullen de 70cm analoge ATV uitzendingen stoppen.
Een verdere doelstelling is om de printplaten voor de modules goed na-bouwbaar en de bedieningssoftware ter beschikking te stellen om de creactieve eigenbouw te stimuleren.Een belangrijk punt is het ter zo snel mogelijk ter beschikking komen van ontvangers,zodat vele geinteresseerde amateurs de club uitzendingen kunnen ontvangen en daarmee hun eigen ervaringen kunnen opdoen.Op amateur bijeenkomsten moeten concepten en gedetailleerde schakelingen voorgesteld als ook publiek gemaakt worden in tijdschrift artikelen.De eerste "buiten regionale"bijeenkomst zal de ATV bijeenkomst op 10 april 1999 in Gladbeck ,distrikt Roergebied ziin.
De verdere op het ogenblik in Wuppertaal in ontwikkeling zijnde projecten zullen stap voor stap in het project ingebracht worden.Met hardware ondersteuning van buiten de Universiteit wordt gewerkt aan een MPEG encoder / decoder,die onafhankelijk van de pc werkt en tussen de camera en de digitale ingang van de zender geplaatst kan worden.
In een parallel lopend project wordt aan een MPEG-2 encoder gewerkt.Het prototype van een GMSK modulator.die tussen 1.5 en 8 Mbit/s gebruikt kan worden,funktioneert reeds.Proeven met MPEG-2 op 23 cm zijn in voorbereiding.De werkzaamheden aan de fouten korrektie en kanaalonstoring hebben goede vooruitgang gemaakt.Een verder proefgebied betreffen de antenne en de uitbreidings condities bij horizontale,vertikale en circulaire polarisatie.
De project groep wil graag een bijdrage leveren aan de technologische verder-ontwikkeling van amateurradio;sinds de ondervonden ondersteuning en de officieele oprichting van de project groep,wordt er met veel "elan"verder gewerkt.
Aldus naar beste kunnen vertaald.Er zullen wel wat germanismen in zitten.Ook is het niet altijd gemakkelijk om sommige uitdrukkingen uit het Duits in het Nederlands te vertalen.(al eens geprobeerd met "ueberhaupt"?).
Op een enkele plaats heb ik iets toegevoegd ;herkenbaar aan de blauwe kleur.
De drie bij het artikel horende foto's vindt u hieronder.
Arthur EA5FIN
Click on image for full size
Links - Enige bouwgroepen van de huidige DATV proef apparatuur
Midden - DJ8DW geeft uitleg over de proef apparatuur
Rechts - Deelnemers aan de oprichtings bijeenkomst in het TV labaratorium van de Universiteit Wuppertaal