М17 (любительское радио)

M17 — это режим цифровой радиомодуляции, разработанный Войцехом Качмарским ( позывной любительского радио SP5WWP) и др. ^[1]^[2]^[3]^[4]^[5]^[6] М17 в первую очередь предназначена для голосовой связи в УКВ любительском радиодиапазоне и выше. Проект получил грант Ассоциации радиолюбителей цифровой связи в 2021 году. ^[7] и 2022 год. ^[8] Протокол был интегрирован в несколько аппаратных и программных проектов. ^{[ нужна ссылка ]}. В 2021 году Качмарски получил премию ARRL за технические инновации за разработку протокола цифровой радиосвязи с открытым исходным кодом, что привело к дальнейшему развитию любительского радио. ^[9]

Технические характеристики

M17 использует технологию множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), в которой разные потоки связи разделяются по частоте и работают одновременно. Он использует 4800 символов в секунду, 4-уровневую частотную манипуляцию (4FSK) с корневым фильтром Найквиста , применяемым к битовому потоку. Радиоканалы имеют ширину 9 кГц, разнос каналов 12,5 кГц. Общая скорость передачи данных составляет 9600 бит в секунду, фактическая скорость передачи данных — 3200. Передача, называемая потоком , делится на кадры длиной 40 миллисекунд , к каждому из которых добавляется 16-битное слово синхронизации. Группа из 6 кадров образует суперкадр и необходима для декодирования данных информации о канале. Протокол обеспечивает низкоскоростную передачу данных (вместе с голосом), например, данные о местоположении GNSS . Режим успешно передан через EchoStar XXI. ^[10] и QO-100 ^[11] геостационарные спутники. Спецификация протокола выпущена под лицензией GNU General Public License .

Кодирование голоса

M17 использует Codec 2 , голосовой кодек с низким битрейтом, разработанный Дэвидом Роу VK5DGR и др. Кодек 2 был разработан для использования в любительском радио и других голосовых приложениях с высокой степенью сжатия. Он основан на линейном прогнозирующем кодировании со смешанным гармоническим синусоидальным возбуждением. Протокол поддерживает режимы 3200 (полная скорость) и 1600 бит в секунду (половинная скорость).

Контроль ошибок

Для контроля ошибок используются три метода: двоичный код Голея , проколотый сверточный код и перемежение битов . Кроме того, «исключающее ИЛИ» перед передачей между битами данных и заранее определенным декорреляционным псевдослучайным потоком выполняется операция будет как . Это гарантирует, что в основной полосе можно больше переходов символов.

Функции приложения

Протокол M17 был в первую очередь разработан для использования в любительской радиосвязи.

Кодирование позывного : 48-битное поле, содержащее до 9 буквенно-цифровых символов, устраняет необходимость в централизованной базе данных идентификаторов пользователей.
Шифрование :
- Шифрование битового скремблера: псевдослучайная двоичная последовательность , созданная путем объединения исключающей или побитовой операции над потоком аудио или данных и регистра сдвига с линейной обратной связью с использованием одного из трех полиномов обратной связи с периодами повторения 255, 65 535 и 16 777 215 бит.
- Шифрование AES : 128-битный блочный шифр, работающий в режиме CTR с выбираемым пользователем 128-, 192- или 256-битным ключом.
Медленноскоростной боковой канал для короткой и повторяющейся передачи данных, например данных о местоположении GNSS или телеметрии.
Текстовые сообщения.

Аппаратная поддержка

После небольшой аппаратной модификации портативные трансиверы TYT MD-380, MD-390 и MD-UV380 можно прошить специальной бесплатной прошивкой с открытым исходным кодом. ^[12] чтобы включить поддержку M17.

Соединение с другими режимами

Существуют связи между M17 и другими цифровыми голосовыми режимами, а также сетями, подключенными к Интернету, причем несколько сетей обеспечивают доступ к M17. Режимы мостового соединения включают DMR , P25 , System Fusion, D-STAR , NXDN , AllStarLink, EchoLink и IRLP . ^[13]^[14]^[15]^[16]^[17]^[18]

М17 через IP

Узлы доступа и повторители ^[19] можно соединить с помощью отражателей . Во всем мире существует более 180 отражателей M17 (январь 2024 г.). ^[20]

История

Проект был начат в 2019 году Войцехом Качмарским в Варшаве , Польша . Местный радиолюбительский клуб, членом которого он был, занимался цифровой голосовой связью. Качмарски, поэкспериментировав с TETRA и DMR , решил создать полностью непатентованный протокол и назвал его в честь почтового адреса клуба — Мокотовска 17. Поскольку каждая часть протокола должна была быть с открытым исходным кодом, Codec 2 был выпущен под лицензией GNU GPL. 2, был выбран в качестве кодировщика речи.

Приложения и проекты с поддержкой M17

OpenRTX — бесплатная прошивка с открытым исходным кодом для радиолюбителей.
WPSD - пакет программного обеспечения для цифровой голосовой связи для персональных точек доступа и ретрансляторов любительского радио
DroidStar — цифровой голосовой клиент для Android
SDR++ - мультиплатформенный радиоприемник с открытым исходным кодом, определяемый программным обеспечением.
SDRangel - мультиплатформенный радиоприемник/передатчик с открытым исходным кодом, определяемый программным обеспечением
OpenWebRX - программно-определяемый радиоприемник с веб-интерфейсом
mrefd - отражатель М17 ^[21]
rpitx — универсальный радиочастотный передатчик для Raspberry Pi ^[22]
dsd-fme — цифровой декодер речи ^[23]
mvoice — голосовой клиент и приложение графического ретранслятора (Raspberry и Linux) ^[24]

См. также

Ссылки

^ Запись в блоге Дэна Романчика (KB6NU) о проекте M17 (ноябрь 2019 г.)
^ Журнал "Świat Radio", выпуск 11/2020, с. 50: «Трансивер ТР-9», статья о M17 (польский).
^ Подкаст Ham Radio 2.0, эпизод «Проект M17 - Новый цифровой режим радиолюбителя» (сентябрь 2021 г.)
↑ Linux в подкасте Ham Shack, серия 396: «M17 Deep Dive» (март 2021 г.)
^ Запись в блоге Дэвида Роу (VK5DGR) "M17 Open Source Radio" (август 2020 г.)
^ "Цифровая радиосистема с открытым исходным кодом M17", подкаст Ham Radio Workbench (декабрь 2019 г.)
^ Грант: Открытый протокол M17 (апрель 2021 г.)
^ Грант: Популяризация, исследования и разработки проекта M17 (сентябрь 2022 г.)
^ Совет директоров ARRL вручает награды
^ Тестирование M17 на Echostar XXI на 10 ° восточной долготы.
^ Запись в Твиттере AMSAT-DL об эксперименте с широкополосным транспондером QO-100 M17 (апрель 2021 г.)
^ OpenRTX - бесплатная прошивка с открытым исходным кодом для радиолюбителей.
^ Страница Дугласа Маклейна (AD8DP) на GitHub.
^ Австралийская многомодовая сеть
^ Радиосеть Прайда
^ Модуль FreeSTAR-X
^ Многомодовая сеть VoIP/RoIP ANZEL
^ Мост USRP2M17
^ Список повторителей M17 RepeaterBook.
^ Список отражателей M17
^ Эрли, Том (9 сентября 2023 г.), MREFD , получено 3 декабря 2023 г.
^ F5OEO (02 декабря 2023 г.), О rpitx , получено 3 декабря 2023 г. {{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
^ lwvmobile (02 декабря 2023 г.), Цифровой декодер речи - Florida Man Edition , получено 3 декабря 2023 г.
^ н7тае. «M17 Digital Voice, теперь использует FLTK» . {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

Ссылки по теме

[1] Запись в блоге Дэна Романчика (KB6NU) о проекте M17 (ноябрь 2019 г.)

[2] Журнал "Świat Radio", выпуск 11/2020, с. 50: «Трансивер ТР-9», статья о M17 (польский).

[3] Подкаст Ham Radio 2.0, эпизод «Проект M17 - Новый цифровой режим радиолюбителя» (сентябрь 2021 г.)

[4] Linux в подкасте Ham Shack, серия 396: «M17 Deep Dive» (март 2021 г.)

[5] Запись в блоге Дэвида Роу (VK5DGR) "M17 Open Source Radio" (август 2020 г.)

[6] "Цифровая радиосистема с открытым исходным кодом M17", подкаст Ham Radio Workbench (декабрь 2019 г.)

[7] Грант: Открытый протокол M17 (апрель 2021 г.)

[8] Грант: Популяризация, исследования и разработки проекта M17 (сентябрь 2022 г.)

[9] Совет директоров ARRL вручает награды

[10] Тестирование M17 на Echostar XXI на 10 ° восточной долготы.

[11] Запись в Твиттере AMSAT-DL об эксперименте с широкополосным транспондером QO-100 M17 (апрель 2021 г.)

[12] OpenRTX - бесплатная прошивка с открытым исходным кодом для радиолюбителей.

[13] Страница Дугласа Маклейна (AD8DP) на GitHub.

[14] Австралийская многомодовая сеть

[15] Радиосеть Прайда

[16] Модуль FreeSTAR-X

[17] Многомодовая сеть VoIP/RoIP ANZEL

[18] Мост USRP2M17

[19] Список повторителей M17 RepeaterBook.

[20] Список отражателей M17

[21] Эрли, Том (9 сентября 2023 г.), MREFD , получено 3 декабря 2023 г.

[22] F5OEO (02 декабря 2023 г.), О rpitx , получено 3 декабря 2023 г. {{citation}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[23] wvmobile (02 декабря 2023 г.), Цифровой декодер речи - Florida Man Edition , получено 3 декабря 2023 г.

[24] н7тае. «M17 Digital Voice, теперь использует FLTK» . {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]

v т и Любительское радио цифровыми видами
Частотная манипуляция (FSK)	РТТИ АМТОР / СИТОР ПОДРЯДЧИК КЛЕВЕР2000 Пакетная радиосвязь ( Bell 103 Белл 202 ) М17
Множественная частотная манипуляция (MFSK)	Оливия МФСК Конкурсы JT65 ФСК441 ДЖТ6М ПОДДЕРЖИВАТЬ FT8
Фазовая манипуляция (PSK)	ПСК31 ПСК63 Q15X25
КОФДМ	МТ63 (на базе ПСК)
Нетрадиционные цифровые виды	Адский Писатель (Поле Ад) Вкл-выкл. манипуляция Непрерывная волна Модулированная непрерывная волна Импульсная модуляция Расширение спектра со скачкообразной перестройкой частоты (FHSS) Расширение спектра прямой последовательностью (DSSS) AMPRNet ДАПНЕТ