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D-STAR

Come è Nato il D-STAR?

Il D‐STAR, acronimo di “Digital Smart Technologies for Amateur Radio” nasce da una ricerca del governo
giapponese portata avanti dai radioamatori della JARL (The Japan Amateur Radio League) su come le
emergenti tecnologie digitali potessero essere utilizzate con successo anche tra i radioamatori. Il risultato
di questa ricerca iniziata nel 1999 viene alla luce nel 2001 con la pubblicazione delle specifiche del sistema.

ICOM® è la prima casa costruttrice a decidere di utilizzare queste specifiche per lanciare sul mercato una
linea di prodotti commerciali D‐STAR destinati ai radioamatori.
Le prerogative del sistema D‐STAR si possono riassumere come segue:
-Modulazione e codifica digitali con buona protezione dagli errori ed interessanti prestazioni anche
con segnali deboli o affetti da fading (uso mobile e portatile)
-Larghezza di canale contenuta
-Trasmissione simultanea della voce e di dati a bassa velocità (ad esempio dati di posizione dal GPS,
messaggi di testo, telemetria, etc…) nella modalità detta DV
– Trasmissione di dati ad alta velocità (128 Kb/s) nella modalità chiamata DD e fruibile soltanto in
gamma 1200 MHz.
-Possibilità di utilizzare ripetitori “intelligenti” interconnessi tra loro in tutto il mondo.
Digitale contro analogico, ma come funziona?
Come sappiamo in un sistema analogico la frequenza portante viene modulata (variando frequenza, fase o
ampiezza) dal segnale in banda base, ovvero dall’informazione che vogliamo trasmettere.
Ormai tutti abbiamo una certa familiarità con questo tipo di tecnologia e ne conosciamo pregi e difetti.
In un generico sistema digitale l’informazione da trasmettere (tipicamente la nostra voce) viene
campionata, questo significa che ad intervalli di tempo regolari (a frequenza pari ad almeno il doppio della
massima frequenza che intendiamo trasmettere) ne viene letto il valore istantaneo. Ecco che abbiamo
fatto il primo “salto” nel digitale, ovvero abbiamo per così dire trasformato la nostra informazione
analogica e variabile con continuità nel tempo in una serie di… numeri!
I numeri di cui sopra possono assumere infiniti valori, ma noi abbiamo bisogno di limitare questo insieme
per giungere ad un numero finito di bit con cui andremo a codificare e trasmettere l’informazione. Per far
questo viene definito innanzitutto un minimo ed un massimo e di conseguenza una serie di valori finiti
intermedi. Il valore campionato viene quindi fatto coincidere con il valore finito più prossimo, ovvero
facciamo un’approssimazione. Questa operazione viene detta quantizzazione.
Ora disponiamo del nostro segnale in banda base tradotto in una serie finita di valori numerici. Ad esempio
se utilizzassimo 8 bit i valori che può assumere ogni campione sarebbero 256, in binario da 00000000 a
11111111.
Tutto questo ci permette adesso di “manipolare” questi numeri prima della trasmissione vera e propria
utilizzando diversi algoritmi e metodi matematici con due scopi principali:
1. Proteggere l’informazione dagli errori che inevitabilmente dopo la trasmissione ci potranno essere a
causa di fading, riflessioni, etc… e far sì che il ricevitore possa poi correggere efficacemente questi errori
applicando un’operazione inversa. Quello che in analogico percepiamo come fruscio, rumore, distorsione,
etc… in questo caso si tradurrebbe al ricevitore come un “numero sbagliato” o nel peggiore dei casi mai
ricevuto!
2. Aumentare l’efficienza del sistema, utilizzando ad esempio metodi di compressione, ovvero trasmettere
l’informazione desiderata occupando meno banda possibile. Qualcosa di simile a quello che succede con
l’audio degli MP3 che tutti conosciamo!
Questa nostra informazione ora può essere incapsulata in quello che è il protocollo di trasmissione! Ovvero
di quello standard che definisce e si occupa nello specifico con ulteriori dati aggiuntivi di gestire come
avviene lo scambio di informazioni tra le diverse stazioni.
Ad esempio nel caso del D‐STAR vengono aggiunti dati come il nostro nominativo, quello del
corrispondente, del ripetitore che intendiamo usare, etc…
Ecco che siamo pronti ad effettuare la trasmissione vera e propria ovvero a modulare la nostra frequenza
portante per trasmettere quella serie di numeri 1 e 0 che i procedimenti sopra descritti hanno prodotto!
Così come in analogico abbiamo diversi tipi di modulazione (AM, FM, SSB, etc…) così per il digitale ancor di
più esistono alcune varianti pensate appositamente per migliorare l’efficienza di una trasmissione
numerica.
Tra le più semplici modulazioni digitali c’è l’FSK (Frequency Shift Keying) dove i due valori 0/1 da
trasmettere vengono fatti coincidere con due frequenze note a cui viene fatta variare la portante. Ecco,
questa è praticamente quella che tutti meglio conosciamo perché utilizzata per il packet radio ed in APRS!
Per la precisione in packet radio a basse velocità (1200 bps), viene utilizzata l’ancor più semplice AFSK
(Audio Frequency Shift Keying), dove la modulazione dei due toni avviene direttamente in banda base.

Il Gateway e l’interconnessione dei ripetitori DSTAR

Una delle prerogative che rendono interessante il sistema D‐STAR, è la possibilità di interconnettere i
diversi ripetitore sia voce che dati.
Anche questa parte del protocollo D‐STAR è stata pubblicata, ma a quanto risulta sembra che tale
documentazione sia disponibile soltanto in giapponese! ICOM è oggi l’unico fornitore del software
Gateway, così come dei ripetitori.

Il funzionamento generale della rete
Ogni ripetitore ICOM è composto da una unità di controllo a cui si possono connettere fino a 4 moduli
radio (144MHz DV, 430MHz DV, 1200MHz DV e 1200MHz DD).
Le diverse porte radio vengono contraddistinte da una lettera che poi andremo ad utilizzare anche nel
settaggio delle radio: C ‐> 144 MHz, B ‐> 430 MHz, A ‐> 1200 MHz DV, A ‐> 1200 MHz DD
La connessione al Gateway viene specificata con la lettera G.

Al controller è connesso un PC con disponibile la rete Internet per collegarsi alla rete TCP/IP o la rete
locale se si desidera interconnettere due ripetitori su di una generica rete ,a sua volta nel Pc viene installato il Software di gestione del Gateway, il quale la maggior parte delle Volte viene installato su Sistemi Linux!

Nelle prime versioni del software era indispensabile avere un IP fisso pubblico per la connessione
alla rete Internet, ora con la versione G2 questo limite è stato rimosso e l’IP fisso è necessario soltanto peri
Trusted Server.
I Trusted Server sono installazioni particolarmente affidabili e con buona disponibilità di banda che
gestiscono ad alto livello l’interconnessione dei singoli Gateway.

Ogni Gateway mantiene delle tabelle che sincronizza periodicamente con il Trusted Server in cui
memorizza principalmente i nominativi degli utenti, il loro Gateway di riferimento e l’indirizzo degli altri
Gateway della rete. Questo sistema permette di effettuare chiamate generiche verso un particolare
ripetitore della rete o mirate ad esempio ad un singolo radioamatore.

Le applicazioni del DSTAR
Esistono parecchi applicativi e progetti nati per sfruttare le caratteristiche del D‐STAR e dare un senso
compiuto alle possibilità di questa tecnologia.
Vediamone alcuni di seguito.
– Posizionamento tramite GPS, APRS, D‐PRS
Il protocollo D‐STAR prevede un formato simile a quello dell’APRS per l’invio/ricezione della propria
posizione sfruttando il modo DV. Il principale vantaggio è quello di poter inviare la posizione e
contemporaneamente parlare su un ripetitore o frequenza simplex. L’APRS non è direttamente
interoperabile con il formato digitale ed è per questo che sono sorti alcuni progetti di software per
interfacciare/convertire l’analogico con il digitale e viceversa. Ad esempio i dati sulla posizione
inviati dagli utenti che parlano su un ponte in D‐STAR possono essere ri‐trasmessi in APRS a 144.800
MHz.

– Invio messaggi di testo, chat;

– D‐StarLet è un’applicazione di tipo client/server dove il server è connesso alla radio D‐STAR via
porta seriale RS232 e sfrutta i dati a bassa velocità del modo DV. I client possono collegarsi al server
via LAN utilizzando il loro browser ed inviare/ricevere messaggi sull’interfaccia radio.

– D‐RATS permette l’utilizzo chat ed il trasferimento di files. Scritto in linguaggio Python permette
di girare su qualsiasi sistema operativo, previa installazione dell’interprete Python sul computer.

– Invio di immagini.

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