DRM30 sui 5 MHz

Qualche giorno fa sintonizzando i 5 MHz mi sono imbattuto in un segnale DRM-Digital Radio Mondiale, o meglio DRM30, con provenienza la solita postazione sulla collina torinese...

Il DRM è l'unico sistema mondiale di trasmissione digitale, non proprietario, previsto per le onde lunghe/medie e corte che utilizza le stesse frequenze e antenne assegnate al servizio di radiodiffusione in AM fino ai 30 MHz: ecco anche spiegato il nome DRM30.

Nei primi mesi del 2005 il consorzio DRM ha scelto di dare il via allo sviluppo di una versione che potesse esser utilizzata nelle frequenze superiori ai 30 MHz. Nell'agosto 2009 è stato quindi standardizzato dall'ETSI lo standard DRM+ (Modo E) con utilizzo tra i 30 MHz e 174 MHz.

Ma torniamo ai "nostri" 5 MHz.  

Il CSP di Torino (www.csp.it e http://rd.csp.it/), con apposita autorizzazione, sta effettuando test a bassissima potenza per la ridistribuzione sul territorio di dati acquisiti da sensori, attraverso le funzionalità del protocollo MOT il "Multimedia Object Transfer" fornito insieme al segnale DRM.  Quindi, per il momento, non aspettatevi nessun audio!

La decodifica migliore l'ho ottenuta tramite un ricevitore SDR Perseus, il VAC-Virtual Audio Cable per reindirizzarne il flusso e l'ultimissimo software DREAM v1.17 con il normale avvio dell'applicativo da file eseguibile oppure con l'avvio da linea di comando con la selezione I/Q del canale di input (DREAM -c 3).

Sintonizzati i 5000 kHz e attivato il bottone della modulazione "DRM" dopo pochi secondi di sincronizzazione si leggerà nella finestra di Dream la Station Label "CSP DRM TEST" con attivo il primo canale dati a 15.32 kbps del MOT (con trasmissione di una pagina web del CSP)

Poco dopo sarà possibile visualizzare completamente la pagina caricata, nonostante alcuni problemi di sincronizzazione dei segnali ancora in fase di sistemazione...

Questo non è l'unico sistema per poter "vedere" qualcosa. Risultati simili sono ovviamente possibili con altri ricevitori e software, complicandone solo leggermente la catena...

RATEMONKEY + DRM SOFTWARE RADIO

In questo caso, tramite l'hardware di Perseus e il software RATEMONKEY (in quanto in Perseus il modo DRM utilizza 8 kHz per il centro frequenza insufficienti per i 12 kHz richiesti dal software Fraunhofer) è possibile convertirne l'input e utilizzare il decoder "DRM Software Radio v2.0.38". Eccone uno screen.

RATEMONKEY + SODIRA

Tentando una veloce carrellata dei parametri di sistema evidenziati da DREAM, si possono indicare:

• SNR - rapporto tra segnale e noise rilevato dalle celle FAC
• MSC WMER / MSC MER - rapporto degli errori di modulazione (pesato e non) nella cella dell'MSC
• DC Frequency - valutazione dello scostamento della DC
• Sample Frequency Offset - stima dello scostamento tra frequenza di campionamento scheda audio PC e convertitore digitale/analogico del trasmettitore
• Doppler / Delay - indica la frequenza Doppler calcolata nel dominio di tempo
• MSC CRC - indica lo stato del Main Service Channel con le informazioni dell'audio e dati
• SDC CRC - indica lo stato del Service Description Channel (nome emittente, formato dati, ecc..)
• FAC CRC - indica la sincronizzazione del Fast Access Channel, uno dei canali logici della tecnologia digitale della modulazione di ampiezza in quadratura (QAM).
• Frame Sync - indica lo stato di sincronizzazione del DRM
• Time Sync Acq - indica lo stato di acquisizione della sincronizzazione temporale
• I/O Interface - indica lo stato di attività della scheda audio del PC
• DRM Mode / Bandwidth -  (B / 9 kHz) secondo gli standard DRM selezione del canale nel dominio del tempo e della frequenza con la maggiore ampiezza del ritardo. Più avanti verrà meglio approfondito l'aspetto tecnico e operativo.
• Interleaver Depth - (2 sec) intervento temporale lungo sul "symbol interleaving" per una migliore correzione degli errori in caso di fluttuazione del segnale
• SDC/MSC Mode - (16 QAM/SM 64-QAM) indica il tipo di modulazione QAM dei rispettivi canali.
• Prot.Level (B/A) - (0/0) indica il livello di protezione dagli errori nella codifica del canale
• Number of Services - (Audio: 0 / Data: 1) indica che è attivo un solo canale dati
• Received time/date - indica (in questo caso errata!!) l'ora UTC e la data veicolata dalla trasmissione DRM.

Ho testato anche il ricevitore Excalibur della Winradio tramite il plug-in DRM incorporato. Il segnale viene immediatamente riconosciuto ed identificato, tuttavia per qualche motivo non noto, il servizio MOT (normalmente funzionante con il classico "Journaline") funziona solo in parte evidenziando la presenza di un "Broadcast Website" ma nulla di più...

Per la generazione del segnale DRM30 si è utilizzato il modulatore DRM Spark (http://www.drm-sender.de/). Il software in versione demo è in grado di generare un segnale DRM avendo in ingresso audio e/o dati. In questa fase sperimentale di test si è valutata l'opportunità di sfruttare la capacità di questa modulazione digitale per la trasmissione dati, in particolare si è utilizzata la funzionalità MOT, trasferendo una pagina HTML statica. La componente audio verrà introdotta nei prossimi test in via di sviluppo, in modo da poter verificare complessivamente tutte le funzionalità del sistema.

Il modulatore Spark è stato configurato in Modo B per avere un fattore di protezione dagli errori discreto rispetto alla velocità di trasmissione e con larghezza di banda di 9 kHz. Il software mette a disposizione tutti i modi DRM con le rispettive larghezze di banda e sono in fase di test anche i diversi modi DRM (A, B, C, D) per evidenziare le possibili criticità in campo aperto e il miglior rapporto throughput-protezione errori.  Il segnale così generato è stato salvato in formato wav campionato a 48 kHz a 16 bit per canale. Il wav rappresenta un ottimo strumento per il trasferimento di informazione I/Q per questo tipo di segnale. Il segnale viene riprodotto tramite Videolan, prestando attenzione al volume di riproduzione, in quanto potrebbe saturare lo stadio di uscita compromettendo la qualità del segnale. Per ridurre al minimo la latenza di riproduzione e l'eventuale discontinuità del segnale, sono in fase di validazione altri strumenti di riproduzione del file audio (come ad esempio "padsp", applicazione Linux Pulse Audio) e filtri audio digitali (ad esempio "sox", utility di Linux per la gestione da riga di comando di segnali audio). 

Per la trasmissione del segnale wav viene collegata al PC una scheda audio esterna tramite USB, in particolare viene utilizzato un  convertitore analogico-digitale USB (http://www.nti-online.de/eUSB-DAC-48.htm). 

Per portare il segnale ad una frequenza di lavoro di 5 MHz si è utilizzato il dispositivo Diragen30 (http://www.nti-online.de/edrg30.htm) collegato all'uscita analogica del DAC con frequenza intermedia di 12 kHz. 

Infine, il segnale è stato amplificato tramite l'amplificatore dello stesso costruttore dei precedenti apparati (http://www.nti-online.de/ePostAmp1-150.htm). I suddetti dispositivi sono stati scelti per questo esperimento in quanto, oltre ad avere le caratteristiche hardware necessarie e richieste per una trasmissione DRM, vengono pubblicizzati sul loro sito come "Official DRM Supporter (Digital Radio Mondiale)".

Il software utilizzato con licenza freeware, ha in questa prima fase di test dato dei problemi di discontinuità riscontrabili nella perdita del sincronismo al ricevitore. Causa di fastidiosa interruzione di ricezione per gli utenti in ascolto su questa frequenza. Il test verrà quindi continuato sia per ovviare ai problemi trasmissivi, inclusa l'ottimizzazione della parte RF, sia per dinamizzare ed arricchire la parte multimediale permessa dallo standard DRM30.

Eventuali rapporti d'ascolto e domande potranno essere inviate a:  DRM@csp.it 

In figura 1 viene riportato un esempio della configurazione di generazione e trasmissione del segnale DRM in esame.

Figura 1: Schema a blocchi sistema trasmissione DRM

Paolo Romani - iz1mll