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87443e1fb0
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但是由于数字语音需要进行采样,因此在信号质量非常好的情况下,其声音质量会不如模拟语音。此外,当信号质量极差导致纠错功能无法恢复信号时,数字语音会直接失效,而模拟语音仍可以由人脑的完形功能补全声音。
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因此数字语音虽然在大部分情况下都占据优势,但在信号质量极好和极差时,反而不如传统的模拟FM信号。
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绝大部分数字语音都用于UHF和VHF频段,不过专用于业余无线电的几种模式都具有在短波FM频段(29.51-29.7MHz)中使用的能力,其中FreeDV更是专为短波所打造的模式,因此可以与SSB一样在各个允许语音的短波频段使用。
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绝大部分数字语音都用于VHF和UHF频段,不过专用于业余无线电的几种模式都具有在短波FM频段(29.51-29.7MHz)中使用的能力,其中FreeDV更是专为短波所打造的模式,因此可以与SSB一样在各个允许语音的短波频段使用。
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数字语音大致可分为专用于业余无线电的数字语音模式和用于商用/公共机构的专业数字语音模式。其中较为活跃的专用于业余无线电的数字语音模式有以下几种:
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* 业余无线电数字智能技术(D-STAR)
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* DMR的本土化改进版,专业数字集群(PDT)
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其中P25全速模式使用IMBE编解码器、Tetra使用ACELP编解码器、PDT使用国产的NVOC编解码器。其他模式均使用AMBE+2编解码器。
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如果两个模式使用相同类型的编解码器,那就意味着两种模式可以在不借助编解码器的情况下互相转换,例如`系统融合的DN模式-DMR模式-NXDN模式`和`系统融合的VW模式-P25全速模式`。
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这些不同模式中,在业余无线电中最为常见的就是DMR模式。
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由于其开放的标准和能够将12.5kHz频宽划分为两个6.25kHz信道的功能而取得了非常好的商业成绩,反过来也吸引了大量的厂商来生产DMR设备,使得设备价格较为低廉。
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Tetra则是最不常见的模式,因为它使用类似于蜂窝网络的工作模式,成本较高。不过其扩展性和功能性也是专业数字语音模式中最强的。
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不过从业余无线电的用途考虑,D-STAR和系统融合仍然是最适合业余无线电使用的模式,因为它们不需要复杂的呼号-ID映射,提供了更适合业余无线电使用的功能,而且大多都可以不使用热点就可以接入互联网。
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不过从业余无线电的用途考虑,D-STAR和系统融合仍然是最适合业余无线电使用的模式,因为它们不需要复杂的呼号-ID映射,提供了更适合业余无线电使用的功能,大多都可以不使用热点就可以接入互联网。
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而且,DMR和Tetra
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而FreeDV和M17由于需要外置调制解调器,因此只适合技术比较好的操作员使用。另外,如果不打算连接互联网,则所有模式均不需要进行注册。
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## 模式使用介绍和设备选择
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## 模式介绍和设备选择
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在选择设备时,最优先的考虑应该是当地架设的中继采用什么模式,这样可以让你节省下购入热点的钱。大部分地区的数字中继都会选择DMR或系统融合,这是因为采用这两种模式的中继台价格低廉。
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下文中提到的手持电台为手持式设备,移动电台为安装在车辆等交通工具中的设备。这里只介绍D-STAR、系统融合和DMR三种模式。
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### D-STAR
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D-STAR是日本业余无线电协会所开发和推广的模式,其中继在国内较为少见,因此使用这种模式的设备也较为少见。由于其使用6.25KHz带宽,因此音质相对较差。
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D-STAR是日本业余无线电协会所开发和推广的模式,其中继在国内较为少见,因此使用这种模式的设备也较为少见。由于其使用6.25KHz带宽,编解码器也较为落后,因此音质相对较差。
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除了设备外,D-STAR的基础设施基本上都是HAM开发和运营的。
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如果要加入D-STAR网络,需要先进行注册,原则上应联系最近的中继网关运营者进行注册,比如国内最大的D-STAR中继系统的运营者[辽宁业余无线电俱乐部](https://www.lnham.club),而本地没有D-STAR网关的用户则应在[D-STAR Gateway System](https://regist.dstargateway.org/Dstar.do)注册。
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其注册流程十分简单,点击`Register`后,同意协议,输入呼号、姓名、电子邮件地址和密码后,点击`OK`。之后只要等待几天接收到审核通过的邮件就成功了。
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@@ -70,9 +75,10 @@ D-STAR是日本业余无线电协会所开发和推广的模式,其中继在
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### 系统融合
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系统融合是八重洲无线的专有技术,在P25模式的基础上进行了大量针对业余无线电的改造。其语音宽带(VW)模式使用IMBE编解码器,有着和P25全速模式相同的音质,也是常见模式中音质最好的。而数字窄带(DN)模式的语音只使用6.25KHz带宽,使用AMBE+2编解码器,与DMR等模式相同。
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系统融合是八重洲无线的专有技术,在P25模式的基础上进行了大量针对业余无线电的改造。
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其语音宽带(VW)模式使用IMBE编解码器,有着和P25全速模式相同的音质,也是常见模式中音质最好的。而数字窄带(DN)模式的语音只使用6.25KHz带宽,使用AMBE+2编解码器,音质与DMR等模式相同。
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除了音质外,系统融合也有更多的纠错数据,这让它在短波频段可以传播更远的距离。而且更多的也提供了短信、搜索服务器列表、电子QSL卡、新闻公告、数字群组、群组位置追踪等功能,比其他模式都丰富。
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系统融合模式在连接网络时不需要注册,只有需要在八重洲官方运营的[Wires-X网络](https://www.yaesu.com/jp/en/wires-x/index.php)中开设节点或房间时才需要注册,而且在开设房间时还需要额外购买HRI-200设备。
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由于国内用户大多使用由爱好者们自行开发的的YSF网络中,因此完全不需要注册即可直接使用。
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不过目前系统融合设备只可以通过线缆连接电脑来接入Wires-X网络而不是YSF网络,因此国内大部分用户还是需要热点或中继才能连接YSF网络。
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@@ -90,11 +96,12 @@ D-STAR是日本业余无线电协会所开发和推广的模式,其中继在
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欧盟的ETSI和摩托罗拉主导组建了DMR协会并推出了DMR标准。DMR使用AMBE+2音频编解码器,4FSK调制并通过TDMA分割为两个时隙。
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在使用时,两个时隙可以看作是将频率进一步分割,将一个频率分成两份来使用,所以在配置频率时,通常还需要配置时隙。
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不过时隙功能要求设备能进行高速收发转换,并精确同步接收机和发射机的时间。
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由于DMR作为商用模式,因此其设计几乎都是围绕中继来的,所以通常情况下中继会通过在两个时隙中间加入公共通告信道(CACH)来使得其下面的所有设备可以同步时隙。
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使用时隙功能要求设备能进行高速收发转换,并精确同步接收机和发射机的时间。
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由于DMR作为商用模式,因此其设计几乎都是围绕中继来的。通常情况下中继会通过在两个时隙中间加入公共通告信道(CACH)来使得其下面的所有设备可以同步时隙。
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除了时隙之外,CACH还有其他的管理用途,不过这在业余用途中并不重要。
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在没有中继的情况下,一些较为强大的DMR设备也可以充当同步时隙的角色,而热点虽然无法进行高速收发转换,但可以通过使用两个收发芯片的方式来实现该功能。
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当没有任何设备能分配时隙的时候,则无法使用时隙功能,也意味着有一半的带宽会被浪费。
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而在没有中继的情况下,一些较为强大的DMR设备也可以充当同步时隙的角色,而MMDVM设备虽然无法进行高速收发转换,但可以通过使用独立的接收和发射设备的方式来实现该功能。
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如果没有CACH数据,DMR设备将无法区分两个时隙,因此当没有任何设备能分配时隙的时候,则无法使用时隙功能,也意味着有一半的带宽会被浪费。
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和以上两种专为业余无线电设计的模式不同,DMR设计上并没有考虑过业余无线电的使用,因此不支持呼号,只支持DMR ID作为识别用户的方法,其ID范围是1~16776415。
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DMR以IPv4作为基础,其中色码也称为CAI网络,表示IPv4地址的第一组数字,DMR ID则表示IP地址的后三组。通过十进制数字到IP地址的转换就可以得到自己在DMR网络中的IP地址。
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@@ -124,6 +131,7 @@ DMR以IPv4作为基础,其中色码也称为CAI网络,表示IPv4地址的第
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* 在`Hotspot Security`下面的输入框中输入热点密码,然后点击`Save Password`
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至此,所有的必须环节都已经完成,不过仍然推荐进行下面的可选操作:
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默认情况下,虽然设置热点需要密码,但是通过他人设置好的热点或中继台访问BM网络是不需要密码的。
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而BM网络和其他网络相比,用户基数很大,人多嘴杂,DMR ID又是公开信息,很可能会有冒用呼号搞事的情况出现,如果你平时都使用热点来连接BM网络,那么设置TOTP验证码会很有帮助。
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* 安装一个可以生成TOTP验证码的程序。
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@@ -137,8 +145,8 @@ DMR以IPv4作为基础,其中色码也称为CAI网络,表示IPv4地址的第
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其DMR ID为9+TOTP验证码,例如验证码为123456,则对`9123456`进行单呼。
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只有在进行该操作后,这个中继或热带才会被授予临时使用权。其他不知道验证码的人如果使用你的DMR ID,则只会听到BM服务器返回的访问被拒绝的提示。
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由于DMR设备数量众多,因此无法在此一一列举,这里拿出几个常见厂家的常见设备。
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需要注意的是,大厂家(如摩托罗拉)生产的DMR设备仅考虑商业用户使用,大部分都必须要通过配套软件来写入频率和其他设置数据。
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由于DMR设备数量众多,因此无法在此一一列举,这里只列出一部分设备。
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需要注意的是,大厂家(如摩托罗拉等)生产的DMR设备仅考虑商业用户使用,大部分都必须要通过配套软件来写入频率和其他设置数据。
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因此对于业余设备来说可有可无的写频软件,对于这些设备而言是必不可少的。
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所以无论通过经销商购买还是购买二手商品,都需要问清楚是否提供相应的软件。
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另外,摩托罗拉生产的设备通常不会支持多个频段,而是每种频段发布一个子型号,购买时需要注意频段。
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@@ -158,21 +166,41 @@ DMR以IPv4作为基础,其中色码也称为CAI网络,表示IPv4地址的第
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如果你使用DMR设备或系统融合设备,通常需要热点来接入网络,当然,如果使用D-STAR设备,也可以使用热点。
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热点分为SharkRF OpenSpot热点和MMDVM,前者是闭源设备,其内部使用微控制器,因此耗电量更低,启动速度更快,是更好的选择。但是价格十分昂贵,因此MMDVM是更流行的选择。
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### 硬件选择
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热点分为SharkRF OpenSpot热点和MMDVM,前者是闭源设备,其内部只使用ESP32微控制器,因此耗电量更低,启动速度更快,是更好的选择。但是价格十分昂贵,因此MMDVM是更流行的选择。
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MMDVM有两个部分,分别是运行于电脑上的MMDVM Host及各模式的网关等程序和运行于微控制器的中的MMDVM固件。
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根据固件的不同,MMDVM又可以分成热点固件和中继固件。
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热点固件需要使用亚诺德的集成RF收发器ADF7021,这款收发芯片内置了FSK编解码器,大大降低了微控制器的负担。因此热点通常使用更为性能较低的STM32F103微控制器。
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热点固件需要使用亚诺德的集成收发器ADF7021,这款收发芯片内置了FSK编解码器,大大降低了微控制器的负担。因此热点通常使用更为性能较低的STM32F103微控制器。
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而中继固件直接由微控制器中的DAC和ADC来产生和接收信号,这些信号会连接到外部电台的9600接口或数传接口并直接由电台进行发射。因此中继固件需要使用性能更为强大的微控制器,如STM32F4系列。
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从外形来看,热点设备通常具有2-3枚芯片,并有着天线或射频接口;而中继设备通常只有一块芯片,其他的外围电路都是较为简单的元器件,而接口通常也是9600接口常用的DIN接口。
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从外形来看,热点设备通常具有2-3枚芯片,并有天线或射频接口;而中继设备通常只有一块芯片,其他的外围电路都是较为简单的元器件,接口通常也是9600接口常用的DIN接口。
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市面上销售的MMDVM设备通常会选择遵守树莓派Hat规范,这样可以直接插入树莓派等单板计算机中。由于MMDVM固件使用串口与MMDVMHost通信,因此使用USB转串口设备即可将其简单的接入其他设备中。
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当然,也可以选择购买ADF7021模块和STM32开发板进行连接来作为热点,或自行设计适配与开发板的外围电路来组建中继板。
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当然,市售的热点设备也会有“单工板“和”双工板“的区别,对于非DMR设备,选择单工板完全足够,而DMR设备想要使用时隙功能,则必须使用双工板。至于具体原因,可以重新复习上一节DMR部分的第一段。
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当然,市售的热点设备也会有“单工板“和”双工板“的区别,对于非DMR设备,选择单工板完全足够,而DMR设备想要使用时隙功能,则必须使用双工板。至于具体原因,可以重新复习上一节DMR部分的第二段。
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### 软件部分
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#### 系统安装
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大部分MMDVM设备都会选择树莓派等单板计算机来运行Linux和MMDVM Host等程序。如果对Linux不够了解的话,有两个项目已经打包好了所有的程序并提供了图形化配置界面,只要下载并安装在单板机中即可使用,它们分别是[Pi-Star](https://www.pistar.uk/)和[WPSD](https://w0chp.radio/wpsd/)。
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它们内部的MMDVM Host等软件没有区别,唯一的区别就是界面。Pi-Star的界面更为朴素,消耗资源很少。而WPSD的界面更为花俏,消耗资源很大。以至于Pi-Star可以在树莓派ZeroW上良好运行,而WPSD反应就会更为迟缓。不过实际上两者的操作方式大同小异,只要会配置其中一个,另一个自然也就会了。
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它们内部的MMDVM Host等软件没有区别,唯一的区别就是界面。Pi-Star的界面更为朴素,消耗资源很少。而WPSD的界面更为花俏,消耗资源很大。
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以至于Pi-Star可以在树莓派Zero W上良好运行,而WPSD就会卡顿。如果选择WPSD系统的话,建议硬件选择配置更高的树莓派Zero 2W或同配置的树莓派3B+。
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不过实际上两者的操作方式大同小异,只要会了其中一个,另一个自然也就会了。
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如果你购买的是内部包含单板机和MMDVM设备的套件,那通常安装系统的环节已经由商家完成了,你可以跳过下面的章节,直接查看如何配置热点。
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如果你购买的是内部包含单板机和MMDVM设备的套件,那通常安装系统的环节已经由商家完成了,你可以跳过本章节,直接查看如何配置。
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首先访问[Pi-Star下载页面](https://www.pistar.uk/downloads/)或[WPSD下载页面](https://w0chp.radio/wpsd/#download-wpsd),选择适合自己设备的镜像下载。
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Pi-Star支持的设备有树莓派系列、香橙派Zero、Nano派和Odroid-XU4;WPSD支持的设备有树莓派系列、香橙派Zero和Nano派Neo。
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下载完成后,需要准备系统烧录工具,比如[树莓派镜像烧录器](https://www.raspberrypi.com/software/),下载安装后,将准备用来安装系统的储存卡插入电脑。
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连接储存卡后,打开刚才安装的烧录器,点击选择操作系统,选择最下面的`Use custom`,找到上一步下载的镜像并确认。然后点击`选择SD卡`并选择之前插入的储存卡。
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完成后点击NEXT,会弹出设置窗口,这里不需要设置,点击`不`,然后会弹出警告提示,在确认储存卡中没有需要保留的文件后,点击`是`开始烧录。
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#### 系统配置
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烧录完成后,组装MMDVM、单板机和储存卡,连接电源并等待几分钟开机。
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然后在电脑的Wi-Fi列表中寻找名为`Pi-Star-Setup`的Wi-Fi并连接(WPSD从Pi-Star的基础上改造而来,因此也使用这个名字)。
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