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| MMDVM | 2024-07-20 18:50:00 | /pages/52354c/ |
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本文编辑：@BloodBlade
数字语音
随着时代的进步，现在业余无线电中有了许多通过数字信号来传输语音的方法。相对于传统的模拟FM来说，数字语音由于传输数字信号，并引入了纠错功能，因此当模拟语音收到干扰而难以清楚的收听的时候，数字语音仍然能够传输清晰的声音。 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。 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。
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。
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：
- 业余无线电数字智能技术（D-STAR）
- 系统融合（System Fusion）
- FreeDV
- M17
其中FreeDV和M17一样都是使用HAM自行开发的开源声音编解码器Codec2，通常需要外部调制解调器才能使用。D-STAR使用闭源的AMBE+编解码器，但其专利已过期。 系统融合由于是基于P25改进而来，因此和P25一样在高音质模式使用IMBE编解码器，普通模式使用AMBE+2编解码器，后者的专利直到2028年才会过期。
而专业数字语音模式有：
- 数字移动无线电（DMR）
- 地面中继无线电（Tetra）
- Project 25（P25）
- 次世代数字窄带（NXDN）
- DMR的本土化改进版，专业数字集群（PDT）
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。
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。
这些不同模式中，在业余无线电中最为常见的就是DMR模式。 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。 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。
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。 而且，DMR和Tetra 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。
模式介绍和设备选择
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。 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。
D-STAR
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。 除了设备外，D-STAR的基础设施基本上都是HAM开发和运营的。
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，而本地没有D-STAR网关的用户则应在D-STAR Gateway System注册。
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。
大部分D-STAR设备都具有内部或外部网关模式，可以直接连接互联网中的服务器并将自己作为热点，提供信号给其他设备使用。由于D-STAR具有位置传输功能，因此大多具有GPS功能，不过ICOM的D-STAR设备均不支持APRS而是使用通过D-STAR模仿APRS功能而制成的D-PRS系统。
以下列出几种目前在销售的设备，大多数都是Icom推出的：
- IC-705 横跨1.8到430MHz的全模式设备，最高功率有10W。是可以背在背包中使用的便携电台。由于其在国内的流行，使得D-STAR的用户也增加了许多。
- IC-7100 同样是横跨1.8MHz到430MHz的全模式电台，但它提供100W的功率。它是移动电台，因此主要用于安装在汽车等交通工具中。而且这款设备发售时间已经很久了，不支持频谱，只有单色触摸屏，而且也有可能在近期被新设备取代。
- ID-52和ID-52 Plus 都是手持电台，具有双频率同时接收功能，用于144和430MHz的频率。它们都具有彩色但不触摸的屏幕、简易频谱瀑布图、蓝牙耳机连接以及可以通过连接Android手机来连接互联网服务器。两者的主要差别在于Plus使用Type-C接口，以及对连接Android手机的功能支持更为完善。
- ID-50 用于144和430MHz的手持电台，具有双频率同时接收功能和单色非触摸屏幕。它只能通过线缆连接到Android手机来实现连接互联网服务器。不过，它使用Type-C作为接口。
- ID-5100 用于144和430MHz的移动电台，具有双频率同时接收功能和单色触摸屏。支持蓝牙耳机连接，但不支持通过手机或电脑来连接互联网。
- ID-4100 用于144和430MHz的移动电台，使用单色非触摸屏。支持蓝牙耳机连接，也支持通过线缆连接Android来连接互联网。
- IC-905 这是用于144MHz-10GHz的全模式电台，不过国内用户大多使用430MHz及以下的频率，因此这款设备非常罕见。
- TH-D75 和其他几款不同，这是建伍所推出的用于144和430MHz的手持电台，具有双频率同时接收和彩色非触摸屏，使用Type-C接口。这款设备的功能十分强大，能通过蓝牙连接智能手机来连接互联网服务器，具有APRS中继功能、短波频段和单边带模式接收的功能甚至支持中频输出功能。可谓是最强大的手持电台。
系统融合
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，音质与DMR等模式相同。 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。
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。 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。 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。
由于系统融合中继台价格低廉且支持模拟和数字双模式自动切换，因此在国内比较常见，不过部分系统融合中继没有连接网络。和ICOM比起来，八重洲的产品线也较少：
- FT-991A 用于1.8-430MHz的全模式电台，具有100W功率，尺寸就是普通短波电台的尺寸。和IC-7100一样，其设备发布较久，因此对系统融合的功能支持并不完全，比如不能通过电脑来连接到Wires-X网络。如果你想在短波使用系统融合，这是唯一的选择。
- FT5DR 用于144和430MHz的手持电台，使用松下AXJ443000接头，而不是标准USB接口。它具有双频率同时接收功能、全彩触摸屏、GPS、蓝牙耳机连接和APRS功能。虽然它可以接收短波频率，但不支持单边带模式，只能接受AM信号。
- FT-70DR 用于144和430MHz的手持电台，使用段码显示屏，Mini USB接口。不支持GPS，也不支持通过电脑连接Wires-X网络。是各方面功能都被削减的机型。
- FTM-500DR 用于144和430MHz的移动电台，具有双频率同时接收、GPS和全彩触摸屏，支持蓝牙耳机和APRS功能。由于早期八重洲移动电台有着容易烧毁的问题，因此现在在售的几款移动电台均有加强型的散热系统。
- FTM-300DR 用于144和430MHz的移动电台，具有双频率同时接收、GPS和全彩触摸屏，支持蓝牙耳机和APRS功能。这是旧型号，因此虽然功能相同，但各方面都比FTM-500DR差很多。
- FTM-200DR 用于144和430MHz的移动电台，具有GPS和全彩触摸屏，支持APRS功能，在购买蓝牙选配件后才能具有蓝牙功能支持。
DMR
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。 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。 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。
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。 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。 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。 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。
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。 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。
由于DMR等专业数字语音模式不支持呼号，为了建立呼号与ID一一对应的关系，摩托罗拉业余俱乐部牵头开启了审核并分配ID的的工作，后来则独立出来成立了Radio ID组织，也新增了分配P25 ID（与DMR ID相同，无需重复分配）和NXDN ID（大陆注册的账号需要发起工单而不能自助申请）的业务。
让DMR设备连接互联网必须要在Radio ID组织进行注册，需要注意的是，该网站国内难以访问且注册流程较为复杂，因此请准备好特定的上网方式，或请他人代为注册（不推荐，因为需要提交个人信息进行验证）。
- 首先访问Radio ID注册页面，阅读并勾选同意上述内容之后，点击
Register Account进入注册页面。 - 在注册页面中填写填写呼号、电子邮件、密码。国家或地区不需要填写，当填入呼号后这一栏会自动填写。填写后不要点别的东西，直接进行下一步。
- 保持注册页面不要关闭，需要进入电子邮箱，找到验证邮件并点击验证连接。
- 邮箱验证通过后，回到之前填写信息的页面，会发现邮件一栏的边框变成绿色，此时点击人机验证，通过后点击
Create Account。 - 在账号注册后需要进行身份验证，登陆Radio ID网站，点击右上角写着自己呼号的按钮，选择
Profile。 - 进入个人页面后先填写个人信息，需要填写的内容有名字、姓氏、城市、地区、和执照有效期，填写完成后保存。
- 保存后需要对操作证和执照进行拍照，将两者摆放在一起，露出上面的信息不要遮挡（根据个人经验，身份证号可以打马赛克，不过可能要看审核员的心情）。
- 拍照完成后在个人信息页面选择刚才的照片并进行提交。
- 提交后等待几天，会在邮箱中收到审核通过的电子邮件，这时候再登陆Radio ID，点击右上角自己呼号，选择
Dashboard即可看到自己的DMR ID。
在获得DMR ID后，还有另一件事要做，就是在DMR服务器中注册。 由于DMR模式有许多个独立且不互通的网络，比如摩托罗拉业余俱乐部组建的DMR-MARC网络，有欧洲摩托罗拉经销商赞助并使用摩托罗拉内部代码组成的BrandMeister网络，完全开源软件组成的FreeDMR网络等。 由于这些网络并不互通，因此你无法在一个网络中呼叫另一个网络的用户。此外，如果你想使用多个网络，也需要分别在这些网络的服务器当中中注册。 由于BrandMeister网络是国内用户最多的网络，因此以BrandMeister为例进行注册。
- 访问BrandMeister注册页面，填写呼号、电子邮件地址、DMR ID、密码并回答最后的问题：UHF波段的波长是多少厘米？
- 注册后进入邮箱找到验证邮件进行验证。
- 继续等待BrandMeister的志愿者审核信息。
- 当审核通过后，需要设置热点密码。中国区的BrandMeister4601服务器强制要求热点密码不能使用默认密码，因此不可跳过此环节。
- 登陆BrandMeister网站，点击左侧的
SelfCare。 - 在
Hotspot Security下面的输入框中输入热点密码，然后点击Save Password
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：
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。 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，很可能会有盗用ID的情况出现，如果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。
- 安装一个可以生成TOTP验证码的程序。
- 访问设置热点密码的页面，即
SelfCare。 - 打开AirSecurity/TOTP后面的开关，将其设置为On。
- 选择授权范围，用默认的
Repeater即可。他的意思是每次授权一个中继。另外两个选项分别为授权一组中继和授权一个服务器，用处不是很大。 - 用TOTP验证码程序扫描出现的二维码并保存验证码项目。
- 点击右下角的
Save按钮即可。
现在，当你使用自己的热点时，无需输入验证码。而当你需要用中继或其他人的热点时，需要打开TOTP程序，然后对特定DMR ID进行单呼操作。
其DMR ID为9+TOTP验证码，例如验证码为123456，则对9123456进行单呼。
只有在进行该单呼操作后，这个中继或热带才会被授予临时使用权。而盗用者由于不知道验证码，因此无法对中继或热点进行授权。如果不授权直接呼叫的话，就只会听到BM服务器返回的访问被拒绝的提示。
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。 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。 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。 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。 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。
- TYT MD-UV380 特易通出品，因为有OpenGD77固件支持，是可玩性非常高的机型。有GPS版和非GPS版，GPS版可以与卫星星历配合使用，用来自动调整多普勒频率。非GPS版也可自己加装GPS功能，比GPS版定位更快。
- Baofeng DM-1701 经典厂家宝锋，也有OpenGD77固件支持，但功能上不如上一台。
- Anytone AT-D878UVII Plus 国内常见机型之一，虽然无法使用OpenGD77固件，不过也提供了较为丰富的功能。
- MOTOTRBO XiR P8668i 有着巨量二手库存，因此十分流行的机型。缺点是没有DMR别名功能，必须要导入联系人才能看到对方呼号。
- MOTOTRBO R7 国内最新款的摩托罗拉DMR设备，体积小巧，操作方便，声音洪亮。
- MOTOTRBO Ion 国内没有发售的机型，使用Android系统的大屏对讲机。除了传统的无线电频段，也支持Wi-Fi、蜂窝网络等模式。
- Hytera HP 680 海能达的新产品，H系列，体积小巧，声音洪亮。
- Hytera PDC 680 使用安卓系统的大屏对讲机，支持Wi-FI、蜂窝等模式。同时支持AMBE+2和NVOC编解码器，因此即可用于DMR，也可用于PDT。
也许你已经注意到了，流行的DMR设备全都是手持设备。
网络系统和热点
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。
硬件选择
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。
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。 根据固件的不同，MMDVM又可以分成热点固件和中继固件。
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。 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。 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。
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。 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。
当然，市售的热点设备也会有“单工板“和”双工板“的区别，单工板实际上以半双工模式工作，双工板实际上以全双工模式工作。 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。
软件部分
系统安装
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，Pi-Star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。 另外还有将原本Pi-Star的界面替换为更花俏版本的项目WPSD。 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。 例如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+。 不过实际上两者的操作方式大同小异，会用其中一个，自然也就会用另一个。
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。
首先访问Pi-Star下载页面或WPSD下载页面，选择适合自己设备的镜像下载。 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。
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，下载安装后，将准备用来安装系统的储存卡插入电脑。
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。
完成后点击NEXT，会弹出设置窗口，这里不需要修改任何设置，直接点击不，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，点击是开始烧录并等待烧录完成。
基本配置
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。
如果你的单板机是只有Wi-Fi的设备，由于初次开机后没有系统内任何保存的Wi-Fi信息，因此会进入AP模式。
这时候需要在电脑的Wi-Fi列表中寻找名为Pi-Star-Setup的无密码Wi-Fi并连接（WPSD从Pi-Star的基础上改造而来，也使用这个名字）。
如果是通过有线网络连接的设备，则可以跳过本段直接进入下一段。
打开网页浏览器并访问Pi-Star页面http://pi-star.local。如果该设置地址无法访问，可以查找单板机的IP地址并访问（通过单板机的Wi-Fi连接的情况下，很可能是http://192.168.50.1）。
当初次访问该页面时，会看到页面显示为No Mode Define，这时候点击Configuartion来进入配置界面。
这时候通常会询问用户名和密码，默认的用户名是pi-star，默认的密码是raspberry。
进入配置页面后，这里为了方便使用，首先将其修改为中文。找到Dashboard Language一项，将其设置为chinese_cn，然后点击Apply Changes，等待配置应用并重启，即可看到界面变为中文。
如果使用Wi-Fi的话，需要现在进行配置。对于仅有Wi-Fi的设备来说，这是必须的配置项；对于使用有线网络的设备则并不必要。
将配置页面翻到下面，找到Wi-Fi配置一栏，并点击Configure WiFi按钮进入配置界面。
在进入配置界面后，首先选择Wi-Fi区域，选择CN即可。然后点击Scan for Networks (10 secs)按钮来搜索Wi-Fi。
在扫描完成后，找到想要加入的Wi-Fi，点击前面的Select按钮，然后在PSK输入框中输入密码，最后点击Save (and connect)。
需要注意的是，如果是使用AP模式连接并访问到配置页面，则不会自动连接。需要在保存完成之后，翻到页面最上方，点击电源，然后点击绿色的重启按钮。
在重启完成之后，会自动连接到保存的Wi-Fi而不会进入AP模式。不过，如果启动后所有保存的Wi-Fi都无法连接，那么系统会重新进入AP模式。
最后进行时区配置，在配置页面的常规配置中，找到时区一项，将其改为Asia/Shanghai，然后点击应用设置。
MMDVM设置
在系统的基本配置完成后，就该进行MMDVM配置了。
首先进入配置界面，在最上方的控制软件配置中，将控制器软件设置为MMDVMHost，然后根据设备类型决定控制器模式，只有一个收发单元的设备设备选择Simplex Node，有两个收发单元的设备选择Duplex Repeater (or Half-Duplex on Hotspots)。
最后点击应用设置等待系统保存配置并启动MMDVMHost。
在常规配置中找到电台/调制解调器类型，这一项的配置取决于你购买的MMDVM设备是什么，询问购买的商家即可。
通常单工热点版选择MMDVM_HS_Hat (DB9MAT & DF2FET) for Pi (GPIO)、双工热点板选择MMDVM_HS_Dual_Hat (DB9MAT & DF2ET & DO7EN) for Pi (GPIO)。
选择完成后点击应用设置并等待重启。
接下来在常规配置中设置呼号，通常填写自己的呼号。然后在CCS7/DMR ID中填写该呼号对应的DMR ID。
然后设置热点频率，单工热点板只需要设置一个频率，而双工热点版需要像中继一样设置上行和下行频率。
最后设置节点类型，Private类型意味着只有和节点呼号相同的设备才能使用该热点，而Public的意思则是允许任何呼号的设备使用该热点。
设置完成后，点击应用设置并等待重启。