Por XE2UD Miguel Dario
Por muchos años, una forma simple, económica y rápida de habilitar la construcción de repetidores para radio aficionados con 2 radios móviles FM (generalmente Motorola) ha sido una práctica muy común.
¿Pero qué pasa cuando necesitamos un repetidor DMR digital?
Claro que se puede adquirir una repetidora DMR (nueva o usada) pues varios equipos de diferentes marcas se encuentran disponibles en Internet a precios relativamente accesibles. También se pueden rehabilitar repetidoras FM análogas en desuso para que se integren a las nuevas redes digitales.
https://crecj.org/rehabilita-tu-repetidora-fm-con-dmr/
Pero como verdaderos radio experimentadores, no existe nada mejor que darle una segunda vida a equipos en desuso haciéndolos nuevamente funcionales (y muchas veces con características superiores a los equipos “stock”).
Primero, hay que revisar y comprender algunos conceptos básicos…
https://crecj.org/analogico-o-digital/
El estándar DMR, definido por ETSI, utiliza TDMA.
La tecnología TDMA (Acceso Múltiple por División de Tiempo) divide el espectro de 12.5 KHz de un canal “RF estrecho” en dos ranuras o turnos de tiempo (Time Slots 1 y 2), permitiendo que dos conversaciones independientes ocurran simultáneamente en la misma frecuencia. Esto se debe a que durante cada transmisión se emiten bloques de datos cada 30 milisegundos de forma alternada entre cada slot. Los bloques de datos en el sistema DMR son la base de cómo se transmite la información, voz y mensajes sobre un solo canal de radio.
TODOS los radios TDMA reciben voz (análoga) a través de un micrófono y la convierten en paquetes de RF que son transmitidos digitalmente cada 30 milisegundos en el slot programado de su canal; Los receptores digitales reciben estas tramas moduladas en 4FSK (cuatro niveles de FSK, Frequency Shift Keying) similares a las usadas en Packet AX.25 y APRS (que se transmiten analógicamente sobre un carrier FM), seleccionan el slot asignado y convierten esos “paquetes” en señales analógicas que representan la voz de la transmisión original y la emiten por su bocina.
Estos conceptos son muy importantes y serán explicados más adelante para construir una repetidora digital…
Existen diferentes MODOS de operación en DMR:
Modo “repetidor” (uso normal), al usar 2 frecuencias diferentes se puede activar un repetidor, pero si se usa una misma frecuencia para RX y TX (simplex) el radio funciona en modo DMO permitiendo comunicarse en directo.
Modo DMO (directo) se usa para comunicaciones simplex, pero también se pueden usar diferentes frecuencias (offset) siempre y cuando el otro radio coincida con el offset inverso de frecuencias (este método se usa mucho en bases remotas que básicamente son hotspots simplex de alta potencia, usando radios moviles análogos y una tarjeta controladora MMDVM sin el modulo RF de 10 mW, pero conectada a un radio FM).
DCDM o doble slot, se usa para comunicarse en directo transmitiendo en uno de los dos slots dejando el segundo slot libre para sincronización y uso de una segunda conversación simultánea en la misma frecuencia.
Slot Split, el radio recibe en el slot seleccionado en la programación del canal pero trasmite en el otro slot. Esta configuración es útil cuando se establecen enlaces con slots fijos.
Más conceptos básicos:
Una repetidora consiste en un radio receptor que recibe señales débiles de equipos móviles o portátiles y se las “pasa” a un transmisor de mayor potencia, ubicado en una posición elevada para que otros receptores distantes puedan escucharlo dentro de su área de cobertura de RF.
https://crecj.org/repetidores-digitales-dmr-y-otros/
En una repetidora DIGITAL de fábrica, el circuito receptor recibe modulación 4FSK (digital) en alguno de los 2 slots y la envía directamente al pre amplificador interno del TRANSMISOR (en el mismo slot) sin necesidad de hacer ninguna conversión de formato…
Sin embargo si queremos usar 2 radios móviles DMR para construir un repetidor casero nos encontramos con que un radio móvil DMR actuando como receptor “convierte” automáticamente el RF digital entrante en voz análoga la cual no puede ser inyectada directamente al modulador del radio transmisor.
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Pero esta señal de AUDIO análoga si puede ser transferida a la entrada del micrófono del radio DMR transmisor y ser “reconvertida” en un carrier 4FSK saliente que los radios distantes pueden entender en la frecuencia de transmisión del repetidor. Esta configuración genera la limitante de SOLO PODER USAR 1 SLOT, ya que la transferencia de audio interna entre los radios se hace a través de un único canal de audio análogo. Es decir que tenemos que sacrificar el uso de 1 slot para simplificar la conexión interna entre los radios. |
Debido a que en DMR tanto la Rx como la Tx del carrier requieren sincronización de tiempo (SLOTS) bajo el protocolo TDMA, y para evitar usar un procesador MMDVM intermedio como controlador, en este proyecto usamos el mismo diseño básico de repetidoras FM: Audio-RX (análogo) hacia Audio-TX (análogo) + controles COR/COS para activación PTT del transmisor, dejando que los radios se “sincronicen” digitalmente en cada lado de la operación de RF (y en su respectiva frecuencia) como si se tratara de una comunicación en SIMPLEX (Modo DMO).
Las estaciones remotas DMO (hotspots de alta potencia) funcionan parcialmente como un repetidor (en simplex, o incluso con offset) con la gran diferencia que la parte remota del sistema es una red digital conectada a Internet (Brandmeister, DMRplus. FreeDMR, etc…), NO un segundo equipo de radio transmisor LOCAL que pudiera ser escuchado localmente por otros usuarios del canal RF.
Con esta limitante (uso de 1 SOLO SLOT), nuestra repetidora quedaría así…
Para construir nuestra repetidora se pueden usar 2 radios DMR de cualquier marca y modelo. Sin embargo se sugiere usar equipos Motorola (Mototurbo) ya que son equipos confiables, de “uso rudo” con excelentes características técnicas de filtrado y potencia, y sobre todo a que tienen interfase externas de conexión GPIO con las señales necesarias para establecer conexiones y enlaces sin necesidad de modificar internamente los equipos.
Lo ideal es conectar 2 equipos idénticos, pero se pueden combinar equipos diferentes de acuerdo a la disponibilidad y a las características de operación deseadas de la repetidora.
Equipos candidatos…
DGM 6100+ (o cualquier otro modelo con conector de accesorios de 26 pines comúnmente usados en los modelos Mototurbo digitales)
Este es un radio DMR UHF (405-470 MHz) de 16 canales, con 25 Watts de potencia nominal
En este tipo de conector se cuenta de fábrica con entrada y salida de audio (a niveles fijos independientes de los controles del radio), y solo se requiere habilitar una “lógica” de COR/COS y PTT para la activación del equipo transmisor. Generalmente programando un pin GPIO como PTT-in y un pin como PL/Carrier detect para que haga la funcion COR/COS. En la mayoría de los Mototurbo estas señales están disponibles por default en los pines 17 y 19, pero pueden habilitarse otros pines GPIO en caso de ser necesario.
Normalmente estos pines se programan con lógica de activación LOW y sin “debounce” o retardo de detección.
Si los 2 radios usan este tipo de conector y están configurados como se muestra, la conexión entre los 2 radios quedaría así:
RX Audio OUTPUT (14) del receptor hacia TX Audio INPUT (11) del transmisor
PL/Talkgroup detect (19) (COR/COS) hacia el Ext. MIC PTT (17) del radio transmisor.
CM200d (*o cualquier otro con conector de accesorios de 16 o 20 pines)
Este es un radio DMR UHF de 16 canales (403-470 MHz), con 45 watts de potencia nominal (deberá ser programado a MAXIMO 30 watts para su uso como repetidor).
Usa un conector de accesorios externos tipo Motorola “16 o 20 pines” (Idéntico a los analógicos Motorola Radius, GM300, Maxtrac, etc.)
Si los 2 radios usan este tipo de conector y están configurados como se muestra, la conexión entre los equipos quedaría de la siguiente manera:
RX Audio OUTPUT (11) del receptor hacia TX Audio INPUT (2) del transmisor
PL/Talkgroup detect (8) (COR/COS) hacia el Ext. MIC PTT (3) del radio transmisor.
El siguiente diagrama es para construir un repetidor UNIDIRECCIONAL suponiendo que AMBOS radios son DM200 o similares (o para el caso cualquier Motorola Maxtrac, GM300, Radius, etc.)
Se pueden mezclar diferentes tipos de radios, solo hay que tener cuidado de asignar, programar y conectar los pines correctos en las posiciones correspondientes del lado correcto del repetidor, ejemplo:
DGM 6100+ (*Sugerido como RECEPTOR)
CM200d (*Sugerido como TRANSMISOR programado a 25/30 Watts MAXIMO)
Si los radios disponibles son diferentes, se sugiere escoger como receptor el que tenga mejores características de filtrado y recepción y como transmisor el de mayor potencia, aunque es importante recalcar que SIEMPRE deberá programarse a MAXIMO del 50% de su potencia nominal para ser usado en repetidores, además de contar con un sistema de ventilación para minimizar el riesgo de recalentamiento debido a mayor cantidad de ciclos de TX y a periodos de transmisión más largos.
Obviamente es indispensable el uso de un duplexer para trabajar en la misma banda (a menos que se desee usar un sistema de repetidor de banda cruzada).
https://crecj.org/que-es-cross-band/
Es importante también recordar programar un TOT Máximo de 180 segundos
- Para evitar desconexiones por exceso de tiempo entre cambios en caso de integrarse a alguna red digital vía Internet.
- Y para evitar que el transmisor se quede “pegado” por cualquier circunstancia local o remota como saturación RF, fallo de conexión, cableado, etc.
Usando esta configuración, el diagrama de conexiones quedaría así:
Los valores de los componentes no son críticos y constituyen la forma más simple para ajustar y balancear los niveles de audio entre los radios.
ADICIONALMENTE, y ya con un repetidora digital funcionando, lo mas seguro es que quieras conectarla a alguna de las redes DMR (Brandmeister, DMRplus. etc.). y para lograrlo solo es necesario colocar un simple Hotspot duplex (que maneje freuencias con offset) configurado exactamente igual que un radio de usuario movil pero colocado justo a un lado del repetidor (10 mW son suficientes para «activar» el repetidor si esta operando en el mismo sitio o caseta de la repetidora).
Espero que esta recopilación de información les sea de utilidad si acaso quieren experimentar con la construcción de su próximo repetidor DMR digital.
hasta el próximo articulo…
73 de Miguel Dario XE2UD
Excelente contenido, Señor ! 73