D-STAR

**D-STAR**（英語：Digital Smart Technologies for Amateur Radio）是一種數位語音及數據傳輸協議，它是日本業餘無線電聯盟在探索數位通信技術在業餘無線電的應用時所取得的研究成果。儘管也有愛好者移植了其它通信服務的數位開路技術，但 D-Star 是第一個被廣泛部署，並被主流無線電廠商銷售支持的業餘無線電標準。

從 20 世紀 50 年代開始，調幅（AM）、調頻（FM）及單邊帶（SSB）等各種非數位語音通信方式已被廣泛應用。相比之下，採用 D-STAR 方式傳輸的信號能提供更加清晰的聲音，並僅占用比其對應的模擬信號更小的帶寬。只要信號強度高於門限，並且沒有遇到多徑傳播，那麼接收到的數位信號要優於相同場強的模擬信號。

與 D-Star 兼容的各種無線電設備已可以在 VHF、UHF 及微波的業餘無線電頻段工作。並且在鏈路層協議的幫助下，D-STAR 同樣也提供了組網的可連接性，這使得 D-Star 無線電設備可以與 Internet 或者其它網絡設備互聯， 並能夠根據業餘無線電設備的呼號，為話音及封包數據流提供相關的路由服務。

首個提供兼容 D-Star 無線電設備的廠商是 Icom。直到 2008 年 12 月 30 日之前，沒有其它業餘無線電製造廠商選擇將 D-Star 嵌入它們的設備，直到健伍（Kenwood）對 Icom 生產的電台進行貼牌，並僅在日本境內銷售後。

## 歷史

為了將數位技術引入業餘無線電領域，1999 年，一項尋找新技術的研究開始了，它由日本業餘無線電聯盟主管，並獲得了日本政府的資助。幾年後，就在 2001 年，研究成果 D-Star 公諸於世，Icom 公司通過提供必要的硬體設備，為建設實施這一新數位技術付出了自己的力量。

2003 年 9 月，Icom 公司任命了 Matt Yellen, KB7TSE（現在的 K7DN），來領導其美國的 D-Star 發展計劃。[2]

2004 年 4 月起，Icom 開始發布一系列「可選配 D-Star」的新款設備。其中最先發布的商品，是一台型號為 IC-2200H 的 2 米移動式單元；緊接著，在第二年，Icom 又發布了工作在 2 米 / 140MHz 和 0.7 米 / 430MHz 的手持收發信機。然而，這些電台要工作於 D-Star 方式，還需安裝尚未發布的 UT-118 擴展卡。最終，Icom 推出了這一板卡，為上面這些收發信機提供了 D-Star 的互聯功能。2005 年 6 月份的《ARRL's QST》雜誌對 Icom 的 IC-V82 進行了點評。

2004 年底，日本無線電聯盟發布了對現有 D-Star 標準的重大修改。Icom 公司注意到了標準的變化，為了跟進標準的修改，將硬體新品的發布擱置了一年之久。就在新標準完成之後，Icom 即宣布已經可以完成並發布新款設備了。

工作於 1.2GHz 頻段的移動電台 Icom ID-1 於 2004 年底上市。這是第一款帶有完整的數據傳輸（Digital Data，DD）功能的 D-Star 電台。

2007 年，出現了第一次通過衛星的 D-Star 通聯。這次通聯的參與者，是來自維吉尼亞洲 Haymarket 市（FM-18）的 Michael（N3UC）和來自喬治亞洲亞特蘭大市（EM-73）的 Robin（AA4RC）。他們是通過 AMSAT 的 AO-27 小衛星，完成這次通聯的。[7] 這兩位操作者使用了一系列的 Icom 設備來完成這次通聯，他們在做 QSO 的過程中遇到的都卜勒頻移給這次的通聯增加了些許難度。

截至 2009 年底，大約有 10,800 個 D-Star 用戶利用通過 G2 網關連接到網際網路的 D-Star 中繼台進行交談。現在大約有 550 個支持 G2 網關的中繼台在工作。注意，上述用戶數並不包括不在 D-Star 中繼台覆蓋範圍內的 D-Star 用戶，以及工作在不連網中繼台的用戶。

第一顆兼容 D-Star 的小衛星預計將在 2010 年 10 月發射。OUFTI-1 是一顆 CubeSat，它由列日和伊西爾大學（University of Liège and I.S.I.L）的比利時學生製造。衛星的名字是一個縮寫，意思是地球軌道新型通信裝置（Orbital Utility For Telecommunication Innovation）。該項目的目標是拓展衛星及操作的各方面經驗。 [9] [11] 該衛星僅重 1 公斤，並分別利用 UHF 和 VHF 頻段完成上行和下行。 [13]

## 技術細節

今天，這一系統已經具有了連接各種中繼台的能力，不僅能連通本地中繼台，還可通過網際網路，以呼號為標誌進行路由，完成連接。各個伺服器通過 Icom 提供的專有「網關」軟體，以 TCP/IP 協議連接。這使業餘無線電操作人員可以和其它守候在特殊網關內的愛好者們交談。在美國，當前的主控網關是由德州的 K5TIT 團隊維護的。他們第一個在美國安裝了 D-Star 中繼台系統 [15]

利用數位編碼技術，D-STAR 系統可在 2 米（VHF）、70 厘米（UHF）和 23 厘米（1.2GHz）業餘無線電波段傳輸話音和數據。此外，工作於 10GHz 的無線互聯繫統可以為本地的各個節點建立相互間的連接。

依據 D-Star 數位語音協議標準（DV），語音被編碼為 3600bps 的數據流，其中編碼算法是專有的 AMBE 編碼技術，帶有 1200bps 的前向糾錯信息。此外還在數據流中預留了 1200bps，作為 DV 模式電台間的數據通訊用的額外「通道」。無論是 2m，70cm 還是 23cm 波段，DV 模式的發送比特率都是 4800bps。

除了 DV 模式，利用高速數據（DD）模式，可在 23 厘米波段以 128kbps 的速率傳送數據。而更高速率的專有數據協議，看起來更像是 ATM 技術，它利用 10GHz 頻率完成電台之間「站點對站點」的連接。

在低速率語音協議中還附帶有 DV 數據服務的電台，通常都使用一個 RS232 或者 USB 接口來傳輸低速數據 (1200bps)。而工作在 23 厘米波段的 Icom ID-1 電台則提供了一個標準的乙太網口來傳輸高速數據 (128kbps)，連接電腦更加簡單。 [17]

## 網關伺服器

rs-rp2c 2.0 版是當前使用的網關控制軟體，不過人們更願意把它叫作「網關 2.0」（Gateway 2.0）。該軟體幾乎可以運行在任何 Linux 發行版上，不過 Icom 支持和推薦的作業系統是 CentOS5.1，要求運行在奔騰 IV 2.4GHz 主頻或更快的機器上。

推薦配置要求使用最新更新的 5.1 版 Linux CentOS（Linux 內核版本 2.4.20、glibc 版本 2.3.2 以及 BIND 9.2.1 或更高版本）。CPU 主頻至少應為 2.4GHz，內存至少應為 512MB。機器應該配有兩塊網卡，剩餘至少 10GB 自由空間，以便安裝作業系統。同時，還需要一些中間件，包括 Apache HTTP 伺服器 2.0.59、Tomcat 5.5.20、mod\_jk2 2.0.4、OpenSSL 0.9.8d、Java SE 5.0 和 PostgreSQL 8.2.3。當然軟體版本號隨更新可能會有所不同。

## 自製 D-Star 電台

第一部包含圖片和圖表的 D-Star 原型電台，可在 Moetronix.com 的「數字話音收發器項目」上找到。該頁面包含了原理圖、原始碼和白皮書。

另一個項目是安田聖（Satoshi Yasuda 7M3TJZ/AD6GZ）利用 UT-118 DV 適配器完成的。該項目涉及到將 Icom 的 UT-118 與其他廠商的業餘電台進行配接。有了這個項目，其它一些 VHF/UHF/SHF 的業餘無線電台就可以進行 D-Star 通聯了。這需要對電台接收部分的鑒頻器，以及發射部分的直接調頻器進行一些改動，有時候還能夠提供速率為 9600bps 的分組數據接口。安田聖的設計已經找不到了。不過在 www.dutch-star.nl 也有相關的設計可以代替。

安東尼納瓦羅（EA3CNO）也設計了一個基於 PIC 微處理器和 UT-118 模塊的接口電路。

## 設備

* Icom 的 D-STAR 設備
  * **收發信機：**
    * Icom ID-1：23 厘米波段移動式數位語音和數據收發信機。可選擇 1W 或 10W 的輸出功率，它採用 USB 作為控制埠，並可建立乙太網的數據連接。
    * Icom IC-2820H/IC-E2820：2 米 / 70 厘米移動式雙段數位語音收發信機。對每個波段可輸出高達 50W 的功率。可與 D-STAR 一起，也可不在一起購買。該機的 D-STAR 模塊包含一個帶天線的內置 GPS 接收機。
    * Icom ID-800H：2 米 / 70 厘米移動式雙頻數位語音收發信機。它在 2 米波段可輸出 55W，在 70 厘米波段可輸出 50W。
    * Icom ID-880H：第三代 2 米 / 70 厘米移動式數位語音收發信機（50 瓦）。
    * Icom IC-80AD：第三代 2 米 / 70 厘米手持數位對講機（5 瓦）。
    * Icom IC-92AD：2 米 / 70 厘米雙段手持數位對講機。四種功率設置，每個波段最高可輸出 5W 功率。具有防摔和潛水設計，可選配內嵌 GPS 功能的話筒。
    * Icom IC-91AD/IC-E91 + D-STAR：2 米 / 70 厘米雙段手持數位對講機。各波段的功率可在 0.5W 和 5W 之間選擇。
    * Icom IC-2200H：2 米單波段移動式數位語音收發信機。功率高達 65W。必須購買 D-STAR 模塊選件。
    * Icom IC-V82：2 米單波段手持數位對講機。功率高達 7W。必須購買 D-STAR 模塊選件。
    * Icom IC-U82：70 厘米單波段手持數位對講機。功率高達 5W。必須購買 D-STAR 模塊選件。

　
: : 註：_所有移動台（包括手持對講機）都能工作在傳統的 FM 模式。_

* * **中繼台設備：**
    * Icom ID-RP2000V：2 米數位語音中繼。
    * Icom ID-RP4000V：70 厘米數位語音中繼。
    * Icom ID-RP2V：23 厘米數位語音中繼。
    * Icom ID-RP2D：23 厘米數據接入點。
    * Icom ID-RP2C：中繼台控制器。可以支持多達 4 個數位語音中繼台和數位數據接入點。操作任何 Icom D-STAR 數字語音中繼台和數據接入點都需要用到。
* 建伍的 D-STAR 設備
* **收發信機：**
  * 健伍 TMW-706S：2 米 / 70 厘米移動式雙波段數位語音收發信機。功率高達 50W。
  * 建伍 TMW-706：2 米 / 70 厘米移動式雙波段數位語音收發信機。功率高達 20W。

　
: : 註：_這些收發信機在北美沒有銷售，並且看起來像是 Icom ID-800H 的 OEM 版本。_

* Inet 實驗室
  * **計算機附件:**
    * DV 接口棒：一個內建了 AMBE 編解碼器的 USB 收發器。它讓業餘愛好者用個人電腦就可以生成在網際網路上傳輸的 D-STAR 分組數據。在本地沒有 D-STAR 中繼台，或者中繼台沒連接到網際網路網關的情況下，這個小東西給體驗 D-STAR 提供了一種很好的方式。 它需要與基於 java 的 DVTOOL，一個模仿 D-STAR 電台控制方式的應用程式協同工作，儘管它的界面看起來並不像一個電台的操作面板。非 Java 平台的程序也已經有了，它運行在 Windows 平台，目前還處在 Beta 測試階段。註：目前從許多業餘電台經銷商處已經可以拿到這個軟體，也可照著 Moetronix DIY 手冊的說明來獲取。
    * DV-AP: So what's a DVAP Dongle? It's a unit which plugs into your computer and uses functionality similar to the DV Dongle to connect to the D-STAR network across the Internet. The AP (Access Point) bit is because the device also has a 10 mW transmitter built in. You set the Access Point to a particular frequency and then you can use your D-STAR handheld around the house or the near vicinity of the access point

## 參考資料