Martin Rost
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Digitalfunksignale im AmateurfunkArtikel 6: Installation und Betrieb des CW-Skimmers
Martin Rost
CW-Skimmer: Morsecode-Dekodierer In diesem Artikel führe ich in die Installation und Konfiguration des CW-Skimmer ein. Der CW-Skimmer ist ein kommerzielles Programm zum automatischen Dekodieren von Morsecode. Der Skimmer-Einsatz macht Sinn nur zusammen mit einem SDR, weil die Bandbreite des Audiosignals 24kHz überstreichen können sollte. Es muss ein bißchen Aufwand getrieben werden, um das SDR-Steuerungsprogramm HDSDR, das ich als Beispiel benutze, und den CW-Skimmer miteinander zu verbinden, so dass am Ende die dekodierten Rufzeichen der Funkamateure automatisch an den PSK-Reporter geschickt werden. Es zeigt sich: Im Ranking des PSK-Reporter macht die Verwendung des CW-Skimmers den Unterschied aus, ob man mit JT65-Decodes auf Platz 15 oder mit JT- und CW-Decodes unter den Top 3 landet. CW-Skimmer kann Morsesignale automatisch dekodieren und die Rufzeichen, mittels des zusätzlich zu installierenden Programms CW-Reporter, an den PSK-Reporter melden. Der CW-Skimmer kostet 94 Euro (Stand: 2017-01), man kann es vorher 30 Tage lang testen. Ich setze voraus, dass ein KW-fähiger SDR (wie z.B. mindestens ein RTLSDR mit Upconverter, besser: FiFi, Pappradio, FunCubePro) vorhanden ist. Ein einfaches KW-Radio reicht leider nicht, wohl aber ein Amateurfunk-Receiver, sofern dieser über eine CAT-Steuerung verfügt. Ich setze auch voraus, dass die SDR-Steuerungssoftware HDSDR installiert ist und bereits benutzt wurde und alles bereits einwandfrei funktioniert. Sollten Sie ein anderes Steuerungsprogramm nutzen, bspw. SDR#, dann lohnt die Lektüre trotzdem, weil die Logik dessen was zu tun ist, die gleiche ist. Jeder SDR, der sich mit HDSDR steuern lässt, sollte mit dem CW-Skimmer funktionieren. Wenn das Dekodieren von JT- und PSK-Signalen mittels SDR und virtuellen Audioschnittstellen funktioniert, ist das Aufsetzen des CW-Skimmers, inklusive des Einmeldens der dekodierten Rufzeichen der Stationen an den PSK-Reporter, kein großes Problem mehr. Wer sich zum Einstieg erst einmal mit den Einstellungen des CW-Skimers vertraut machen möchte, dem sei das ausgezeichnete, sogar ins Deutsche übersetzte, Handbuch zum CW-Skimmer zu lesen empfohlen (Download CW-Skimmer-Handbuch). Kopieren Sie es sich herunter. Sie bekommen alles auch ohne dieses Handbuch ans Laufen, aber im Laufe der näheren Beschäftigung kommt man kaum umhin, dort mal hineinzusehen. Hier steht das Ingangbringen und Zusammenspielen der verschiedenen Komponenten im Vordergrund. Vielleicht lesen Sie sich zunächst einmal den Text insgesamt durch, um sich einen Gesamteindruck des Vorhabens zu verschaffen. Die nachfolgend aufgelisteten Programme müssen aus dem Internet geladen und nacheinander installiert werden.
Als erstes sollten Sie eine virtuelle serielle Schnittstelle installieren, Sie brauchen diese zur Steuerung des CW-Skimmers mittels HDSDR. Die Konfiguration gestaltete sich bei mir hakelig. Ich war anfangs an die kommerzielle Demoversion des virtuellen Schnittstellensprogramms VSPD geraten, dessen Funktion mir flotter als bei den anderen einleuchtete. Erst danach war mir klar, wie sich auch das kostenlose Programm VSPE (nur die 32-Bit-Version) einsetzen lässt. Ich stelle nachfolgend die Konfiguration von VPSE vor. Wenn die Konfiguration mit diesem Programm nicht klappen sollte, versuchen Sie es mit der Demoversion von VSPD. Und wechseln anschließend vielleicht doch zu VSPE. Womit ich mich zu lange und am Ende ohne Erfolg abgeplagt hatte war das Programm "Free Virtual Serial Ports" (https://freevirtualserialports.com/). Sollten VSPD und VDPE nicht funktionieren, ist FVSP vielleicht doch noch einen Versuch wert. Bevor es los geht, möchte ich erst noch meinen Dank an Alan entrichten. Diese Beschreibung der Kopplung von HDSDR und CW-Skimmer basiert auf der Anleitung von Alan (G4ZFQ), die ich mich hier stellenweise stütze. Ohne seine Anleitung hätte ich das Problem, den CW-Skimmer und PSK-Reporter zusammen zu bringen, wohl nicht gelöst bekommen. Es sind zuviele Parameter, an denen man unverständig drehen kann. Ich hatte viele Stunden mit den Konfigurationen zugebracht, zwar mit Erfahrungszugewinnen, aber ohne Erfolg. Obwohl die Kopplung zwischen dem FDM-S1/S2 und dem CW-Skimmer schnell funktionierte und mir die Zusammenhänge eigentlich klar waren. Dachte ich. Der anfängliche Erfolg mit dem FDM-S1 ließ mich anhaltend optimistisch bleiben. Sollte diese Anleitung Sie nicht zum Erfolg führen, macht es guten Sinn, noch mal bei Alan zu lesen. Allerdings bietet mein Text an den von mir identifizierten neuralgischen Stellen eine zusätzliche Hilfe. Ich hatte mich zunächst nicht genau genug an das gehalten, was bei Alan stand und er mit guten Gründen genau so empfahl. VSPE: Installation und Konfiguration
VSPE: Connector einrichten
VSPE: Splitter definieren Nach dem Programmstart - ich starte es bislang immer mit Administratorrechten - wollen Sie zunächst einen "Connector" (virtuellen seriellen Port) einrichten (in der Beispielgrafik lautet dieser: "COM2"). Nachdem der Connector eingerichtet wurde, wollen Sie einen weiteren Port erstellen, der nun als "Splitter" funktionieren soll (Beispielgrafik: "COM3"). Einer der beiden Ports ist dann HDSDR, aus HDSDR heraus, zuzuordnen und der andere Port ist CW-Skimmer, über das Programm Omni-Rig - dazu kommen wir gleich weiter unten - zuzuordnen. Ich habe gleich zwei solcher virtuellen seriellen Verbindungen hergestellt, weil ich zwei Instanzen von CW-Skimmer gleichzeitig auf meinem PC laufen lassen möchte. Sie brauchen dagegen für die ersten Tests nur eine Verbindung, typisch "COM2<->COM3" einzurichten. Laden Sie sich bei ersten Versuchen nicht zuviel Komplexität durch zuviele Parameter auf. Ich habe die Screenshots für diesen Artikel aus dem aktuell laufenden Betrieb gemacht, und hoffe, dass der zusätzliche Port/Splitter Sie nicht verwirrt. Wie gesagt ich rufe das Programm als Administrator auf. Ob das wirklich nötig ist, weil der Systemeingriff möglicherweise so tief "hardwarenah" im Betriebssystem erfolgt, weiß ich nicht. Aus Sicherheitsgründen ist es natürlich fragwürdig, einem Programm, das auch noch dem Datenfluss dient, ein solches Privileg einzuräumen. Am Ende vieler vergeblicher Versuche lädt man sich ja gern ein wenig Magie auf und vermutet Zusammenhänge bei denen vielleicht gar keine sind. Sollte es mit VSPE nicht funktionieren, könnten Sie auch ein alternatives kommerzielles Programm VSPD (Download, 14-Tage-Demoversion) ausprobieren. Dieses Programm hatte ich als erstes ausprobiert, hatte damit auch alles wie gewünscht ans Laufen gebracht und war erst dann auf das alternative, und für die Anforderungen vollkommen ausreichende, kostenlose VSPE in der 32-Bit-Version gestoßen.
VSPE: Funktionierende Connectoren COM2->COM3 (Vorrat: COM4->COM5) Aprospos Platz: Sollten Sie es noch nicht getan haben, dann installieren Sie sich spätestens jetzt Software für virtuelle Desktops. Unter Windows7 gefällt mir "Dexpot" als virtueller Desktop sehr gut. Sie können mit Dexpot mehr als vier virtuelle Desktops einrichten und, was ich schon ein paar genutzt habe, Sie können laufende Programme von einem virtuellen Desktopfenster in ein anderes Desktopfenster verschieben. Sie brauchen jede Menge Platz auf Ihrem Bildschirm für SDR-Steuerungsprogramme, die verschiedenen Dekodierer (neben CW-Skimmer typisch WSJT-X, fldigi) und zumindest einen Webbrowser zur PSK-Reporter-Kontrolle. Und noch einmal aprospos Platz (Nachtrag): Inzwischen habe ich Erfahrungen mit der Nutzung eines virtuellen Systems gesammelt. Die Konfiguration sieht dabei wie folgt aus: Als Virtualisierungssoftware nutze ich Virtualbox (Download / Konfigurationsanleitung), in der eine Windows7-Maschine als Gast auf einem Windows7-Host läuft. Dabei nutze ich pro Amateurfunkband eine virtuelle Maschine (VM). Ich habe die erste VM optimal mit allen relevanten Programmen speziell für das Dekoden der AFU-Bänder eingerichtet und diese VM anschließend ein Mal geklont. 2 AFU-Bänder lass ich in VMs laufen, ein AFU-Band auf dem Host. Die Verwendung von VMs hat verschiedene Vorteile: 1. Man kann das Dekodieren eines Bands neu aufsetzen, wenn irgendwas bei der Konfiguration grundlegend schlecht lief, ohne deshalb die anderen, bereits laufenden AFU-Band-Dekodierer in Mitleidenschaft zu ziehen. 2. Es ist angenehm, dass man eine VM im letzten Betriebsmodus beim Runterfahren einfrieren kann, was die Konfigurationen der Programme beim nächsten Start beschleunigt. 3. Es ist ganz leicht geworden, andere Rechner - z.B. den feinen Laptop der Tochter - auszuleihen und mal in eine AFU-Digimodes-Dekodiermaschine umzuwandeln. Eine W7-VM kommt dabei mit einer eigenen virtuellen 30GB-Festplatte (auch 25GB bieten noch genügend Reserve für Logs und weitere Programme, die vielleicht zusätzlich zu installieren sind), 2GB RAM und 2 CPUs aus. Bei Vollbetrieb auf dem 40m-Band (HDSDR, CW-Skimmer, JT9/JT65, PSK31/PSK63/RTTY-Dekodierung an einem oder zwei SDRs) wird auf einem i7/3680/8-Kerne/40GB-RAM-PC etwa 70% Last innerhalb der VM erzeugt und etwa 25% Last auf dem Host. Insofern können auf einem solchen Rechner 3 AFU-Bänder parallel dekodet werden, ohne vollends in die Begrenzung des PCs zu fahren. In jeder VM stehen sämtliche virtuellen Audioschnittstellen zur Verfügung, allerdings braucht man pro VM eine Betriebsystemlizenz. Alles was in diesem Artikel beschrieben ist, kann sowohl innerhalb einer VM oder auf einem einzelnen Rechner gestartet und eingerichtet werden. Das gilt bspw. auch für den virtuellen Desktop Dexpot, der innerhalb einer VM genutzt werden kann und auch sollte. Ich benutze Dexpot außerdem auf dem Host-System, in zwei der vier virtuellen Desktops läuft eine VM, im dritten Desktop wird auf dem Host dekodiert, im vierten Desktop mache ich die üblichen PC-Aktivitäten und es läuft der Webbrowser, mit dem ich den PSK-Reporter beobachte. Damit ein SDR jeweils einer VM zugeordnet werden kann, muss man von der VM aus das USB-Gerät festlegen, auf das allein das Steuerungsprogramm dieser VM zugreifen können soll. Natürlich sind noch die Gasttools zu installieren. Danach gab es trotzdem spezifische VM-Probleme in Bezug auf den Audioausgang von SDRs, die den Mikrofoneingang des PCs nutzen. Hier musste ein Audiotreiber (für AC97) in der VM nachgeladen werden, danach lief es. Und der Treiber speziell für den FiFi-SDR wurde nicht gefunden, dieses Problem habe ich gegenwärtig noch nicht gelöst, bin aber optimistisch, dass auch das gelöst werden wird.
HDSDR: Das Signalfenster des SDR auf Morsesignale (CW) einstellen Lassen Sie HDSDR nun einfach laufen und wenden Sie sich dem CW-Skimmer zu, dort ist einiges einzustellen, nämlich: die Audioschnittstelle, die CAT-Schnittstelle und die Schnittstelle zum PSK-Reporter. CW-Skimmer: Installation und KonfigurationInstallieren Sie das Programmpaket des CW-Skimmer wie üblich. Nach dem Programmaufruf ist CW-Skimmer unter "Files/Settings" im Durchgang der Reiter im Kopf des Programms zu konfigurieren. Halten Sie sich bei der Konfiguration des CW-Skimmer zunächst eng an meine Vorschläge, natürlich mit Ausnahme derer, bei denen Sie es definitiv besser wissen, wie z.B. die Bezeichnung für die Audioschnittstelle, an der CW-Skimmer das Audiosignal vom HDSDR entgegennimmt. Bei mir lautet diese Schnittstelle z.B. "CABLE Input (VB-Audio Virtual Cable)".
CW-Skimmer: CAT - Übernehmen Sie die Einstellungen insbesondere für Radio 1 "Kenwood". CW-Skimmer: Audio - Tragen Sie die virtuelle Audioschnittstelle ein. CW-Skimmer: Radio - Übernehmen Sie die Einstellungen für "SoftRock-IF", "CW-Pitch", "Audio IF" und die "Sampling-Rate"
CAT / Omni-Rig:
CW-Skimmer: Telnet - Das ist die PC-interne Schnittstelle zur Datenübergaben an den CW-Reporter. CW-Skimmer: Operator - Geben Sie die Angaben zu Ihrem Stationsnamen ("Callsign") und Ihren Vornamen, QTH und Locator ein. CW-Skimmer: Misc - Übernehmen Sie die Voreinstellungen.
CW-Skimmer: Calls - Übernehmem Sie die Voreinstellungen. Das war es vorerst auf Seiten von CW-Skimmer. Noch wird im CW-Skimmer keine korrekte Frequenz angezeigt. Wenden Sie sich nun wieder HDSDR zu. HDSDR: Verbindungen zum CW-Skimmer einrichtenDie Beispielkonfiguration, die hier gezeigt wird, benutzt als SDR einen FunCube Pro+, sie würde genau so aber auch mit einem FiFi-SDR oder einem Pappradio-SDR funktionieren. Ich würde mich über eine Rückmeldung freuen - und bitte fühlen Sie sich auch ein wenig zu einer Rückmeldung verpflichtet, wenn Ihnen dieser Artikel geholfen hat und Sie einen anderen SDR unter HDSDR mit dieser Anleitung ans Laufen bekommen haben.
HDSDR: Bandwidth - Einstellung der maximalen Bandbreite des Audiosignals (96000/48000) für CW-Skimmer HDSDR: Soundcard - SDR-Signal des Empfangfensters auf eine virtuelle Schnittstelle legen, die der CW-Skimmer wiederum abgreift. Stellen Sie in HDSDR unter Soundcard die Audioschnittstellen ein. Legen Sie auf der Input-Seite von HDSDR die Output-Quelle Ihres SDR (zum Beispiel "FUNCube Dongle") fest, und auf der Outputseite von HDSDR eine vorher von Ihnen eingerichtete virtuelle Audioschnittstelle (z.B. "Cable Input (VB-Audio Virtual Cable))". Mit Anklicken von "Apply" werden diese Daten übernommen. Wenn der CW-Skimmer nach der Konfiguration von eben noch läuft und dort auch die virtuelle Audioschnittstelle eingestellt ist, sollten Sie umgehend die typischen Morsecode-Zeichen im Wasserfall des CW-Skimmers erkennen können. Stellen Sie unter Bandwidth die Sampling-Rate auf "Input 96000 / Output 48000" ein. Sobald bei Ihnen alles schon einmal funktioniert hat und Sie sicherer im Umgang mit den Programmen sind, können Sie hier auch 48000 / 48000 einstellen, müssen dann aber auch die IO-Bandweite weiter unten von 24.000 auf 12.000 Hz ändern. Die Verringerung der Audiobandbreite kann manchmal nötig sein, wenn bspw. ein etwas einfacherer SDR zum Einsatz kommt. Die Beispiele hier wurden mit dem FunCube Pro durchgeführt, der sogar 192kHz Bandbreite böte, die sich aber nicht mit dem CW-Skimmer nutzen lassen. Unter Options ist nun einiges einzustellen, das für das reine Dekodieren der Digimodes keine Rolle spielte. Nun gilt es, etwas genauer hinzusehen und zu verstehen.
HDSDR: Options / RX-Input-Channel HDSDR: Options / RX-Output-Channel Hier stellen Sie das Format des Audiosignals ein. Das ist abhängig vom SDR, den Sie benutzen. Wenn Ihr SDR ein "Direktmischer" ist, so wie in dem hier als Beispiel genutzten FunCube Pro, dann nutzen Sie das I/Q-Verfahren. Einen Einstieg in die drei verschiedenen Funktionsprinzipien von SDRs finden Sie im Wikipedia-Artikel über SDR. Wenn man gründlicher in das Verständnis von SDRs einsteigen möchte, dann findet man bspw. technische Grundlagen am Beispiel der Entwicklung von GNU-Radio auf der CRE-Webseite. Dort findet sich überraschenderweise auch ein spannendes Interview mit dem, immer mit interessanten Thesen aufwartenden, Tim Pritlove.
HDSDR: Options HDSDR: Options Anschließend ist "setLO<->Tune Offset" auf "24000" einzustellen. Dies hängt zusammen mit der bereits zuvor vorgenommen Einstellung bei Bandwidth auf "96000". Wenn Sie die Bandwidth auf "48000" reduzieren, weil Ihr SDR nur eine geringere Bandbreite überstreicht - was bei einer Kopplung des Audiosignals über den Mikrofoneingang auch daran liegen kann, dass die Audioschnittstelle Ihres PCs von minderer Qualität ist - dann können Sie hier einen Wert nur bis maximal "12000" einstellen. Wenn Sie die Bandwidth auf "192000" einstellen, muss hier der Wert auf "48000" eingestellt werden. Es funktioniert erfahrungsgemäß so, aber ich kann Ihnen nicht erläutern, was es damit auf sich hat (und bitte wie immer an den dunklen Stellen tiefer blickende Experten um eine Erläuterung der Zusammenhänge). So weit zur Steuerung des SDR durch HDSDR, dessen Datenanlieferung an den CW-Skimmer nunmehr optimal vorbereitet ist.
HDSDR: Options HDSDR: Options
CW-Skimmer: Frequenzanzeige, sobald Kontakt zwischen CW-Skimmer und HDSDR bzw. zum SDR-Steuerungsprogramm besteht HDSDR: Options - CAT To Radio, "sync Rig 1" anklicken Wenn die Verbindung zwischen HDSDR und CW-Skimmer eingerichtet ist und korrekt funktioniert, dann ist die Zeit gekommen, noch den letzten Installations- und Konfigurationsschritt durchzuführen. Führen Sie diesen Schritt erst aus, wenn die Frequenzen in HDSDR und CW-Skimmer übereinstimmen. Andernfalls würde der CW-Reporter natürlich falsche Niedrigstfrequenzen an den PSK-Reporter einmelden, die der PSK-Reporter dann so auch anzeigt. Und nun raten Sie mal, woher ich das so genau weiss? CW-Reporter: CW-Skimmer und PSK-Reporter verbinden
CW-Reporter: Schnittstelle zum PSK-Reporter Nach dem ersten Aufruf werden Sie aufgefordert, die "Port-Number", das Rufzeichen bzw. den Stationsnamen, wenn man über kein Funkamateur-Rufzeichen verfügt, den Standort sowie eine Kurzbeschreibung der Empfangsanlage einzutragen. Anschließend ein Klick auf "Apply" und die Übertragung zwischen HDSDR, CW-Skimmer und dem PSK-Reporter müsste funktionieren. Dass Daten vom CW-Skimmer an den PSK-Reporter übertragen werden, können Sie das daran erkennen, dass im Fenster des CW-Reporters der Dekodierzeitpunkt, das Rufzeichen, die Empfangsfrequenz sowie der Digimode, hier "CW", angezeigt werden. Natürlich macht es guten Sinn, nach einigen Minuten zum PSK-Reporter zu wechseln, um zu kontrollieren, ob alles wie gewünscht dort angezeigt wird. Es kann dabei durchaus vorkommen, dass der PSK-Reporter zwischendurch mal eine Störung anzeigt, das ist erfahrungsgemäß häufig an den stark frequentierten Wochenenden der Fall. Ich hatte aber nie den Eindruck, dass dadurch Reports verloren gingen.
PSK-Reporter: Position 13 / 11 von 13LMR1 über alle Amateurfunkbänder am 22.01.2017, allein durch Reporten des 40m-Bandes PSK-Reporter: Position 2 /3 von 13LMR1 im 40m-Band am 22.01.2017 Für mich brachte diese Aktion die Erkenntnis, dass man mit einfachen Mitteln - Antenne und einem einfachen Empfänger (eher bspw. vom Schlage eines Pappradios als eines RTLSDRs) - gut beurteilen kann, wie die Ausbreitungsbedingungen sind. Die anderen Stationen, man trifft immer wieder im Ranking auf SM4FMB, Analysis oder auch HB9HFN, insbesondere in der Nähe kann man als Referenz herannehmen und, durch Eingabe von deren Rufzeichen im PSK-Reporter, nachsehen, was die gerade gehört haben. Was sagt mir das? Warum hat der jetzt die Station auf den Aleuten gespottet und ich nicht? Die anderen Stationen in der Nähe machen das genau so, insbesondere diejenigen, die auch senden, und schauen mal unter meinem Stationszeichen nach. Das Reporting bzw. Spotten ist somit ein Service für die Funkamateure und SWLer. Man könnte gut einen SWL-Contest auf der Basis des Rankings im PSK-Reporter durchführen, die Disziplinen: Ranking in einem Amateurfunkband, Ranking über alle Amateurfunkbänder. In einem Diksussionsforum im Internet traf diese Idee auf keinen Widerhall.
PSK-Reporter: Position 1 / 1 von 13LMR1 im 30m-Band am 16.01.2017 PSK-Reporter: Position 2 / 2 von 13LMR1 im 80m-Band am 21.01.2017
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