SDR: ISS SSTV Signal durch Digipeater gestört - Quelle finden

[Robert E. (robs0412)]

Hallo!

Ich beschäftige mich seit ca. einem halben Jahr mit dem Thema SDR und 
habe meine ersten Erfahrungen mit einem günstigen DVB-T Sticks gemacht 
(RTL2832U R820T2 + SDRSharp).
Mein Fokus liegt aktuell auf Wetter-Satelliten (NOAA & Meteor auf 137 
MHz) und ISS SSTV (145.8 MHz).
Als Antenne nutze ich das Design nach Adam 9A4QV, siehe 
https://www.rtl-sdr.com/simple-noaameteor-weather-satellite-antenna-137-mhz-v-dipole/
Zusätzliche passive Bauelemente: ein Ring-Ferrit + ein Klapp-Ferrit als 
Mantelwellensperre. Rx Offset des Dongles im UKW-Band ist ausgeglichen 
(42ppm).

Anfang August gab es ja wieder ein SSTV Event, siehe: 
http://ariss-sstv.blogspot.com/2019/07/two-sstv-events-during-july-29-august-4.html

An zwei Tagen konnte ich Aufnahmen machen. Die Ergebnisse von zwei ISS 
SSTV und eines NOAA 19 Überfluges siehe Bilder (Aufnahme Standorte: 
01.08.: Darmstadt & 03.08.: Nähe Gernsheim)
Die IQ-wav Daten (0.25MSPS) habe ich für euch hochgeladen, falls jemand 
SSTV bzw. das Störsignal dekodieren möchte: 
https://drive.google.com/drive/folders/1BBUxl_HoEJ6pWmXPqV0pdF9s_cEe6aZS?usp=sharing
(SSTV kommt erst sehr später in den Files, kann man aber mit Audacity 
schneiden)

Nun folgendes Problem:
Die ISS SSTV Aufnahmen sind leider durch einen Digipeater auf gleicher 
Frequenz überlagert, daher die Streifen bei den SSTV Bildern.
Ein wenig ärgerlich meiner Meinung nach, wenn solch ein eher seltenes 
Event gestört wird.

Zur Dekodierung des Repeater Signals habe ich dann AFSK1200 genutzt, 
siehe Text-Dateien im Anhang.

Dekodierten Text durch einen Duplicate Word Finder geschoben: 
https://codepen.io/finnhvman/pen/oPwXRa
Es fällt auf, dass  db0fda  in jedem Sendevorgang involviert ist 
(Hochschule h_da).
Laut diversen Datenbanken (z.B. repeatermap) sendet  db0fda  nicht auf 
145.8 MHz, dennoch bekomme ich auf dieser Frequenz einen extrem starken 
Ausschlag. Laut wikipedia 
https://de.wikipedia.org/wiki/H_da-Hochhaus#Sendeanlage gibt es eine 
Eingabe auf 144.8 MHz, die Ausgabefrequenz fehlt.

Jetzt die eigentliche Frage:

Mein Messpunkt in Darmstadt ist 400m vom h_da Hochhaus entfernt, die 
Messung in Gernsheim war ca. 12km entfernt.
Kann der Empfänger im RTL-SDR Dongle so sehr überladen sein, dass sich 
das Signal des Digipeaters in den Vordergrund schiebt?
Ein wenig zweifle ich an dieser Überlegung auch wieder, da eine Messung 
heute mit 0.15MHz Offset das Signal weiter auf 145.8MHz zeigt, 
Messmittelfrequenz war 145.75MHz, siehe IQ File.

Ist  db0fda  überhaupt die Quelle der Signale, oder kommen diese 
woanders her? Wie ist der Dekodierte Text zu interpretieren?

Sobald die Quelle dann bekannt wäre, könnte man sich an den Betreiber 
wenden und um eine "Auszeit" während eines SSTV Events bitten.
Bevor ich mich aber an z.B. DARC wende, wollte ich eure Meinung 
einholen.

Vielen Dank & Grüße aus Darmstadt,
Robert :-)

[Georg A. (georga)]

Robert E. schrieb:
> Kann der Empfänger im RTL-SDR Dongle so sehr überladen sein, dass sich
> das Signal des Digipeaters in den Vordergrund schiebt?

Ich kenn den ganzen Rest nicht, kann dir aber sagen, dass die Sticks ein 
äusserst schwaches Antialiasing-Filter im Frontend haben. Wenn man da 
über einen Peak drübersweept, verschwindet er links und taucht rechts 
wieder auf...

Am besten geht es, mit so hoher Samplerate wie möglich zu arbeiten (zB. 
2MSPS) und dann selbst auf die passende Bandbreite in der Mittenfrequenz 
zu dezimieren.

[Marek N. (Gast)]

Hi,

das ist gut möglich, wenn du nicht allzuweit vom Standort des 
Digipeaters wohnst, dass er deinen Empfänger (Stick) auch breitbandig 
zustopft.

144,800 MHz ist die APRS-Frequenz, Simplex. Das wird also einfach nur 
geforwardet.

Schau dir doch mal im Spektrum vom SDR an, ob jedes Mal, wenn DB0FDA auf 
144,800 sendet, du auch eine Linie oder Signalschwund auf der 145,800 
siehst.

Wir haben bei uns in Bremen auf DL0HT (https://websdr.dl0ht.de/2m/) ein 
ähnliches Problem: Jedes Mal, wenn der APRS-Digi dort sendet, wird das 
gesamte Band im SDR am gleichen Standort durch die AGC platt gedrückt.

Welche Decoder-Sofware verwendet du? Bei mir ist es RX-SSTV mit MMSSTV 
im Backend.

Störlinien habe ich auch fast immer sogar bei ansonsten rauschfreien 
Bildern. Ich vermute hier einen Phasensprung der (Software-?)PLL durch 
den Dopplershift, da die Linien fast immer an den selben Stellen 
auftreten: Oberes und/oder Drittel.
Man sieht dann, dass die Synchronisation für ein paar Zeilen 
durcheinander gerät, so dass Bildteile verschoben sind.
RX: IC-706mk2G
Ant: Turnstile unter Dach

Dieses WE habe ich die Antenne endlich am Dachbalken ganz oben montieren 
können, so dass sie noch mehr Rundumsicht haben sollte. Bin auf die 
nächsten Aussendungen gespannt.

Beste Grüße, Marek

P.S. Die Aussendungen aus dem Columbus-Modul sind grundsätzlich deutlich 
schwächer/verrauschter, als aus dem Swesda-Modul. Zwar sind das nur 2,5 
W vs. 25 W, was nicht mal 2 S-Stufen bedeuten würde, ich vermute aber 
entweder einen Defekt an Kabel der Antenne im Columbus-Modul, eine 
falsche Antennenausrichtung oder Abschattung durch andere Module (Kibo?) 
oder Außerbord-Experimente.
Während Aussendungen aus Swesda regelmäßig mit 9+60 empfangen werden, 
schafft Columbus es kaum über S6 bei ähnlicher Überflugbahn und 
identischer Ground-Station. Das sind gut 80 dB Differenz!

P.P.S: Besonders deutlich war es Ende Juli / Anfang August dieses 
Jahres, als es bei der Inter-MAI75-Aussendung zu Problemen in der NF des 
Senders kam und teilweise nur ein unmodulierter Träger abgestrahlt 
wurde. In USB konnte dann der laute Träger gehört werden und schön der 
Doppler-Shift sichtbar gemacht werden.

[Robert E. (robs0412)]

Hallo!

Danke für euer Feedback, Links und Bilder!
Das hat mich glatt dazu veranlasst noch einmal eine kleine Messreihe zu 
starten - alle IQ Dateien davon habe ich wieder bei GoogleDrive 
abgelegt, falls jemand meine Messungen nachvollziehen möchte.

Anbei die Bilder meines Setups in SDRSharp und die genutzte Antenne.
Zur Dekodierung von SSTV habe ich auch MMSSTV probiert, aber leider nie 
saubere Bilder hinbekommen, da irgendwie immer mal ein Sync fehlt und 
dann verzerrt es das Bild. Selbst mit Doppler Korrektur klappt das nicht 
so richtig sauber.

Ich nutze mein Handy zum Dekodieren - die App Robot36 klappt prima.
Link: https://play.google.com/store/apps/details?id=xdsopl.robot36&hl=de
Entweder das Handy vor den Lautsprecher legen oder mittels 
Klinke-zu-Klinke direkt an die Soundkarte. Da bekomm ich auch gute 
Bilder hin, wenn ich die IQ/AF erst nach dem Überflug abspiele, selbst 
ohne saubere Doppler Korrektur.
Vorher die IQ/AF noch mit Audacity entrauschen und dann passt das schon 
ganz gut.

Folgende Erkenntnis bzgl. "AFSK auf 145.8MHz":

db0fda hat seine Frequenz wirklich nur auf 144.800MHz.
Das konnte ich mit verschiedenen SampleRates nachvollziehen.
Mit 1.4MSPS und größer kann man dann gleichzeitig 144.8 & 145.8 MHz 
beobachten - und siehe da, alles wie es sein soll, auf 144.8MHz sieht 
man den Digipeater auf 145.8 MHz ist Ruhe.
Schaue ich mir die 145.8MHz mit 0.9MSPS an, bleibt auch alles ruhig.

Nur mit 0.25MSPS liegt auf 145.8 MHz das Siganl des Digipeaters und 
überlagert die Signale von der ISS.
Und wie gestern schon geschrieben bleibt das Signal auch auf 145.8MHz 
kleben, selbst wenn ich die Mittenfrequenz auf 145.7 oder 9 MHz lege. 
Das "Falsch-Signal" liegt dann eben rechts oder links davon, siehe Bild.

Hängt das wirklich nur mit dem Antialiasing-Filter zusammen oder gibt es 
hier noch eine andere Erklärung? Wie gesagt, das ganze tritt nur mit 
0.25MSPS auf.

Meine nächsten Überflüge werde ich auf alle Fälle mit 0.9MSPS 
aufzeichnen, auch um die IQ noch klein zu halten und die Empfindlichkeit 
auf den wichtigen Bereich zu fokusieren, 2MSPS oder mehr schafft mein 
Rechner dann nicht :-D

Grüße,
Robert

[Marek N. (Gast)]

Hey Cool, dass du das Problem eingrenzen konntest. Gratuliere!

Ich würde mal naiv wirklich auf Aliasing tippen. 144,800 und 145,800 
liegen ja exakt 1 MHz auseinander und wenn du mit 250 kSps abtastest, 
muss ja das Signal vor dem AD-Wandler im Stick auf diese Bandbreite 
begrenzt sein (da man ja ein komplexes Basisbandsignal mit I&Q 
abtastet). Wenn die Filterung nicht ausreicht, wirkt sich ein Signal in 
ganzzahligen Abständen der Samlingfrequenz eben wie eins, was im 
Durchlassbereich des Filters liegt. Darum wirkt sich die 144,800 beim 
250 kSps (theoretisch auch bei 500 kSps) Setup wie eine Spiegelfrequez 
(Image) auf das Nutzsignal bei 145,800 aus.

Robot36 kenne ich auch, hab ich auch schon mal mit rumgespielt. Ist ganz 
praktisch, wenn man unterwegs ist und mal eben die überfliegende ISS am 
Biertisch dekodieren will.

Es gibt da ferner die App SDR-Touch, aber ich komm mit meinem 
Huawei-Handy nicht mehr in den App-Store löl

Ich hab am Wochenende die Turnstile an den Dachbalken montiert. Bin mal 
gespannt, ob sich die Alu-Winkel negativ auswirken, sonst muss ich sie 
auch durch Holzlatten ersetzen.

Beste Grüße, Marek

[W.S. (Gast)]

Robert E. schrieb:
> Als Antenne nutze ich..

Bau dir lieber sowas:
http://jcoppens.com/ant/qfh/calc.en.php

Ja, ich weiß, das ist etwas aufwendiger als mal bloß zwei Aludrähte auf 
Winkel biegen.

Und wenn du es insgesamt ernsthafter betreiben willst, dann bau dir auch 
einen richtigen Empfänger dafür. Das kann durchaus ein Konverter sein 
von 130..146 MHz nach irgendwo (wo dein RTL-Stick eben empfangen kann) - 
Hauptsache ist, du hast erstmal einen passenden Bandpaß im Eingang und 
eine einigermaßen signalfeste Vorstufe nebst Mischer.

W.S.

[Georg A. (georga)]

Robert E. schrieb:
> Meine nächsten Überflüge werde ich auf alle Fälle mit 0.9MSPS
> aufzeichnen, auch um die IQ noch klein zu halten und die Empfindlichkeit
> auf den wichtigen Bereich zu fokusieren, 2MSPS oder mehr schafft mein
> Rechner dann nicht :-D

Wäre aber schon hilfreich... Das mit dem "Fokussieren" klingt gut, 
stimmt aber nicht ganz. Mit Überabtastung und nachfolgendem Dezimieren 
per SW auf den interessanten Bereich erreicht man sogar etwas mehr 
Empfindlichkeit. Und 2MSPS samt 4:1 Dezimierung schafft schon ein 
Raspberry PI V3 (siehe mein tfrec). Was hast du denn für eine Gurke? ;)

[Robert E. (robs0412)]

Ja, neben der ganzen HW und SW, mit der man sich für SDR beschäftigen 
muss, gibt's eben auch noch viel bzgl. Signalverarbeitung zu lernen.
Aber da helfen ja diverse youtube Video oder Uni-Skripte, wie hier z.B.: 
https://www.mb.uni-siegen.de/mrt/lehre/sv/signalverarbeitung-skript.pdf
Da habe ich auch das Problem des Aliasings wiedergefunden - werde mich 
weiter belesen.

Klar, andere Antennen-Designs schweben mir auch vor - alles was man 
damit gewinnt, braucht man später nicht verstärken. Schwere Lektüre aus 
der Bibo liegt bereits auf dem Schreibtisch, aber alles Schritt für 
Schritt - als Ausgleich nach der Arbeit ;-)

Ein Link für Interessierte die über diesen Thread stolpern mit den 
verschiedenen Designs: 
https://www.rtl-sdr.com/rtl-sdr-tutorial-receiving-noaa-weather-satellite-images/

Ich bin zunächst zufrieden überhaupt ein brauchbares Signal empfangen zu 
haben, selbst bei niedrigen Überflügen (~30-40°) und "nur" mit V-Pol.
Als Nächstes möchte ich Bandpassfilter ausprobieren, um Frequenzen 
außerhalb 137-145 abzuschneiden und alles etwas modularer aufzubauen und 
sauber zu "verkabeln" - naja, ihr kennt sicherlich die Anfänge.
Anpassung (Impedanz) steht auch noch auf der Liste.


Marek N. schrieb:
> Ich hab am Wochenende die Turnstile an den Dachbalken montiert.

Welche Art von Anpassung nutzt du oder hat das Design schon eine 
Impedanz von 50Ω?

W.S. schrieb:
> Bau dir lieber sowas:
> http://jcoppens.com/ant/qfh/calc.en.php

Welche Impedanz hat solch eine QFH?

Ihr nutzt sicherlich Messgeräte um das genau zu bestimmen, oder?


Georg A. schrieb:
> Was hast du denn für eine Gurke? ;)

Mein Laptop ist schon etwas älter. Die CPU bzw RAM sind nicht der 
Bottleneck bei der Aufzeichnung. Aber die HDD ist etwas zu träge, um 
2MSPS/8 Bit ohne Drops aufzuzeichnen. Werde ich demnächst gegen eine SSD 
austauschen.

Was genau meinst du mit Dezimierung 4:1?
Ich glaub ich weiß worauf du ggf. hinaus willst (Signalverarbeitung, 
höhere Abtastfrequenz ist besser zur Rekonstruktion), aber SDRSharp + 
RTL-Stick lassen mich nicht die Frquenzbreite definieren, welche ich mit 
xyz-MSPS abtasten will. 2MSPS sind z.B. ~1.6MHz Bandbreite, 1MSPS sind 
~0.8MHz Bandbreite.
Oder gibt es da noch ein Setting, welches ich nicht gefunden habe?

Das tfrec Projekt klingt interessant, kommt auf die Liste! :-)


Grüße,
Robert

[Georg A. (georga)]

Robert E. schrieb:
> Was genau meinst du mit Dezimierung 4:1?

Man sampled mit "zuviel" Bandbreite (in dem Fall 4fach), filtert gut und 
verwirft (dezimiert) die Hälfte der Daten. Und dasselbe nochmal. Waren 
es vorher zB. 2MSPS (mit IQ also +-1MHz um die Mittenfrequenz), sind es 
nachher noch 500kSPS (+-250kHz). Netterweise gewinnt man pro Halbierung 
dabei mehr Dynamik, d.h. aus 8 mach 10Bit (wenn alles gut geht...).

Ich kanns nicht mit Bestimmheit sagen, aber ich habe das starke Gefühl, 
dass im Tunerchip des Sticks das Aliasing nicht besser wird, wenn man 
per kleinerer Samplerate die Bandbreite kleiner macht. Das Aliasing wird 
nur mitskaliert. Vermutlich fehlts da an Rechenleistung im Chip.

[Marek N. (Gast)]

Hi,

die Turnstile haben wir gebraucht von einem OM gekauft.
Original stammt sie glaub ich von Wimo oder Diamond.

Kann man sich aber auch einfach selbst bauen.
Anbei eine Bauanleitung, die bei mir aufm NAS rumflatterte. Im Netz 
gibts hunterte davon, die sich nur in Details unterscheiden.

Wichtig ist die Umwegleitung aus 75 Ohm-Kabel und die Reihenfolge der 
Anschlüsse, um den Drehsinn der zirkularen Polarisation einzuhalten.

Im Rothammel heißt die Antenne "Kreuzdipol".

[Robert E. (robs0412)]

Danke für die Bauanleitung, Marek.
Der Rothammel liegt wie gesagt auch schon hier.

Bzgl. Oversampling habt ihr mir nun einen weiteren Floh ins Ohr gesetzt 
:-D
Erste Infos habe ich z.B. hier gefunden: 
http://ajoo.blog/category/sdr.html
(auch interessant: Part I dieses Blogs beinhaltet noch einmal Basics 
bzgl. SDR)
Und hier: https://wiki.spench.net/wiki/RTL2832U#Specifications  -> pdfs 
unter Dynamic Range.


In SDRSharp finde ich das Feature (noch) nicht, andere 
Tools/Kommandozeile werde ich testen.
Auf alle Fälle genügend Input in diesem Thread für die nächsten Wochen.

Danke euch!
Grüße,
Robert

[Robert E. (robs0412)]

Nachtrag zu den Erkenntnissen des Posts um 11:30 Uhr:

So wie ich das verstehe, kann SDRSharp IQ Streams von rtl_tcp empfangen.
rtl_tcp kann man dann, wie von euch vorgeschlagen bzgl. oversampling 
konfigurieren, siehe auch 
https://github.com/2013-UQ-Communication-Systems/public/wiki/Installing-RTL-SDR-in-Windows

:-)