Experimentelles selbstorganisierendes TDMA-Funknetz für den Amateurfunk
Ein offener Entwurf für ein intelligentes, robustes und kollaboratives digitales Kommunikationssystem.
Experimenteller Status
Dies ist ein experimenteller Entwurf ohne Standardisierung oder kommerzielle Nutzung. Ziel ist Dokumentation, Diskussion und gemeinsames Weiterdenken.
Dieses Projekt stellt einen vollständig offenen, experimentellen Entwurf für ein digitales Funknetz vor, das speziell für den Amateurfunk und für technische Experimente im Bereich drahtloser Kommunikation entwickelt wurde. Der Fokus liegt auf einem selbstorganisierenden TDMA-System, das ohne zentrale Infrastruktur auskommt, sich dynamisch anpasst und sowohl Sprach- als auch Datenübertragung ermöglicht.
Ähnliche Mechanismen existieren teilweise in der Forschung zu drahtlosen Sensornetzen und Ad-hoc-Netzen. Dieser Entwurf überträgt diese Konzepte bewusst in einen experimentellen Amateurfunk-Kontext und passt sie den besonderen Anforderungen von Amateurfunk-Bändern, Rufzeichenpflicht und offener Nutzung an.
Der Entwurf ist bewusst so gestaltet, dass er weiterentwickelt, verbessert, geforkt und in Software oder Hardware implementiert werden kann. Ich lade ausdrücklich dazu ein, gemeinsam an diesem Konzept zu arbeiten.
Motivation und Hintergrund
Digitale Funkkommunikation im Amateurfunk basiert heute meist auf festen Strukturen:
- Repeater mit zentraler Steuerung
- Starre Zeitschlitzsysteme
- Proprietäre Standards
- Eingeschränkte Flexibilität
Mein Ziel war es, ein System zu entwerfen, das:
- ohne Infrastruktur funktioniert
- sich selbst organisiert
- mehrere Teilnehmer gleichzeitig unterstützt
- robust gegen Timing-Fehler ist
- offen dokumentiert und frei nutzbar bleibt
- experimentierfreundlich ist
Das Ergebnis ist ein Protokollentwurf, der moderne Konzepte aus Mobilfunk, SDR-Technik und Netzwerktechnik kombiniert, aber bewusst einfach genug bleibt, um im Amateurfunk experimentell umgesetzt zu werden.
Grundprinzip des Systems
Das Netz basiert auf einem TDMA-Rahmen, der in mehrere Zeitschlitze unterteilt ist. Eine Station übernimmt die Rolle des Masters und sendet einen Piloton, der als gemeinsame Zeitbasis dient. Direkt im Anschluss folgt das Rufzeichen des Masters, sodass neue Teilnehmer die Masterstation eindeutig erkennen können. Alle anderen Stationen synchronisieren sich auf diesen Piloton und belegen freie Slots.
Die wichtigsten Eigenschaften:
- Selbstorganisation: Das Netz entsteht automatisch, sobald eine Station einen Master-Piloton aussendet.
- Inband-Synchronisation: Alle Zeit- und Steuerinformationen werden im Funksignal selbst übertragen.
- Master-Failover: Fällt der Master aus, wird automatisch ein neuer gewählt.
- Dynamische Guardzeiten: Das System passt seine Schutzzeiten an die realen Bedingungen an.
- Re-Synchronisation einzelner Teilnehmer: Stationen werden automatisch neu synchronisiert.
- Fehlerkorrektur: Vorwärtsfehlerkorrektur sorgt für stabile Übertragung.
- Mehrnutzerfähigkeit: Gleichzeitige Sprach- oder Datenübertragung mehrerer Stationen.
Technische Übersicht
Rahmenstruktur
- Master-Pilot
- Rufzeichen des Masters
- Kontrollfeld
- N Teilnehmer-Slots
- Guard-Intervalle
Synchronisation
- Zeitbasis
- Slot-Belegung
- Guardzeit-Parameter
- Rufzeichen
- Statusinformationen
Re-Sync-Mechanismus
- Soft-Resync
- Hard-Resync
Nutzlast
- Digitale Sprache
- Telemetrie
- Wetterdaten
- Statusinformationen
Urheberrecht
Dieser Entwurf wird unter der Lizenz Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 (CC BY-SA 4.0) veröffentlicht. - Lizenzdetails