home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Ham Radio 2000 / Ham Radio 2000.iso / ham2000 / packet / aprs75c / digis.txt < prev    next >
Text File  |  1995-11-23  |  20KB  |  331 lines

  1. DIGIS.TXT 7.4c     AUTOMATIC PACKET REPORTING SYSTEM DIGIPEATERS
  2.  
  3.  
  4.     To satisfy the objective of a distributed network without dependence
  5. on specific nodes, APRS stations are designed to begin operating without
  6. any prior knowledge of the network.  This is done by having all APRS
  7. digipeaters and home stations initialized to act as a digipeater with 
  8. the alias of RELAY and to send all UI frames via the UNPROTO path of 
  9. RELAY.  With this form of generic digipeating (RELAY), a mobile, or new 
  10. station does not have to know anything about the network in advance in 
  11. order to be seen by adjacent nodes.  After 10 minutes and his map begins 
  12. to show the location of all stations and digipeaters on frequency, he can 
  13. then customize his outgoing Unproto path to specific digipeaters to cover 
  14. his intended area without as much QRM.
  15.  
  16. CAUTION:  Since the preferred APRS frequency of 145.79 is adjacent to the 
  17. SATELLITE band at 145.8, all APRS users should run minimum power.  High
  18. and WIDE digipeaters in residential areas or near other satellite ops
  19. should operate at 10 watts or lower to minimimze QRM.  The purpose of 
  20. APRS digipeaters is to HEAR mobiles, NOT to be an aligator!
  21.  
  22.      It is important in any mature APRS network that FIXED stations should 
  23. avoid using the generic RELAY addressing.  Although mobiles should usually 
  24. begin their path with RELAY,WIDE, the path of RELAY should rarely be used 
  25. after the first hop, and never after a WIDE.  The D-list command lets you 
  26. see what digipeater paths other stations are using and it also marks 
  27. stations that you can hear direct.  Also under the OPS-DIGI command, users 
  28. can save up to 12 different DIGIpeater paths.  Users can select any given 
  29. path that is optimum for their present application with a single key 
  30. stroke.  The MAPS-PLOTS-POWER command will display a range circle 
  31. around all stations proportional to their power, antenna height above 
  32. average terain, and gain.  Users can use these plots to estimate what 
  33. paths, through what stations, might be useful.
  34.  
  35.      Although digipeating is not good practice for AX.25 level 2
  36. connections, it is ideal for APRS operation using UI frames only.  All
  37. along the east coast we have more than a dozen WIDE area DIGI's on the
  38. frequency of 145.79 acting as a backbone for mobile position reporting.  
  39. The low duty cycle of this mode, also permits Keyboard QSO's and other 
  40. UI frame applications.  Even Personal mail boxes are welcome on the 
  41. frequency, since mail is posted at keyboard rates and is NOT read back 
  42. by radio.  Users are NOT welcome to READ PBBS mail on the frequency.  
  43. Other CONNECTED mode operation of BBS's, mail forwarding, file transfers, 
  44. TCP-IP and DX clusters are discouraged.
  45.  
  46. APRS DIGIPEATERS:  In addition to all the home station RELAYS, additional
  47. APRS RELAY digipeaters can be installed where ever needed to provide 
  48. solid mobile coverage on all major access routes into your city.  These
  49. sites provide the first hop (via RELAY) for all mobiles.  Next,  a few
  50. well elevated and WIDEly separated digipeaters should be installed which
  51. have not only the RELAY alias, but also a WIDE alias.  These WIDE sites
  52. link to other cities and provide a backbone for wide area coverage.
  53.  
  54. WIDE DIGIPEATING:  Since these WIDE area digipeaters are located at 
  55. excellent locations, they should not only provide the WIDE backbone
  56. function for the long-haul, but should also have the RELAY alias as well
  57. for nearby mobiles and new stations.  Many recent TNCs can be set up to 
  58. digipeat either of these generic RELAY/WIDE packets.  The new PacComm 
  59. TNC's can support up to 4 aliases!.  Set MYAlias to WIDE and set one of 
  60. the other TNC functional callsigns to RELAY (such as MYnode, or MYhost, 
  61. etc).  If you use the KPC-3 and the MYnode call, be sure to set USERS 
  62. to 1 and NUMNODES to 1.  If your TNC does not have dual aliases, AND 
  63. yours is the only WIDE around, you can temporarily make its MYcall be 
  64. WIDE and its MYalias be RELAY, but be sure to put the FCC callsign in 
  65. the BText to keep it legal.  You can also have one other DIGI with the 
  66. opposite MYcall RELAY and MYalias WIDE without confusion.  These WIDE/
  67. RELAY backbone Digi's should be spaced several tens of miles apart 
  68. depending on topology so that they are as widely separated
  69. while still being able to hit their adjacent other WIDE digi's.  All 
  70. mobiles then can set their UNPROTO path to APRS VIA RELAY,WIDE and it will 
  71. not matter whether they are near a DIGI or someone's home station to be 
  72. picked up by the network. 
  73.  
  74.     Even if these WIDE/RELAY backbone nodes are 30 to 50 miles apart, as
  75. long as every home station and local RELAY digipeater can hit at least
  76. one WIDE, then the mobile path of RELAY,WIDE can cover as far as 100
  77. miles!  Wider ranging mobiles can use the RELAY,WIDE,WIDE path without  
  78. causing too much QRM.  Yes, RELAY,WIDE,WIDE should NEVER be used by a home 
  79. station, but since a mobile can rarely, if ever, hit more than 1 digi the 
  80. first time, the number of repeats is not much worse than a typical home 
  81. station via WIDE,WIDE.
  82.  
  83. CAUTION: Fixed stations that can hit 2 or more WIDES should NEVER use three
  84. generic RELAY/WIDE callsigns in a row, and RELAY should NEVER be anywhere 
  85. except the FIRST in the list.   FIXED stations should always avoid any 
  86. GENERIC calls if possible after the first two.   Although generic paths
  87. for mobiles are the normal mode of operation, special consideration must
  88. be given whenever there will be a great convergence of generic mobiles
  89. using RELAY,WIDE paths.  Remember, every APRS station INCLUDING MOBILES
  90. will also have the ALIAS of RELAY, so when they all get within range of
  91. each other, there is quite a conflagration!  To minimize these problems
  92. here are the typical recommended settings for ALIASES and PATHS:
  93.  
  94.    TYPICAL MOBILE  (1-5 watts):  UN APRS V RELAY,WIDE     MYAlias = RELAY
  95.                    (25-50 w  ):  UN APRS V WIDE,WIDE      MYAlias = RELAY
  96.  
  97.    STAND ALONE TRACKERS:  MYAlias = NONE
  98.  
  99. All Mobiles converging to one location should hit CONTROLS-BANDS-HF which
  100. will change their MYAlias from RELAY to ECHO.  This will eliminate everyone
  101. from digipeating everyone else's VIA RELAY packets.  They should also
  102. choose a new UNPROTO path specific to that location, without beginning
  103. with RELAY!  The alias of stand-alone trackers should be typicaly set
  104. to NONE since they cannot be quickly changed in the field.
  105.  
  106.  
  107. DEDICATED WIDE AREA APRS DIGIPEATER SET UP
  108.  
  109.    To set up a WIDE area APRS digi, simply connect a TNC to a radio, and put
  110. it as high as you can get it.  Set the following minimum commands:
  111.  
  112. cmd:   MY W3XYZ-x                 (the digipeater call and SSID)
  113.        MYA WIDE                   (this makes it digipeat WIDE packets)
  114.        MYN RELAY                  (This works on KPC-3s as a second alias
  115.        MYG RELAY                  (on PK-12)
  116.        UNPROTO APRS VIA WIDE,WIDE,DIGI3...     (so the whole net sees it)
  117.        B E 60                     (Sets Beacon to once every 10 minutes)
  118.  
  119.        BT !DDMM.mmN/DDDMM.mmW#PHG5360/WIDE-RELAY...(identifying comments)
  120.             |         |      | | ||||  |___|_ makes station show up green
  121.             |         |      | | ||||________ Omni (Direction of max gain)
  122.             |         |      | | |||_________ Ant gain in dB
  123.             |         |      | | ||__________ Height = log2(HAAT/10)
  124.            LAT      LONG     | | |___________ Power = SQR(P)
  125.                              | |_____________ Power-Height-Gain PHG indicator
  126.                              |_______________ # is symbol for digipeater
  127.  
  128. As you can see by the integers in the POWER-HEIGHT-GAIN (PHG) string, there 
  129. are only 9 plus 0 possible values for each of these fields as follows:
  130.  
  131.   DIGITS   0  1  2   3   4   5   6    7    8    9  as used in the Pwr field
  132.   -------------------------------------------------------------------------
  133.   POWER    0, 1, 4,  9, 16, 25, 36,  49,  64,  81  watts  SQR(P)
  134.   HEIGHT  10,20,40, 80,160,320,640,1280,2560,5120  feet   LOG2(H/10)
  135.   GAIN     0, 1, 2,  3,  4,  5,  6,   7,   8,   9  dB
  136.   DIR      0,45,90,135,180,225,270, 315, 360,   .  deg    D/45  This offsets
  137.            *                                       the range circle in the
  138.            * 0 means OMNI                          indicated direction
  139.  
  140. HEIGHT ABOVE AVERAGE TERRAIN:  Going out 10 miles in all directions, write
  141. down the elevation every 2 miles or so.  Average all these points and
  142. compare your elevation to the average.  You may be at 2000 feet above
  143. sea level and have a 150 foot tower, but if the ground around you is at
  144. 2200 feet, then your HAAT is -50 feet!!!  Be honest!  Your circle should
  145. go no further than the distance to which you can reliably copy an HT!  
  146. Even though you have an OMNI antenna, if the terrain favors a certain 
  147. dierction, then put that in for your directivity.
  148.  
  149.                                        
  150. NOTE ABOUT POWER LEVELS:  In order to be good neighbors to the satellite
  151. users at 145.80, there is little justification for making a WIDE
  152. area digi run any more power than 10 watts.  The function of the WIDE-RELAY 
  153. nodes are to HEAR MOBILES and to relay those posits to fixed stations.  The 
  154. mobile is usually at ground level and is using an omni directional whip.  
  155. If his path gets him into the digipeater, then he should be able to hear 
  156. it.  Home stations with higher antennas can easily hear the digipeater.  
  157. Both WIDE area digipeaters that I have installed use only about 5 watts.  
  158. Running high power just adds QRM beyond the effective range of the repeater.
  159.  
  160.  
  161. X1J DIGIPEATERS:  You may set up an X1J node to act as a generic
  162. WIDE area APRS digi, depending on whether the ALIAS callsigns are not 
  163. already in use.  The X1J permits 5 callsigns.  The first two are the NODE 
  164. callsign and the NODE alias.  These pertain to level-4 NODE operation and 
  165. can NEVER be made WIDE or you will LOCK-UP the network.  The next three 
  166. ALIASES are for a BBS, DXCLUSTER or HOST mode operation.  By enabling two 
  167. of these extra aliases to WIDE and RELAY, then the node will digipeat APRS 
  168. UI frames as long as the following commands are also performed:
  169.  
  170.    PARM / 23 1   Digipeat enable  (info provided by WA4HEI 906 341-5718)
  171.    MODE / 14 1   Extra alias monitoring enable
  172.    MODE / 17 3   Refuse digipeated L2 node uplinks & downlinks
  173.  
  174.  
  175. OPERATIONS WITH RELAY AND WIDE:
  176.  
  177.      Although the GENERIC WIDE/RELAY digipeating works well to get an APRS
  178. net going, once you have more than two WIDES, the generic calls should be
  179. avoided by all fixed stations to minimize unnecessary duplicates and
  180. collisions.  Using SPECIFIC callsigns significantly reduces QRM.
  181.  
  182.      While building a new network, APRS has a special SETUP-WIDE command 
  183. that permits some well situated stations to change their default RELAY
  184. alias to WIDE.  This command should be used with caution and with the 
  185. agreement of all stations on the net.  Too many WIDE's, too close together 
  186. causes too much QRM.  When you use the SETUP-WIDE command, the word WIDE 
  187. will be installed in your POSIT comment field.  This signals all stations
  188. to display your station symbol as GREEN (which indicates a WIDE alias).
  189. This color will be lost, however, if you have a weather station
  190. hooked up to COM2, since it re-writes the POSIT string every few minutes.
  191. Also, every time you switch from HF to VHF or the reverse, your ALIAS is
  192. re-written to RELAY or ECHO.
  193.  
  194. SEE README.HF for setting up your UNPROTO path for HF and HF/VHF gateways..
  195.  
  196.  
  197.  
  198. **********     WIDE-N ALL DIRECTION GENERIC DIGIPEATING!     ****************
  199.           THE ULTIMATE SOLUTION FOR MOBILE POSITION REPORTING
  200.  
  201.     This may be the simplest mechanism for making an order of magnitude
  202. improvement in APRS status and position reporting networks.  In a WIDE-N
  203. network, each WIDE digi simply repeats ANY packet with the VIA address of
  204. WIDE-N; but ONLY ONCE.  If it keeps a copy of the last 30 seconds of packets,
  205. (or at least a copy of the FCS) and compares each new packet that it hears
  206. with the LAST one that it digipeated, then it could decide NOT TO TRANSMIT
  207. it again!  This would completely eliminate the multiple round-robin
  208. multiplication of packets generated when a mobile station uses the present
  209. generic path of WIDE,WIDE,WIDE.  As it is now, such a 3 tier path launched in
  210. the middle of 3 WIDE digipeaters that all hear each other can generate as many
  211. as  3x3x3 or 27 duplicates in the area.  If each WIDE-N only digipeated the
  212. packet once, then there would only be 3 local copies generated, and the packet
  213. would still propagate outward 3 levels in all directions in the usual manner!
  214. Since this algorithm has uses on ALL amateur packet networks needing a
  215. FLOODing mechanism for special packets of interest to everyone, I am calling
  216. it the FLOOD-N algorithm.  For APRS, however, I will still refer to it as
  217. the WIDE-N algorithm.
  218.  
  219. NUMBER OF HOPS:  Using the via path of WIDE-N, each DIGI that repeats the
  220. packet decrements the WIDE-SSID by one.  This way, each packet carries along
  221. with it information on how many times it has bounced through the network.
  222. The user specifies how far it goes, by the initial setting of the SSID!
  223. If he sets it to WIDE-7, then the packet could be digipeated as many as
  224. seven times outward.  A local commuter might select WIDE-2 to cover his
  225. area while limiting DX QRM.
  226.  
  227.  
  228. NEW TNC COMMANDS REQUIRED:  To make this work, there are three new TNC
  229. commands needed:
  230.  
  231.      MYFlood:  This command, similar to MYAlias, sets up the callsign at the
  232.      digipeater to be used as the FLOOD-N callsign.  In APRS networks, we
  233.      will use WIDE.  THIS IS FOR UI FRAMES ONLY!  That plus the AGELimit
  234.      below, makes it un-useable for connected frames, and for abuse.
  235.  
  236.      HOPLimit:  This is a SYSOP parameter that can be used to limit the
  237.      maximum number of HOPS permitted in a network.  Already the maximum
  238.      number of hops is limited to 7, since the upper bit of the SSID is
  239.      reserved for future use.  However, on NON-APRS networks, some SYSOPS may
  240.      feel empowered to limit the maximum number of hops to some smaller number.
  241.  
  242.      AGELimit:  The WIDE-N digi has to keep a copy of all digipeated packets
  243.      for a brief period for comparison with new packets heard.  This is the
  244.      key to the WIDE-N algorithm.  Every digi that hears a UI packet will
  245.      digipeat it, BUT ONLY ONCE.  To do this, it compares each new packet with
  246.      all packets digipeated in the last X seconds.  This X age-limit needs to
  247.      be a variable depending on the speed of the network.  If the time is too
  248.      long, then the list is big, If it is too short, then there is the chance
  249.      that a packet may propogate in a circle and get repeated again.  My guess
  250.      is that 30 seconds is a good default value for 1200 baud channels.  Howie
  251.      Goldstein, N2WX has improved the effeciency of this idea, by only saving
  252.      and comparing the CHECKSUM of the packets, instead of the whole packet.
  253.  
  254.      If ALL APRS WIDE area digipeaters changed over to the WIDE-N code, we
  255. would HAVE THE ULTIMATE GENERIC MOBILE GPS NETWORK!  Metropolitan area
  256. commuters could set their digi paths to WIDE-2 and Mobiles on extended trips
  257. within a 200 mile radius of home could be tracked with a path of WIDE-5,
  258. without fear of clogging the network!  This WIDE-N algorithm is so powerful
  259. that it could even be added to ALL TNC's as a FLOOD-N mode.  It would only
  260. work on UI frames and would default to the generic callsign of FLOOD.
  261. That way, on ANY packet frequency, a UI frame launched into the air, could
  262. be seen by EVERYONE!
  263.  
  264.  
  265. LEVEL FOUR and TheNET CONSIDERATIONS:
  266.  
  267.      Since NODES are so much smarter than digipeating, the ultimate solution
  268. is to have the NODES do all UI frame routing.  The APRS station simply sends
  269. his UI frame TO APRS VIA HOME;  Any NODE hearing that transmission that has
  270. knowledge of the route to HOME, will send the single packet via the NODE
  271. network (internode, level 4) to the HOME node!  When it arrives at the HOME
  272. node, it is transmitted once as a UI frame.  With this arrangement, a mobile
  273. only has to specify his one intended destination, no matter where he travels!
  274.  
  275.     The G8BPQ TheNET code for the DataEngine includes a DIGIon command that
  276. can restrict Digipeating to UI frames only.  This is very useful, in that it
  277. allows SYSOPS to leave DIGI ON without inviting LEVEL-3 connects to use it
  278. which is detrimental to normal level-4 operation.  The problem, however, is
  279. that the generic APRS RELAY and WIDE aliases cannot be used on a NODE, since
  280. the digipeat ALIAS is the same as the NODE alias, and you cannot operate more
  281. than one NODE with the same ALIAS on the same frequency or even in the same
  282. network!  I got a call yesterday, 22 Nov 95 that G8BPQ has now agreed to add
  283. two more UI digipeater aliases that are not tied to any of the node functions.
  284.  
  285.  
  286. DIGI/NODE COMPATIBILITY:  Since the user should not have to change his digi
  287. path as he drives from one area to another, he should be able to specify a
  288. path that is compatible with both nodes and digipeaters.  This is easily
  289. accomplished by assuming that the LAST field in an UNPROTO digi list is the
  290. HOME NODE and should be the ultimate destination for the UI frame through any
  291. level 4 network.  Any and all preceeding fields are assumed to be DIGI's only.
  292. With this arrangement, the user could use an UNPROTO path of APRS VIA WIDE,
  293. HOME so that any generic WIDE digipeaters would repeat his position to their
  294. local area as would any WIDE NODES in the usual digi fashion.  Only the
  295. node that hears the direct packet would also forward it through the network
  296. at level 4 to the HOME NODE.  If only one field is included in the digipeater
  297. string, it would be interpreted as both a digi and a HOME destination without
  298. any difficulty.  Digi's and NODEs would digipeat it, and nodes (hearing it
  299. direct) would forward it at level-4.  It is important that NODES hearing
  300. digipeated UI frames from other digis do NOT enter the packet into the network,
  301. to eliminate duplication.  Only the ones hearing the direct signal should
  302. be repsonsible for doing the level 4 routing..
  303.  
  304. EXAMPLE:  A typical mobile just wanting to keep his spouse informed of his
  305. whereabouts might want to just use the UNPROTO path of APRS VIA HOME.  Then
  306. his UI frames will be digipeated by the local HOME node or digi and will
  307. also be routed back to HOME by all NET-NODES along his travels.  If he also
  308. wants to be seen by most HAMS in the areas of his travels, then he sets
  309. his path to APRS VIA WIDE,HOME.  If he travels through a region that has
  310. both DIGIs and NODES, he might choose APRS VIA WIDE,WIDE,HOME.  This way any
  311. areas with digis would digipeat via WIDE,WIDE and if he gets to an area with
  312. nodes which are aware of the path to HOME, then they will forward his packet
  313. there.
  314.  
  315.      Finally, since most regional area Tracking networks are dedicated to
  316. APRS, the node should also permit the SYSOP to turn off other level 4 
  317. routing.  Without this feature, such a network could be swamped if all of 
  318. the BBS and other CONNECTED protocol users began to use it, and the original 
  319. purpose of the network would be defeated.
  320.  
  321.    Still, most of these APRS support ideas could be included in all NODES so
  322. that a minimum of APRS tracking could be supported by ALL networks on all
  323. frequencies, especially where there is not yet a dedicated APRS TRACKING
  324. NETWORK.  I think there are other undeveloped applications for shipping UI
  325. frames through ALL networks which have not yet been explored.  The capability
  326. should be there, in any case, so that experimentation can proceed.  Time will
  327. tell.  These few paragraphs were primarily written to the NODE CODE writers
  328. such as John G8BPQ and Mr. Roberts of X1-J.  But are included here in general
  329. distribution for all to read.
  330.  
  331.