home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ QRZ! Ham Radio 1 / QRZ Ham Radio Callsign Database - December 1993.iso / ucsd / arrl / hffwd.arl < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-07-28  |  22.8 KB  |  519 lines

  1.                          Minutes of the
  2.  
  3.      ARRL Committee on Amateur Radio Digital Communications
  4.  
  5.                           June 13, 1992
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10. The ARRL Committee on Amateur Radio Digital Communications met at
  11. 8:30 CDT on June 13, 1992 at the DFW Marriott Hotel, Dallas, TX. 
  12. Ed Juge, W5TOO, Chairman presided and Vic Poor, W5SMM acted as
  13. recording secretary.  In addition the following members were
  14. present:  Tom Comstock, N5TC, Craig McCartney, WA8DRZ, Paul
  15. Newland, AD71, and Dale Sinner, W6IWO.  Bob Poirier, KODJ, was
  16. unable to attend.
  17.  
  18. Comstock reviewed the role of digital communications in past
  19. emergencies including the Mexico City earthquake and hurricane
  20. Hugo.
  21.  
  22. Poor reviewed the current state of the art of current and soon to
  23. be introduced digital modes and their impact on h.f. spectrum
  24. utilization.
  25.  
  26. The Committee as a whole reviewed the responses from the Digital
  27. Survey conducted by QST and RTTY Journal.
  28.  
  29. A lengthy discussion followed on all the issues raised in
  30. connection with the operation of unattended amateur h.f. digital
  31. stations.  The recording secretary was directed to summarize these
  32. discussions and the unanimously approved recommendations to the
  33. ARRL Board in a separate report which is attached as a part of
  34. these minutes.
  35.  
  36.  
  37.  
  38. Ed Juge, Chairman
  39.  
  40.  
  41.  
  42. Vic Poor, Recording Secretary
  43.  
  44.  
  45.  
  46.     Report and Recommendation to the ARRL Board of Directors
  47.  
  48.                              by the
  49.  
  50.      ARRL Committee on Amateur Radio Digital Communications
  51.  
  52.                           June 13, 1992
  53.  
  54.  
  55. The ARRL Digital Committee has been asked by the ARRL Board of
  56. study the issues related to use of automatic unattended control of
  57. amateur stations operating digital modes in the h.f. spectrum and
  58. to recommend what action the Board should take toward establishing
  59. permanent rules for such operation, if any.
  60.  
  61. The Committee has carefully studied as many of the facts and
  62. opinions as were available within the Committee's resources.  Data
  63. bearing on the question included:
  64.  
  65.      The results of the ARRL Digit Survey;
  66.  
  67.      Frequency usage and allocations in the U.S. and in other
  68.      countries;
  69.  
  70.      The current state of the art for amateur h.f. digital modes;
  71.  
  72.      Potential abuse of unattended operation such as illegal third
  73.      party traffic;
  74.  
  75.      The various competing interests for h.f. spectrum,
  76.      particularly between existing digital modes; and
  77.  
  78.      Amateur operating practices and traditions.
  79.  
  80. The ARRL Digital Survey
  81.  
  82. The members of the Committee carefully studied the tallies of
  83. answers to the questions in the survey and read every written
  84. comment submitted by the respondents.  The survey data showed that
  85. majority of respondents favored permanent authorization of
  86. unattended semi-automatic operation but limiting semi-automatic
  87. operation to sub-bands, and a substantial majority did not approve
  88. of unattended fully-automatic operation.
  89.  
  90. A wide range of opinions and proposals were made in the comments
  91. attached to the survey, all of which were discussed and weighed by
  92. the Committee.  The important issues raised are discussed below.
  93.  
  94. Frequency Usage and Allocations in the U.S. and other Countries
  95.  
  96. It is no secret that available space is very limited in the h.f.
  97. spectrum.  Nowhere is that more evident than in the very popular 20
  98. and 40 meter bands.  The two oldest modes of operation, voice and
  99. c.w., have the lion's share of the spectrum in those bands since 
  100. they were in heavy use before there were any digital modes.  The
  101. digital modes have simply "squeezed in the crocks" between already
  102. established modes of operation.  Since the digital modes have
  103. become established they have expanded gradually, a little at a
  104. time, primarily into space occupied by c.w. operation.  Frequencies
  105. near the edges of digital mode operation continue to be shared by
  106. both digital and non-digital modes.
  107.  
  108. Outside of the U.S., depending on the ITU region and the rules
  109. adopted by various administrations, digital operation for any given
  110. mode may not align with practice in this country and it does not
  111. seem possible to establish a sub-band plan that could be
  112. universally acceptable.  It is simply inevitable that any band
  113. segment in the h.f. spectrum is going to be shared among differing
  114. modes of operation.  This is not a new condition on the h.f. bands
  115. and has been accommodated for decades.
  116.  
  117. Available Spectrum Space in the H. F. Bands
  118.  
  119. Since all current h.f. band space is actively occupied by one or
  120. another mode of operation and since no current class of user is
  121. willing to give up space for another, the Committee is operating
  122. under the assumption that whatever rules are proposed there will
  123. not be a sudden significant change in the way the bands are
  124. currently used (at least this Committee is not prepared to make any
  125. such recommendation!).  The Committee believes that gradual changes
  126. will continue to occur but that these changes will be due to
  127. natural migration as a larger percentage of amateurs shift to
  128. digital from other modes of operation and from one digital mode to
  129. another.
  130.  
  131. The respondents to the survey strongly opposed the allocation of
  132. sub-bands by rule.  The Committee also believes that any attempt to
  133. specify by rule sub-bands for a class of digital operation would
  134. soon grow obsolete as patterns of operation change, more digital
  135. modes are introduced, and more users shift to digital modes. 
  136. Instead, the Committee believes that the amateur community will
  137. need to adjust itself to continued sharing of the spectrum by
  138. various modes and that such sharing should be facilitated through
  139. the publication by the ARRL of recommended sub-bands for the
  140. various modes and that such recommendations should be revised from
  141. time to time as operating patterns change.
  142.  
  143. The Committee, as a subsequent action, will propose a revised band
  144. plan for consideration by the ARRL.
  145.  
  146. In any case, the h.f. spectrum is severely limited, especially for
  147. digital mode operation, and modes of operation that improve
  148. spectral efficiency must be strongly encouraged.  The Committee
  149. will undertake a study proposing, in a subsequent action, voluntary
  150. technical standards which can be promoted among amateurs and
  151. vendors to significantly improve our current frequency usage.
  152.  
  153.  
  154. The State of the Art for Amateur HF Digital Operation
  155.  
  156. While the current rules allow considerable latitude in what digital
  157. modes the amateur community uses, the actual practice is somewhat
  158. limited.  Current practice includes "RTTY", a non-error-protected
  159. simplex mode, usually using the baudot code; "AMTOR", a partially
  160. error-protected half-duplex mode using the baudot code; "packet",
  161. an error-protected half-duplex mode using ascii code; and "PACTOR",
  162. an error-protected half-duplex mode using ascii code.  In addition,
  163. a new DSP-based system has been demonstrated but is not yet
  164. generally available called "Clover" that is an error-protected full
  165. -duplex highly spectrum efficient mode.
  166.  
  167. As currently used all of the above modes require approximately 500
  168. to 1000 Hz. of bandwidth per channel except packet which requires
  169. 2000 Hz. per channel.  Effective use of that bandwidth is terms of
  170. character throughput varies considerably as a function of the
  171. protocol used and the channel conditions.  Partly because of the
  172. requirement for 2000 Hz. of space per channel and partly because of
  173. the nature of the AX.25 protocol, the performance figures for
  174. packet are the poorest per unit of bandwidth of any of the
  175. currently used modes.  RTTY and AMTOR are better, and PACTOR is
  176. better still.  Clover promises to exceed the throughput per unit of
  177. bandwidth of any of the above modes.
  178.  
  179. Tolerance to poor channel conditions also varies among the modes
  180. with packet having the poorest performance, RTTY next, AMTOR and
  181. PACTOR being very much better.
  182.  
  183. Digital techniques for h.f. operation are improving and newer
  184. technologies such as PACTOR and Clover promise significant near-
  185. term improvements in spectrum utilization, throughput, and
  186. performance under difficult h.f. radio conditions.  The current
  187. rules do not appear to have contemplated these new modes in the
  188. h.f. portion of the spectrum and the Committee believes the rules
  189. require a modest change to encourage these and other new more
  190. effective digital modes and to promote operation in the narrowest
  191. possible bandwidth.
  192.  
  193. Potential Abuse of Unattended Operation
  194.  
  195. A few respondents to the Survey expressed opposition to any form of
  196. unattended operation because of possible illegal use of amateur
  197. bands for unauthorized third-party traffic, commercial purposes, or
  198. the support of illegal activities such as drug smuggling.
  199.  
  200. The Committee is not aware of any pattern of such abuse nor does
  201. the Committee see any reason why illegal operation is not just as
  202. likely to occur directly between two attended stations as any
  203. other.  The Committee did not consider this factor in making its
  204. recommendations.
  205.  
  206.  
  207.  
  208. Competing Interests for HF Spectrum Space
  209.  
  210. The most difficult issue the Committee has had to deal with is the
  211. demand for spectrum space from the many different classes of users. 
  212. Many of these users are sharing (somewhat unwillingly) the same
  213. space and each would like the others to vacate to other locations.
  214.  
  215. The most critical frequency bands (at the moment!) are 20 and 40
  216. meters.
  217.  
  218. On 20 meters the frequencies above 14,100 kHz. have been
  219. traditionally used for DX voice and below 14,100 KHz. for c.w. and
  220. data.  With the advent of packet, and the STA authorizing
  221. unattended packet operation, packet operations began above 14,100
  222. Hz. and has gradually occupied the region of 14,100 to 14,125 Hz. 
  223. Due in large part to the fact that data is not allowed in this sub-
  224. band in some countries, packet operation has also extended downward
  225. into the band immediately below 14,100 attracting US operation in
  226. this sub-band as well.  Non-US voice operators have taken exception
  227. to the use of the 14,100-14,125 space and RTTY operators have taken
  228. exception to the use of the space below 14,100.
  229.  
  230. On the 40 meters packet operation began in the 7080-7100 Hz. region
  231. where traditionally RTTY and AMTOR operators had been active.  This
  232. has forced the RTTY and AMTOR operations further down into the
  233. dismay of c.w. operators.  This picture is further complicated by
  234. the fact that outside of region 2 data operation must be confined
  235. below 7050 kHz.
  236.  
  237. The situation on other bands, especially below 21 mHz., though not
  238. as critical as on 20 and 40 meters, have similar conflicts.  The
  239. informal 'sub-bands' used by the various modes are also somewhat
  240. fluid as propagation conditions change and usage shifts from one
  241. mode to another.
  242.  
  243. The Committee does not believe that any subdivision of the bands by
  244. rule will best serve the amateur community in the long run.  It
  245. also seems unlikely that any subdivision of the band by mode will
  246. work on a world wide basis because of the differences in the rules
  247. between regions and between individual administrations.  Any
  248. subdivision of amateur bands by rule also imposes an unnecessary
  249. potential enforcement burden on the FCC.
  250.  
  251. Amateur Operating Practices and Traditions
  252.  
  253. Except in a very few special situations it has long been the
  254. tradition (and rule) that one amateur station must not willingly or
  255. knowingly interfere with a contract already in progress regardless
  256. of the mode of operation or the perceived importance of the
  257. communications in progress.  It has also been a long standing
  258. tradition that no station or group of stations 'own' a frequency. 
  259. (Frequency 'ownership' has admittedly become a practice on certain
  260. v.h.f. frequencies, but this practice has never been established on
  261. the h.f. bands and the Committee strongly rejects the concept of
  262. doing so now.)
  263.  
  264. On h.f. the use of sub-bands with various classes of operation
  265. gravitating to specific locations is largely self regulating simply
  266. by virtue of the fact that a station occupying a frequency is not
  267. driven off the frequency by deliberate interference by a station
  268. operating another mode.  (There are always isolated exceptions to
  269. this but it is not condoned in the rules or by the vast majority of
  270. amateur operators.)  As greater numbers of amateurs use a
  271. particular mode that part of the band becomes recognized informally
  272. as a mode-specific sub-band.  There is always a significant overlap
  273. in the sub-bands between modes - packet sharing with RTTY, RTTY
  274. sharing with AMTOR, AMTOR sharing with c.w., and so on.  The
  275. greatest conflicts come where the overlapping modes have
  276. significantly different bandwidth, i.e., AM vrs. ssb, packet vrs.
  277. RTTY.
  278.  
  279. Types of Automatic Operation
  280.  
  281. Two types of automatic digital operation are under consideration
  282. for use on the amateur h.f. bands.  One is fully-automatic 
  283. operation where messages are passed between amateur stations
  284. without any operator intervention and no operator may need be
  285. present at either station.
  286.  
  287. The other is semi-automatic operation where messages are passed
  288. between amateur stations with an operator initiating the contact
  289. from one of the two stations.
  290.  
  291. Both fully- and semi-automatic operation is permissible today under
  292. the rules provided there is a control operator present at both
  293. stations.  (Stations authorized under the STA may operate
  294. unattended.)
  295.  
  296. Digital operation with one station functioning in a semi-automatic
  297. mode has long been a practice dating back to the '60s.
  298.  
  299. Fully-Automatic Unattended Operation
  300.  
  301. The proposal to authorize fully-automatic unattended operation
  302. represents distinct departure from past practices.  A clear
  303. majority of the respondents to the survey opposed any fully-
  304. automatic operation on the amateur h.f. bands.
  305.  
  306. To authorize fully-automatic operation without restriction, as some
  307. of the respondents to the survey advocate, would seriously
  308. undermine the fiber of mutual cooperation that h.f. operation
  309. requires.  The Committee rejects such operation as undesirable on
  310. its face.
  311.  
  312. It was also proposed to authorize fully-automatic operation with
  313. restrictions, either to the frequencies allowed, to a few
  314. privileged stations, or both.  The committee saw no purpose in
  315. limiting the frequency bands alone since the number of stations
  316. that would attempt unattended operation would make the mode and
  317. allocated frequency useless to everyone.  Limiting the number of
  318. participating stations was also rejected by the committee because
  319. there was no conceivable way to equitably allocate the privilege to
  320. specific stations nor was the committee willing to set aside any
  321. portion of the band to stations with special privileges.
  322.  
  323. Fully-automatic operation, by it's very nature is mode-specific and
  324. must 'own' the frequency it operates on an cannot be effectively
  325. shared by other modes of operation.
  326.  
  327. To authorize fully-automatic operation on the necessary mode-
  328. specific sub-bands raises serious problems.  There are no likely
  329. sub-bands that can be used on a world-wide basis or that will not
  330. cause interference to other users under some circumstances.
  331.  
  332. The only mode of operation that is currently a prospect for fully-
  333. automatic authorization is packet, based on the AX.25 protocol,
  334. using 2 kHz. channel spacing.  This mode delivers the poorest
  335. performance with respect to spectrum utilization or survivability
  336. under adverse propagation conditions of any the digital modes
  337. currently in use. j The Committee does not believe that, if a
  338. protected mode-specific sub-band is to be authorized, that it
  339. should be a mode that is as inefficient in its resource utilization
  340. as current packet practice represents.  Such an authorization will
  341. discourage the development and use of a more suitable mode.
  342.  
  343. Further, the Committee does not believe that these is any service
  344. being provided by fully-automatic operation that is not also
  345. available by other means without the associated problems of fully-
  346. automatic operation.  Nor does the Committee know of any reason why
  347. packet operation cannot also be operated in semi-automatic mode,
  348. thereby eliminating the need for a rule-mandated sub-band.
  349.  
  350. Semi-Automatic Unattended Operation
  351.  
  352. There are many reasons, however, why some form of automatic digital
  353. operation is desirable.  It permits amateurs to exchange
  354. communications when there is a time difference between the
  355. operating times available to the two amateurs, and it permits the
  356. quick exchange of messages rather than taking air time with long
  357. calls and keyboard-to-keyboard operation.  (This not a suggestion
  358. by the Committee that keyboard-to-keyboard is undesirable but
  359. simply that there are many cases where moving messages at machine
  360. speeds is more spectrum efficient and makes more frequency time
  361. available to direct keyboard operation.)
  362.  
  363. It is very evident that some form of automatic operation is highly
  364. desirable when handling NTS and personal messages between amateurs
  365. through intermediate stations.  This capability forms the very
  366. heart of the amateur community's preparedness for emergency
  367. service.  Respondents to the survey favored semi-automatic
  368. unattended operation over those opposed by a two-to-one ratio.
  369.  
  370. The Committee does recognize that there is some potential for
  371. interference using a semi-automatic unattended mode even as there
  372. is such potential in purely manual modes.  However, so long as
  373. there is a control operator present at one end of the link,
  374. monitoring the progress of an exchange, such interference can be
  375. held to a minimum.  The benefits of semi-automatic operation
  376. outweigh the risk of inadvertent interference.
  377.  
  378. The Committee believes that in view of the long successful history
  379. of semi-automatic operation that authorizing unattended semi-
  380. automatic operation is in the best interests of the amateur
  381. community.
  382.  
  383.                          RECOMMENDATIONS
  384.  
  385. I.   Unattended fully-automatic operation of amateur digital
  386.      stations should not be authorized below 30 mHz.
  387.  
  388. II.  The FCC rules should be amended to allow unattended semi-
  389.      automatic operation of digital stations on any frequency on
  390.      which digital modes are authorized.  Unattended semi-automatic
  391.      stations may not initiate a contact, either with another
  392.      station or via an undirected broadcast.  An operator
  393.      initiating a contact with an unattended station must first
  394.      ascertain that no interference will be caused to existing
  395.      communications, and must monitor the progress of
  396.      communications.  If it becomes evident that the communications
  397.      with an unattended semi-automatic station is interfering with
  398.      other amateur communications then the link with the semi-
  399.      automatic station must be discontinued.  An unattended semi-
  400.      automatic station must be equipped with a time-out timer to
  401.      insure that no signal is transmitted longer than five minutes
  402.      in the event of the malfunction of control equipment or the
  403.      loss of contact with the initiating station.  Suggested
  404.      wording for such an amendment is included in the appendix.
  405.  
  406. III. The FCC rules should be amended to allow the use of modem-
  407.      dependent codes for the purpose of efficient data compression
  408.      and error control on h.f. radio channels.  The bandwidth of
  409.      such signals should be restricted to 500 Hz, below 28 mHz, and
  410.      2000 Hz. between 28.0 and 28.3 mHz  The appendix to this
  411.      report suggests specific wording for the recommended rule
  412.      change.  A station using a modem-dependent code must still
  413.      comply with 96.119 Station Identification.
  414.  
  415. IV.  The League should publish a comprehensive tutorial-style
  416.      operator's guide for h.f. digital operations clearly defining
  417.      acceptable operating practices.  Such a manual would delineate
  418.      currently used informal sub-bands for the various modes and
  419.      styles of operation, and the good operating practices that are
  420.      required for effective mutual cooperation and coexistence. 
  421.      This Committee will make specific recommendations for the
  422.      content of this guide.
  423.  
  424. V.   The League should publish technical standards or guidelines
  425.      for the characteristics of signals generated by digital mode
  426.      stations for the purpose of achieving the best possible use of
  427.      the h.f. spectrum.  QST should be used as a forum to educate
  428.      that amateur community on the benefits and means of achieving
  429.      acceptable signal quality and should review the technical
  430.      characteristics of digital mode products with respect to
  431.      published standards.  This Committee will make specific
  432.      recommendations for these technical standards.
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.                            APPENDIX A
  438.  
  439.  
  440.  
  441. The following is suggested wording for an addition to Part 97
  442. authorizing unattended semi-automatic digital mode operation.
  443.  
  444. 97.3 Definitions
  445.  
  446.      ( ) Unattended Digital Station - A station in the amateur
  447.      service using an RTTY or data emission that is operated
  448.      without a control operator present.
  449.  
  450. 97.216 Unattended Digital Station
  451.  
  452.      (a)  Any amateur station licensed to a holder of a General,
  453.      Advanced or Amateur Extra Class operation license may be an
  454.      unattended digital station.
  455.  
  456.      (b)  An unattended digital station may operate on any
  457.      frequency below 30 mHz. that is authorized for RTTY or data
  458.      emission for the class of operator license held.
  459.  
  460.      (c)  An unattended digital station may only use those RTTY or
  461.      data emissions authorized by 97.305 and 97.307.
  462.  
  463.      (d)  No unattended digital station may initiate a contact with
  464.      another station or may broadcast any undirected signal.
  465.  
  466.      (e)  The transmitter of an unattended digital station must be
  467.      equipped with a time-out timer that will insure that no signal
  468.      is transmitted for longer than five minutes in the event of
  469.      the malfunction of control equipment or loss of contact with
  470.      the initiating station.
  471.  
  472.      (f)  Any amateur operator initiating contact with an
  473.      unattended digital station must first ascertain that no
  474.      interference will be caused to existing communications, must
  475.      be present for the duration of the contact, and must
  476.      discontinue the contact if it becomes evident that
  477.      communications with the unattended digital station is
  478.      interfering with other amateur communications.
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.                            APPENDIX B
  484.  
  485.  
  486.  
  487. To encourage improvements in digital mode communications and
  488. especially to improved spectrum utilization on amateur h.f. bands
  489. Part 97, 97.307 (f) (3) and 97.307 (f) (4), should read as follows:
  490.  
  491.      (3)  A RTTY or data emission using a specified code listed in
  492.      97.309 (a) of this Part may be transmitted.  The symbol rate
  493.      must not exceed 300 baud, and for frequency-shift keying, the
  494.      frequency shift between mark and space must not exceed 300 Hz. 
  495.      A RTTY or data emission using an unspecified digital code
  496.      under the limitations listed in 97.309 (b) of the Part also
  497.      may be transmitted.  If an unspecified digital code is
  498.      transmitted the authorized bandwidth is 500 Hz.
  499.  
  500.      (4)  A RTTY or data emission using a specified code listed in
  501.      97.309 (a) of this Part may be transmitted.  The symbol rate
  502.      must not exceed 1200 baud, and for frequency-shift keying, the
  503.      frequency shift between mark and space must not exceed 1 kHz. 
  504.      A RTTY or date emission using an unspecified digital code
  505.      under the limitations listed in 97.309 (b) of the Part also
  506.      may be transmitted.  If an unspecified digital code is
  507.      transmitted the authorized bandwidth is 2 kHz.
  508.  
  509.  
  510.  
  511.  
  512.  
  513.  
  514.  
  515.  
  516.  
  517.  
  518.  
  519.