home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ DP Tool Club 24 / CD_ASCQ_24_0995.iso / vrac / aprs72a.zip / README / VOX-RPTR.TXT < prev    next >
Text File  |  1995-05-05  |  9KB  |  164 lines

  1. VOX-APRS.txt         INTEGRATING APRS WITH VOICE REPEATERS              APRS
  2. rev 2                      THE APRS LOCATOR SYSTEM               PROPRIETARY
  3.                           Copyright 1993,4,5 WB4APR
  4.  
  5.      As the mobile GPS phenomenon continues to grow, there is a much more
  6. cost effective method to provide mobile vehicle tracking, than to require
  7. every mobile to have an additional TNC, digital radio, and second antenna
  8. costing over $400!  The mobile position reports should be integrated into the
  9. EXISTING vehicle two-way radios by transmitting the position report in a very
  10. brief tone burst at the end of a voice tramnsmission.  With this scheme, no
  11. additional hardware is required in the vehicle, other than a hand-held GPS
  12. unit.
  13.  
  14.      By transmitting a position report at the end of a voice transmission,
  15. not only is this a period of dead time due to the almost universal courtesy-
  16. beeps found on amateur repeaters, but the tone burst can be easily muted out
  17. at the repeater receiver, so that the other mobile users DO NOT HEAR it!  If
  18. the tone burst is about 0.25 seconds, then it will be virtually transparent
  19. to voice repeater operation.  The new APRSc (Compressed) format achieves a
  20. complete position report, course, speed, and digipeater information in about
  21. 30 bytes including header, vice the 90 or more bytes in a normal APRS
  22. position report.
  23.  
  24.      At the voice repeater receiver, a special APRS REPEATER NODE TNC picks
  25. off the position report and digipeats it out onto the dedicated APRS digital
  26. frequency for mobile position reporting using a path derived from the bits in
  27. the TO-SSID.  In addition, it appends the repeater frequency onto the end of
  28. the position report so that digital users can see where the packet
  29. originated.  If all voice repeaters digipeated onto the same digital position
  30. reporting channel (usually 145.79 nationwide) then anyone monitoring the APRS
  31. frequency will see ALL mobile position reports from ALL GPS mobiles on ALL
  32. frequencies!
  33.  
  34.  
  35. HARDWARE:  To implement this APRS LOCATOR SYSTEM, there are two critical
  36. elements needed.  First is an APRS MIC ENCODER to handle the integration of
  37. the mobile GPS data into the users mobile microphone connector.  Second is
  38. the specialized APRS REPEATER NODE that handles the digipeating of the
  39. compressed position reports heard on the voice repeater inputs over to the
  40. APRS digital channel.  Details of each of these designs follows.
  41.  
  42.  
  43. APRS MIC ENCODER:  In order to make the APRS LOCATOR SYSTEM practical, the
  44. packet TNC for injecting the position report into the microphone audio had to
  45. meet several design constraints:
  46.  
  47.    * Must interface to UNMODIFIED radios via the MIC connector
  48.    * Must compress position report into less than 0.25 seconds
  49.    * Must Fail Safe so that MIC can always be used
  50.    * Must be low enough in power so that it does not load the MIC power pin
  51.    * Must have easily selectible user parameters
  52.    * Must be very small for easy mounting and portability
  53.    * Must accept the readily available NMEA output from GPS receivers
  54.    * Must use standard AX.25 for interim compatibility
  55.  
  56. The result is a 1200 baud position report compressed to 32 bytes including
  57. beginning and ending FLAGS.  This equates to about 250 ms, including
  58. CALLSIGN, DIGIPEATER PATHS, and a minimum message capability, and the packets
  59. are still receivable on ANY AX.25 TNC.
  60.  
  61.  
  62. PACKAGING:  The initial APRS MIC ENCODER design is about the size of a match
  63. box.  This permits it to be TAPED to the MIC cord for convenient mounting and
  64. for easy access to the configuration switches.  The circuit interfaces to the
  65. MIC connector and has a miniature 1/8 inch phone jack to receive the NMEA
  66. data from the GPS unit.  Not only is this arrangement the ultimate in
  67. simplicity, but it also makes the entire mobile vehicle position reporting
  68. system as portable as the microphone!  Simply move the MIC from vehicle to
  69. vehicle, and as long as the radios are compatible at the MIC connector, then
  70. the vehicles are GPS ready!
  71.  
  72.      On the APRS MIC ENCODER, there are 12 user configuration switches to
  73. permit the choice of operational mode, APRS symbol, digipeater path, and a
  74. brief message indicator as follows:
  75.  
  76.    ON/OFF      Used to disable APRS beeps on non configured voice repeaters
  77.    AUTO/OFF    Auto will transmit when repeater is silent more than N secs.
  78.    DIG/VOX     Configures for digital channel or voice repeater use
  79.    1 Minute    Used to add 1 minute to the standard 30 sec period
  80.    2 minute    Used to add 2 minutes to the standard 30 sec period
  81.    DIR/OMNI    Used to set Directional or OMNI digipeating paths
  82.    LOC/DX      Used to set LOCAL or LONG DISTANCE digipeating paths
  83.    N/S         Used to set North/South digipeater directional routing
  84.    E/W         Used to set East/West digipeater directional routing
  85.    MSG1        Message bit 1 for user defined messages
  86.    MSG2        Message bit 2 for user defined messages
  87.    MSG3        Message bit 3 for user defined messages
  88.  
  89. On the back of the encoder module are 4 jumpers for selecting from the 16
  90. different APRS mobile vehicle symbols.  In the AUTO mode, after DOUBLE the
  91. normal transmission period, AND if the repeater has been silent for at least
  92. this same extended period, then a position packet will be transmitted.
  93.  
  94.  
  95. DIRECTIONAL DIGIPEATING:  Incorporated into this APRS LOCATOR SYSTEM is a new
  96. directional digipeating algorithm.  Since the standard AX.25 digipeater field
  97. is omitted from the APRS compressed format, only a few bits are used to
  98. encode digipeating instructions to the APRS REPEATER NODE.  These bits
  99. indicate whether the position report is to be digipeated omnidirectionally or
  100. directionally, a short or long distance, and in what direction.  This
  101. directionality concept is useful for reducing QRM for the long distance
  102. traveler that wants to be seen several hops ahead or behind his direction of
  103. travel.  He sets the bits in the forward direction if he wants to alert those
  104. ahead that he is comming, or he sets them in the backward direction if he
  105. wants to inform his home area of where he has gone. 
  106.  
  107. OMNIDIRECTIONAL DIGIPEATING:  If the mobile has selected OMNI, then his
  108. position reports will be radiated outward in all directions.  The new FLOOD-N
  109. algorithm (described in WIDE-N.txt) describes this function.  
  110.  
  111. APRS REPEATER NODE:  This special TNC NODE is designed to be intgrated into
  112. every standard amateur voice repeater.  The TNC performs a number of special
  113. functions to fully implement the APRS LOCATOR SYSTEM:
  114.  
  115.    * It has true DCD to destinguish between voice and data
  116.    * It has a MUTE output (DCD) to mute the repeater audio during posit
  117.      reports which must be 99.9% immune from falsing on voice
  118.    * It digipeats all position reports from the repeater receiver to the
  119.      dedicated APRS digital channel
  120.    * It implements the APRSc Directional Digipeating algorithm
  121.    * It implements the APRS FLOOD-N digipeater algorithm for OMNI packets
  122.    * It appends ADDText (usually the rptr freq) to the end of all packets
  123.      ("Voice on 146.940") 
  124.    * It must have a second DCD audio input for the APRS packet channel for
  125.      true CSMA effeciency, but this need only be an audio COR detector.
  126.   
  127.  
  128. Notice that although the APRS REPEATER NODE function only listens on the
  129. voice repeater input and only transmits on the digital APRS packet frequency,
  130. it must also have a secondary DCD listening to the APRS packet channel to
  131. avoid collisions.  This special APRS node function is NOT involved in any
  132. further routing on the APRS digital channel (I mean that it does NOT serve as
  133. a general purpose APRS digipeater on the digital channel).  All it does is to
  134. insert the appropriate directional or OMNI digipeater path and digipeat the
  135. packet.  This distinction, of course, is only a functional distinction, since
  136. APRS digipeater functions can be co-located, or even built into the same NODE
  137. box as long as dual digital receiver channels are maintained.
  138.  
  139.  
  140. PERFECT DCD OR MUTE CONSIDERATIONS:
  141.  
  142.         Since the ultimate acceptance of the POSIT-PACKET on voice
  143. repeaters will be determined by the minimization of the BRAAAAAAP sound
  144. on the repeater output, the DCD and subsequent muting of the repeater
  145. transmitter are very important.  The APRS NODE must therefore provide a
  146. separate MUTE signal that is 99.99% percent accurrate.  Since most voice
  147. repeaters have simple analog delay lines of up to 50 ms to eliminate the
  148. squelch tail, the actual MUTE decision can be made as late as 50 ms after the
  149. initial DCD, and still be able to mute the packet from the repeater output! 
  150.  
  151.  
  152. NOTES:   Notice that the APRS REPEATER NODE will also work on the digital
  153. channel!  In other words, the APRS REPEATER NODE algorithms can also be
  154. running simiultaneously in all of the APRS DIGI's so that the APRS compressed
  155. format will be picked up directly on the digital channel.  These original
  156. packets are distinguishable because they DO NOT have an original DIGI field.
  157. Once a NODE processes them and adds the DIRECTIONAL or WIDE routing, they
  158. will be forwarded as usual.  Notice that the NODE hardware can actually do
  159. both functions as long as dual digital receive channels are provided.
  160.        
  161.  
  162. APRS PROPRIETARY                                           APRS PROPRIETARY
  163.  
  164.