INTRODUCTION A L'APRS
UI-VIEW - Logiciel de positionnement via Packet-Radio, par Roger G4IDE
UI-DIGI - Firmware digipeater APRS pour TNC2, par Marco IW3FQG


Edité et mis en page par Olivier F5PYF. Toulon, le 21 avril 2000

Hyper représenté sur le continent Nord Américain ainsi qu'en Hollande ou en Allemagne, l'APRS ne demande qu'à être développé en France. Quelques rares radioamateurs français expérimentent actuellement le système, mais commençons par le commencement !

Vous trouverez ici des rensignements génériques sur l'APRS en général, des informations relatives au logiciel UI-View de Roger G4IDE ainsi que celles concernant le nouveau firmware digipeater spécifique APRS pour TNC2 de Marco IW3FQG.
 
 

Introduction à l'APRS
Les balises APRS
Le matériel et les logiciels
Les fréquences APRS
Les répéteurs APRS
Eprom APRS pour TNC2

 
 
 

Introduction à l'APRS

Littéralement : "Automatic Packet Position Reporting System", c'est à dire le report de la position de stations sur une carte au moyen de paquets AX25 retransmis par radio. Ce système a été développé par Bob Bruninga, WB4APR et le sigle "APRS" est aujourd'hui une marque déposée.

Ce n'est peut être pas très clair, alors développons : Comment faire pour savoir où se trouve un véhicule, forcément mobile, et à un instant "T" ?

Je me souviens d'un système anti-vol de véhicule, "VolBack" me semble t-il, où un micro émetteur était implanté sur le véhicule à un endroit tenu secret, et, lorsque le véhicule était volé, il suffisait que celui-ci soit suffisemment près d'une balise pour qu'il retransmette sa position dans le but d'être récupéré...

Aucun rapport avec l'activité radioamateur si ce n'est que le moyen utilisé est bien la radio. Si nous appliquons le système de positionnement aux stations radioamateur, fixes ou mobiles, ceci peut être utile aussi bien pour positionner les nodes, les digipeaters (répéteurs digitaux), les DX-Clusters ou bien encore plus généralement tout ce qui a un rapport avec le radioamateurisme.

En HF, par exemple, l'APRS peut être un excellent outil de mesure de la propagation : si sur la même fréquence se trouvent plusieurs OMs de continents différents émettant régulièrement leurs balises APRS, nous aurons immédiatement une idée de la propagation à un instant "T". Les OMs seront visualisés par une icône qui leur est propre sur une carte affichée à l'écran.

La Côte d'Azur, comme d'autres régions touristiques, est souvent visitée par des collègues radioamateurs étrangers qui ignorent totalement où se situent les pourtant nombreuses installations régionales. S'ils ont équipés APRS, ceux-ci auront à l'écran l'ensemble des stations fixes et mobiles actives, installations qu' ils sont d'ailleurs cordialement invités à utiliser !


Principe de fonctionnement - Les balises APRS

Les coordonnées des stations fixes ou mobiles sont adressées sous formes de balises UNPROTO, c'est à dire sans être connecté, hors protocole, et transmises réglièrement par packet-radio AX25 (300, 1200, 2400, 9600 bauds selon le réseau local ou la fréquence HF utilisée).

La balise contient les coordonnées en latitude et longitude de la station émétrice ainsi qu'un texte d'identification et son icône. Par exemple :

F5PYF>CQ [UI]
=4307.80N/00552.32E-POSITION APRS

Ici, le "-" (tiret) indique que c'est un QRA (station fixe). Un BBS aura par exemple un "B" à la place du tiret. Cette syntaxe est normalisée...

La station qui reçoit cette balise packet radio aura immédiatement à l'écran la position et l'icône de la station entendue ainsi que les autres informations contenues dans le texte d'identification.
 

D'autres paramètres contenus dans des balises APRS, notamment le PHG, pourront être ajoutés :

POSIT TEXT:  Le texte ci-dessous est au format APRS standardisé :

   !                    indique une station fixe
   DDMM.mmN/DDDMM.mmW   indique LAT/LONG en degrés et minutes
   PHGphgd              PHG p indique la puissance (racine² de P)
                            h indique log2(HAAT/10)
                            g indique le gain en dB
                            d la directivité en deg/45
   #                    indique qu'il s'agit d'un digipeater
   /                    séparateur entre LAT/LONG
                        doit être :  / pour WIDE ou RELAY
                                     \ pour relais WIDE
                                     T pour digis TRACE
                                     N pour digis WIDEn-n
   /A=xxxxxx            mentionne l'altitude en pieds pour 3D
 

Les paramètres indiqués dans PHG (POWER-HEIGHT-GAIN) auront des valeurs de 0 a 9 définies comme suit :

  DIGITS   0  1  2   3   4   5   6    7    8    9  valeur des champs PHG
  ------------------------------------------------------------------------
  PUISS.   0, 1, 4,  9, 16, 25, 36,  49,  64,  81  en watts - racine²(P)
  HAUTEUR 10,20,40, 80,160,320,640,1280,2560,5120  en pieds - LOG2(H/10)
  GAIN     0, 1, 2,  3,  4,  5,  6,   7,   8,   9  en dB
  DIREC OMNI,NE, E, SE,  S, SW,  W,  NW,   N,   .  directivité antenne
 

HAUTEUR RELATIVE MOYENNE DU TERRAIN (HAAT): faire une cercle d'environ 10 miles autour de soi, et, relever l'altitude chaque mile. Etablir la moyenne de tous ces points et comparer votre élévation par rapport à cette altitude moyenne.

Vous pouvez vous trouver à 2000 pieds au-dessus du niveau de la mer et avoir un pylône de 150 pieds, mais, si l'altitude moyenne autour de vous est de 2200 pieds, alors votre HAAT sera de 2200-(2000+150) = -50 pieds !

Même si vous disposez d'une antenne omnidirectionnelle et si le terrain favorise une certaine directivité, indiquez la dans le parametre de directivité. Noter que la valeur 0 indique une antenne omni tandis que la valeur 8 indique le Nord (360 degrés).
 

    !DDMM.mmN/DDDMM.mmW#PHG5360/WIDE...(commentaires d'identification)...
      |         |      | | ||||  |_____ Affichage en vert sur la carte
      |         |      | | ||||________ Omni (Direction du gain maxi)
      |         |      | | |||_________ Gain antenne en dB
      |         |      | | ||__________ Hauteur = log2(HAAT/10)
     LAT      LONG     | | |___________ Puissance = racine²(P)
                       | |_____________ Identifieur Power-Height-Gain
                       |_______________ # symbole pour digipeater
 

Dans cet exemple de balise (PHG5360), la puissance est de 25 watts, l'altitude moyenne du terrain de 80 pieds, le gain antenne de 6 dB et celle-ci sera omnidirectionnelle.


Le Matériel - Les Logiciels

Pour une station fixe, nul n'est besoin d'un GPS ou même d'un des rares transceivers qui intègrent le système APRS. Il vous faudra un PC récent avec Windows 98 si possible, puis votre matériel packet-radio habituel (TNC en mode KISS, modem BayCom, Modem Yam, carte USCC, même la carte son du PC pourra servir de modem packet-radio avec AGWPE !).

Ensuite, il vous faudra un logiciel APRS ou "compatible" APRS. Il en existe plusieurs pour DOS ou Windows. Bien entendu, ceux conçus pour Windows offrent de meilleures perspectives et de plus grandes "latitudes" (cas de le dire !) quant à son interfacabilité aux divers types de TNC.

Le "standard" est sans nul doute DOS APRS, pour Windows il s'agira de WinAPRS. Ces deux logiciels ainsi que leurs dérivés sont disponibles sur http://www.tapr.org

Plus généraliste, peut être un peu plus ludique et très certainement moins complexe, je conseillerai le logiciel de Roger G4IDE, fameux concepteur du très célèbre logiciel packet-radio "WinPack". Ce nouveau logiciel se nomme UI-View et se présente en version 16 bits et 32 bits. Attention, il vous faudra une clé au lancement de UI-View32 (utilisateur enregistré), aussi, préférez dans un premier temps la version 16 bits qui est en shareware mais plainement opérationnelle.

UI-VIEW 2.1 16 bits (et son upgrade 2.2 absolument nécessaire) pourront être téléchargés depuis le site suivant : http://www.packetradio.org.uk

La participation shareware demandée par l'auteur au terme des 30 jours d'essai n'est que de 10£, donc loin d'être ruineux !

Un des avantages d'UI-View est que le logiciel s'interface à n'importe quel type de modem ou de mode Host utilisé, par exemple BPQ, AGWPE, modem BayCom, TNC en mode KISS, carte son etc...et, vous pourrez aussi lancer WinPack en même temps puisqu'accessible via un lien DDE.

UI-View n'intègre d'origine qu'un jeu de cartes réduit, aussi, il sera nécessaire de vous procurer des cartes locales ou régionales. Il suffit de numériser une carte à l'aide d'un scanner en 800x600 (fonction de votre résolution d'écran) puis d'indiquer dans un fichier .INF les coordonnées des points extêmes en haut à gauche et en bas à droite de la carte. Donc, très simple, mais encore faut-il connaître les coordonnées de ces 2 points.

Certains logiciels, du type CD-ROM Atlas routiers par exemple, permettent de sauvegarder une carte et le soft indique les coordonnées en latitudes et longitudes au point du curseur (Atlas Microsoft Encarta par exemple).

Une fois les bonnes cartes régionales installées, c'est assez ludique car dès qu'un copain radioamateur montre son nez, il est positionné sur la carte !

UI-View intègre aussi une fonction messagerie, digipeater intelligent, fait office de station météo et dispose d'autres fonctions assez intéressantes comme le mode météor pour la mesure de la propagation...


Les fréquences utilisées

Comme dit plus haut, ce mode n'existe pratiquement pas en France. Par contre, à l'étranger, les fréquences 144.800 ou 144.812.5 MHz ont été retenues en VHF.

Pour la HF, compte tenu de l'anarchie caractérisée de l'évasion de fréquence digitale, je ne ferais pas de pronostics pour l'instant, aussi, toute information sera la bienvenue (10 MHz maybe ?).

Hélas, si vous n'êtes pas frontalier avec d'autres pays qui ont fait l'effort de développer l'APRS, vous pourrez attendre des heures les hypothétiques balises APRS ! Aussi, il semble possible d'utiliser, avec une extrême précaution quant à la fréquence d'émission des balises, le réseau packet-radio local. Un node FlexNet pourra par exemple servir de gateway entre deux fréquences et relier deux mini-réseaux APRS (ce que semblent faire les OMs hollandais). Attention aux PATHs !


Notions de répéteurs numériques APRS

Les répéteurs numériques utilisés en APRS n'ont que peu de choses communes avec leur aînés purement AX25. La raison principale est que les nodes AX25 sont des routeurs pour du trafic connecté de point à point, tandis que l'APRS utilise un trafic UNPROTO non connecté !

Grossièrement,  en APRS, tous les digipeaters s'appelleront RELAY ou WIDE, ce qui évite d'avoir à connaître l'indicatif d'un répéteur lorsque nous sommes en terrain inconnu ! UI-View intègre un mode digipeater intelligent multi-ports.

Par contre, ce mode de trafic n'est possible que si tous (stations et digis) sont sur une fréquence unique. C'est la raison pour laquelle la fréquence unique 144.800 MHz a été choisie.

Lorsque nous découvrons un logiciel APRS ou lorsque nous parcourons le manuel d'utilisation d'un transceiver APRS, nous sommes assez perplexe quant à la configuration des DIGIPEATERS.

De plus, si nous essayons de faire un parallèle avec un réseau packet traditionnel, nous sommes encore bien plus interrogatifs.
D'après ce que j'ai pu comprendre, il y aurait plusieurs types de répéteurs :

1.. Les DiGi simples avec path spécifiques :
Configuration identique au packet-radio traditionnel.

Par exemple :
F5PYF To CQ,F5KBJ,F5IX
=4306.02N/00553.77E- POSITION APRS

Le problème dans cette méthode est qu'il faut connaître les paths exacts, et lorsque nous nous retrouvons en mobile sur une zone où les répéteurs nous sont inconnus, il ne sera pas possible d'échanger des données.
 

2.. Les répéteurs de proximité  RELAY :
Utilisés pour couvrir une zone locale, ces répéteurs ont pour alias "RELAY". Ceux-ci répètent les informations
entendues vers d'autres répéteurs ayant pour alias "WIDE".

Si dans le path de vos balises unproto APRS vous mettez "RELAY", vos balises seront répétées par tout DiGi ayant pour alias "RELAY". Il pourra y avoir plusieurs répéteurs "RELAY" dans une zone "WIDE".

J'en déduis un avantage important : nul n'est besoin de connaître l'indicatif d'un répéteur sur une aire donnée puisque tous auront le même alias !

Par exemple :
F5PYF To CQ,RELAY
=4306.02N/00553.77E- POSITION APRS
 

3.. Les répéteurs étendus WIDE :
Ceux-ci  prendront l'alias "WIDE", transmettront leurs informations vers d'autres répéteurs "WIDE". Encore une fois, nul n'est
besoin de connaître l'indicatif exact du relais puisque "WIDE" est un alias générique.

Une station mobile pourra très bien adresser ses informations unproto via RELAY puis WIDE.

Par exemple :
F5PYF To CQ,RELAY,WIDE
=4306.02N/00553.77E- POSITION APRS

L'alias RELAY répètera vos informations vers le DiGipeater WIDE.

Selon les besoins et afin de sauter de réseaux en réseaux dans le but de couvrir plus de terrain, il serait même possible d'ajouter encore un "WIDE"...

Par exemple :
F5PYF To CQ,RELAY,WIDE,WIDE
=4306.02N/00553.77E- POSITION APRS

Ce qui semble être bien étonnant est que tous les répéteurs locaux s'appelleraient RELAY et que tous les répéteurs étendus s'appelleraient WIDE ! Bien pratique, mais sur le terrain ?
 

4.. Les sauts de répéteurs de WIDE en WIDE  (WIDEN-N) :
Pour couvrir un secteur encore plus large, il serait même possible de définir un nombre de répéteurs WIDE où seront répétées vos informations APRS. Il s'agit de l'alias "WIDEN-N".

Les deux "N" indiqueront le nombre de DiGipeaters WIDE ainsi que la direction utilisée pour le transfert de vos données.
Par exemple, WIDE3-3 acheminera vos données vers 3 autres Digi WIDE et dans toutes les directions (360°).

Par exemple :
F5PYF To CQ,RELAY,WIDE3-3
=4306.02N/00553.77E- POSITION APRS

Voir plus bas le tableau de définition des directions.
 

5.. La méthode TRACEN-N :
Assez semblable à WIDEN-N à l'exception que les DiGipeaters ajoutent leurs propres indicatifs avant de retransmettre vos
données. Il me semble que ceci serait plus "règlementaire"...

Par exemple :
F5PYF To CQ,RELAY,TRACE3-3
=4306.02N/00553.77E- POSITION APRS

Les informations passeront d'abord via RELAY puis acheminées sur 3 WIDE consécutifs et dans toutes les directions (Nord, Sud, Est, Ouest).
 

6.. La méthode SSID :
Il est possible de configurer dans le path un nombre unique de 1 à 15 qui spécifiera le nombre de DiGi utilisés pour acheminer
vos données APRS. Il sera même possible d'indiquer une direction d'acheminement des paquets :
 

   PARAMETRE      NOMBRE DE DIGIs        DIRECTION
    1                   1                TOUTES
    2                   2                TOUTES
    3                   3                TOUTES
    4                   4                TOUTES
    5                   5                TOUTES
    6                   6                TOUTES
    7                   7                TOUTES
    8             2 (ou plus)*           NORD
    9             2 (ou plus)*           SUD
    10            2 (ou plus)*           EST
    11            2 (ou plus)*           OUEST
    12            PLUSIEURS**            NORD
    13            PLUSIEURS**            SUD
    14            PLUSIEURS**            EST
    15            PLUSIEURS**            OUEST
 

(*) Le premier Digipeater qui recevra vos données APRS spécifiera l'intégralité de la ROUTE avant l'acheminement.

(**) Le Digipeater qui reçoit vos données APRS spécifiera l'indicatif du prochain Digipeater avant l'acheminement qui sera effectué jusqu'à ce que vos données APRS arrivent à destination.


Eprom APRS pour TNC2

Un radioamateur Italien, Marco IW3FQG, vient de développer un software pour TNC2 qui permet de réaliser un digipeater compatible avec les fonctions avancées du protocole APRS : UIDIGI.
 


UIDIGI - Version 1.6 TNC2
Copyright 2000 Marco Savegnago IW3FQG
(Traduction du fichier original par Olivier F5PYF
Le 24 avril 2000).


 


Ce qu'est UIDIGI ?

UIDIGI est un firmware écrit pour des utilisateurs de TNC2 ou ses clones afin que ceux-ci puissent être utilisés comme des digipeaters packet APRS avec les fonctions avancées spécifiques a ce mode. (APRS est une marque déposée par Bob Bruninga, WB4APR).
 

Pourquoi UIDIGI ?

Parce que, même s'il est possible d'utiliser un firmware standard afin de le paramétrer en tant que digipeater, UIDIGI introduit des particularités qui le rendront plus efficace dans le cas d'un réseau APRS complexe.
 

Les caractéristiques de UIDIGI

Le firmware pourra être monté sur un TNC2 ou sur un clone 100% compatible avec une horloge CPU de 2.4576Mhz, 4.9152Mhz ou 9,8304Mhz et 32K de RAM.
 


Version d'UIDIGI

S'il apparaît, dans la version du programme, des labels tels que "ALPHA", "BETA"... ceci signifie que cette version ne doit pas être considérée comme stable.
 

Pourquoi utiliser un TNC2 ?


Comment utiliser UIDIGI

L'image d'EPROM UIDIGI est distribuée sous forme binaire. Il sera nécessaire d'indiquer vos propres paramètres dans le fichier UIDGCFG.TXT avant de lancer le programme UIDGCFG.EXE qui compilera les modifications appropriées dans l'image binaire.

Suite à cette étape, vous pourrez charger cette image dans l'EPROM à l'aide d'un programmateur spécifique d'EPROM (celui que nous utilisions pour les Eproms NETROM par exemple).
 

Gestion des trames UI

Le digipeater n'est capable de répéter uniquement que des trames UI AX25 (c'est a dire "unproto", afin de prevenir que le digipeater soit utilisé comme répéteur packet AX25 traditionnel) adréssées à l'indicatif, l'alias, l'adresse générique (RELAY, WIDE, TRACE) ou à l'adresse spéciale APRS (WIDEn-n ou TRACE n-n).
 

Cas #1:
        une trame comme celle-ci :
        IW3FQG>APRS v RELAY, WIDE

        sera répétée depuis le 1er digi :
        IW3FQG>APRS v RELAY*, WIDE

        puis le second digi assurera la substitution d'indicatif :
        IW3FQG>APRS v RELAY, DIGI*
 

Cas #2:
        une trame comme celle-ci :
        IW3FQG>APRS v RELAY,WIDE1-1

        sera répétée depuis le 1er digi :
        IW3FQG>APRS v RELAY*, WIDE1-1

        puis par le second digi :
        IW3FQG>APRS v RELAY*, WIDE1-0

        puis le troisième digi assurera la substitution d'indicatif :
        IW3FQG>APRS v RELAY, WIDE1-0*

Cas #3:
        une trame comme celle-ci :
        IW3FQG>APRS v RELAY,TRACE1-1

        sera répétée depuis le 1er digi :
        IW3FQG>APRS v RELAY*, TRACE1-1

        puis par le second digi :
        IW3FQG>APRS v RELAY, DIGI1*, TRACE1-0

        puis par le troisième digi :
        IW3FQG>APRS v RELAY, DIGI1, DIGI2*
 

Interface SysOp de UIDIGI

Le SysOp pourra connecter directement le digipeater par voie radio ou via le port série.

Dans le premier cas, le SysOp devra adresser son mot de passe en utilisant la commande SYSOP (selon l'algorythme NETROM classique).

Les commandes autorisées au SYSOP sont les suivantes :

CONNECT [ INDICATIF ]
- Connexion d'un autre digipeater ou d'un utilisateur.

INFO
- Affichage de l'information runtime du digipeater.

PARMS [ nombre ][ valeur ]
- Permet de changer les paramètres du digipeater.

Ces parametres sont :

    1 Txdelay (1~255)
    2 Persistence (1~255)
    3 Slottime (1~255)
    4 Frack (1~15)
    5 Maxframe (1~7)
    6 Retries (0~127)
    7 Timer 2 (0~6000)
    8 Timer 3 (0~65535)
    9 Digipeater Valide (0~255)

    /* 0 = pas de digi
    /* bit 1 = Digi On ET RELAY           */
    /* bit 2 = Digi On ET WIDE             */
    /* bit 3 = Digi On ET TRACE           */
    /* bit 4 = Digi On ET WIDEn-n        */
    /* bit 5 = Digi On ET TRACEn-n      */

    10 Digipeater Mode (0~255)

    /* APRS digipeater mode bit masque   */
    /* 00 = mode standard digipeating       */
    /* 01 = call substitution                        */
    /* 10 = algorythme WIDEn-n              */
    /* 11 = algorythme TRACEn-n           */

    11 Balise Active (0~1)
    12 Balise Intervalle (0~65535)
    13 UI Flood secondes (0~180)
    14 Reponse au "query" APRS (0~1)

RESET
- Force un "reset" à chaud du digipeater.

SYSOP
- Procédure d'identification SysOp du digipeater (mot de passe).

TEST
- Valide le mode test du digipeater

USERS
- Liste les utilisateurs connectés au digipeater

HIGH[ 0| 1]
- Force HIGH la LED (CONNECT 0 ou STATUS 1) du TNC2

LOW[ 0| 1]
- Force OFF la LED (CONNECT 0 or STATUS 1) du TNC2

K [hh]: [mm]: [ss]
- Réglage de l'horloge interne du digipeater

MHEARD
- Liste les stations entendues par le digipeater
 
 

Configuration de UIDIGI

Le programme UIDGCFG.EXE doit être utilisé pour changer les paramètres par défaut initialement contenus dans l'image de l'Eprom.

Pour changer ces paramètres, il faudra éditer le fichier UIDGCFG.TXT à l'aide d'un simple éditeur de texte.

Ensuite, il suffira de lancer UIDGCFG.EXE qui sauvera la nouvelle configuration dans l'image binaire finale.

Proceder comme suit :

L'archive de distribution originale contient les fichiers suivants :
UIDIGI.BIN
UIDGCFG.TXT
UIDGCFG.EXE

Désormais, les fichiers portent les noms suivants :

IW3FQG.BIN
IW3FQG.TXT
UIDGCFG.EXE

S'il n'y a pas de problèmes, le compilateur ne donnera pas de message d'erreur. S'il y avait un problème, le programme l'afficherait. L'auteur d' UIDIGI

Ce texte n'a pas été écrit dans le but d'être une aide detaillée pour des utilisateurs non expérimentés. Ce programme est distribué sans aucune garantie et l'auteur peut décider de le modifier à tout instant ou de le mettre en distribution libre.

Si quiconque trouve des erreurs ou propose une bonne idée, des suggestions (et pas des demandes d'adaptations personnelles SVP !), il suffit de m'adresser un message écrit ou une lettre, et pas en phonie (radio, téléphone, intercom)!

Mon adresse :

        Marco Savegnago
        Stradella Ospedale 87
        36100 Vicenza
        Italie

Via Packet-Radio:

        IW3FQG@I3KUH.IVEN.ITA.EU

Via Internet:

        msave@tin.it
 

Marque déposée légale

APRS est une marque déposée par Bob Bruninga, WB4APR
 

Copyright de UIDIGI
 



Copyright (c) 2000 Savegnago Marco. Tous droits réservés.


 

Références bibliographiques :


Téléchargement du programme :

Marco, IW3FQG, n'ayant pas (à priori) de site WEB, le compilateur et les fichiers associés pourront être téléchargés depuis ce site. Les traductions en langue française ont été incluses dans l'archive originale.

Téléchargement de UIDIGI16.ZIP (40 Ko seulement).
Téléchargement de UIDIGI17.ZIP (nouvelle version beta test).

Toutes informations relatives à l'APRS sont les bienvenues, adressez moi vos emails (pas vos programmes que je possède peut-être déjà !) à packetradio@free.fr


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