AMTOR - любительская передача печатных символов по радио

in RTTY
Обновлено: 07 Июнь 2014
Просмотров: 1973

ЖУРНАЛ "РАДИОКЛУБ"  Image  ОСНОВЫ И ПРАКТИКА ЛЮБИТЕЛЬСКОЙ РАДИОСВЯЗИ  Image  

Принципы построения сигналов в Amtor

Долгое время телетайп оставался единственным широко распространенным видом цифровой связи, несмотря на имеющиеся в этом виде связи недостатки. В результате развития одного из вариантов модернизации традиционного телетайпа, появилась новая система связи AMTOP. Как сообщил в своем ответе на одно из моих писем "отец" AMTOR'а англичанин Peter Martinez, этот вид связи был разработан в 1976 году. Название AMTOR произошло от фразы AMateur Teleprinting Over Radio. Вольный перевод этой фразы выглядит примерно так — "любительская передача печатных символов посредством радио".

Довольно длительное время AMTOR пользовался популярностью среди радиолюбителей. Существовали даже небольшие локальные сети, "почтовые ящики" и "информационные доски". Но с развитием других видов связи, популярность AMTOR'а падает. Несмотря на это, AMTOR заслуживает того, чтобы о нём не забывали.

Как и обычный телетайп, AMTOR использует для передачи токовых и бестоковых посылок звуковые частоты с разницей в 170 Герц. Так, например, если бестоковая посылка передается звуковым сигналом частотой 1000 Герц, то токовая посылка — 1170 Гц.

Имеются и существенные отличия.
1.Каждый символ кодируется исходя из семибитового кода, в то время как в RTTY кодирование выполнялось по пяти-битовому коду. Это значит, что каждый символ имеет семь информационных посылок. Стартовые и стоповые посылки отсутствуют. При этом каждый символ обязательно должен иметь в своем составе четыре единицы и три нуля, т. е. четыре бестоковые и три токовые посылки. Этот принцип используется для обнаружения ошибки.
2.AMTOR является синхронной системой, в которой через определенные промежутки времени передаются специальные синхронизирующие символы. Эта особенность накладывает серьезные ограничения на скорость переключения с приема на передачу и наоборот. Время переключения не должно превышать 20 мс.
3.Каждая информационная посылка имеет длительность 10 миллисекунд. Тогда длительность символа составит 70 мс. При этом скорость передачи постоянная и равна 100 Бод.
4.Символы передаются блоками (пакетами), каждый из которых содержит три символа. Длительность передачи одного блока составляет 210 мс.
5.Вместо нормального позывного, AMTOR станция использует при первом установлении контакта так называемый SelCall — часть позывного, состоящую из четырех символов. Например, обладатель позывного UA3XBI может для своей станции назначить SelCall UXBI.
6.AMTOR имеет три основных рабочих режима — режимы А (ARQ), B (FEC) и L (Listen).

В таблице приведены коды символов AMTOR:


Латинский алфавит

Русский алфавит

Цифры

Информационные посылки

Шестнадцатиричный номер

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

Русский

T

Возврат

O

Пробел

H

N

M

Перевод

L

R

G

I

P

C

V

E

Z

D

B

S

Y

F

X

A

W

J

Регистр

U

Q

K

Латинский

 
Служебные

 
<RQ>

"альфа"

"бета"

CS1

CS2

CS3

регистр

Т

каретки

О

 

Х

Н

М

строки

Л

Р

Г

И

П

Ц

Ж

Е

З

Д

Б

С

Ы

Ф

Ь

А

В

Й

цифр

У

О

К

регистр

 
символы
 

код 93

5

код 10

9

код 32

Я

,

.

код 13

)

4

Ш

8

0

:

=

3

+

Ч

?



6

Э

/

-

2

Ю

код124

7

1

(

код 91

0 1 0 1 0 1 1

0 0 1 0 1 1 1

0 0 0 1 1 1 1

1 0 0 0 1 1 1

0 0 1 1 1 0 1

1 0 0 1 0 1 1

1 0 0 1 1 0 1

1 0 0 1 1 1 0

0 0 1 1 0 1 1

1 0 1 0 0 1 1

1 0 1 0 1 0 1

1 0 1 0 1 1 0

1 0 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1 0

1 0 1 1 1 0 0

0 0 1 1 1 1 0

0 1 1 0 1 0 1

1 1 0 0 0 1 1

1 1 0 0 1 0 1

0 1 0 0 1 1 1

1 1 0 1 0 0 1

1 1 0 1 0 1 0

1 1 0 1 1 0 0

0 1 0 1 1 1 0

1 1 1 0 0 0 1

1 1 1 0 0 1 0

1 1 1 0 1 0 0

0 1 1 0 1 1 0

0 1 1 1 0 0 1

0 1 1 1 0 1 0

0 1 1 1 1 0 0

0 1 0 1 1 0 1

 

 
 
0 1 1 0 0 1 1

1 1 1 1 0 0 0

1 1 0 0 1 1 0

1 0 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 1

1 0 0 1 1 0 1
2B

17

0F

47

1D

4B

4D

4E

1B

53

55

56

54

5A

5C

1E

35

63

65

27

69

6A

6C

6E

71

72

74

36

39

3A

3C

2D

 



33

78

66

53

2B

4D
Во многих литературных источниках для обозначения информационных посылок (битов) применяются обозначения Y и B, при этом Y = 0, B = 1.
Буквы русского алфавита я привел на всякий случай, возможно, они кому-то могут потребоваться. Во всех известных мне программах AMTOR используется только латинский алфавит.

Кратко о рабочих режимах Amtor

Режим L (Mode L — Listing). В этом режиме проводится наблюдение за работающими на данной частоте станциями. Если другая работающая на данной частоте станция ведет передачу в режиме B (FEC), то вся принимаемая информация выводится на экран компьютера. Если другая станция работает в режиме A (ARQ), то на экране появляются некоторые символы, проконтролировать передающую станцию в этом случае невозможно. В некоторых программах предусмотрена возможность отвечать в автоматическом режиме на свой SelCall, если вашу станцию вдруг начинает вызывать другая станция, работающая в режиме ARQ. В этом случае появляется возможность провести нормальную радиосвязь с синхронизацией.
Если другая станция после работы на передачу в режиме FEC сообщает о том, что переходит на прием, то с этой станцией можно провести нормальную радиосвязь без синхронизации, подобно радиосвязи RTTY.

Режим B (FEC — Forward Error Correction). Применяется для передачи каких либо сообщений для большого числа станций. Также позволяет проводить радиосвязи без синхронизации с другой станцией, при этом одна из станций ведет передачу в режиме FEC, вторая в это время слушает в режиме Listen. И наоборот. В названии режима говорится о системе выявления ошибок. Имеется ввиду, что для этих целей, каждый символ передается два раза со сдвигом через четыре символа. При первом приеме символ заносится в специальный буфер, а через четыре символа программа сравнивает только что принятый символ с содержимым буфера. Если эти два символа совпадают, то изображение символа выводится на экран. В случае несовпадения на экране появляется или пробел, или какой-то экзотический символ.

Режим А (ARQ — Auto ReQuest). Применяется при работе двух станций в режиме синхронного соединения. Работа ведется в полудуплексном режиме, причем одна из станций всегда является главной (передающая информацию), вторая — вспомогательной (подтверждает прием или просит повторить). Передающая станция передает пакет из трех символов за 210 мс и тут же переходит на прием для получения подтверждения от приемной станции. После получения подтверждения она должна передавать следующий пакет и т. д. Время от начала передачи одного пакета до начала передачи следующего пакета составляет 450 мс. Следовательно, для двух переключений и приема подтверждающего символа (70 мс) остается (450 — 210) = 240 мс. Если считать, что на два переключения пойдет (20+20 ) = 40 мс, то на ожидание подтверждающего символа остается 200 мс. Это время ограничивает максимальную дальность связи для AMTOR.
Для вызова корреспондента оператор передающей станции должен ввести в программу SelCall вызываемой станции и включить передачу в режиме ARQ.

Как только принимающая станция начнет принимать и правильно дешифровать полученный вызов, она начинает в промежутки между пакетами передающей станции вставлять подтверждающие символы. Передающая станция, в свою очередь, как только начнет принимать эти подтверждающие символы, сразу же переходит к нормальному обмену информацией в режиме синхронизации. Подтверждающие символы, которые передает принимающая станция, называются CS1, CS2, CS3, alpha, beta и RQ. При успешном приеме пакетов в качестве ответов идут символы CS1 и CS2. Если произошла ошибка, в ответ повторяется предыдущий символ. Если вдруг главная станция не приняла подтверждающий символ, она передает пакет из трех символов RQ вместо информационного пакета, в ответ вспомогательная станция должна повторить предыдущий символ. Если вспомогательная станция хочет "перебить" главную и поменяться ролями, то она передает символ CS3, после чего станции меняются ролями. Для окончания связи главная станция передает пакет из трех символов "альфа", после чего происходит разъединение. Если инициатива разъединения исходит от вспомогательной станции, то она вначале должна передать запрос, чтобы стать главной, а уж затем выдать пакет из трех символов "альфа".

В процессе работы в режиме ARQ обе станции должны вести непрерывный учет количеству ошибок, следующих одна за другой. Если счетчик ошибок дойдет до заранее установленной величины (например, 32), то должна произойти процедура повторной синхронизации станций с сохранением текущего статуса.

Необходимость такой процедуры вызвана тем, что в системе AMTOR, в отличии от RTTY, нет стартовых и стоповых посылок и данные передаются в синхронном режиме при строгом совпадении показания "часов" на одной и другой станции. При большом несовпадении показания часов накапливается ошибка и связь становится невозможной.

Главная станция должна корректировать свои "часы", отслеживая ответы вспомогательной, и наоборот. После повторной синхронизации возобновляется передача данных из буфера с того места, где она была прервана. Собственно процедура синхронизации такова: главная станция в течение примерно 5 секунд передает пакеты синхроблоков, а вспомогательная принимает их в сдвиговый регистр и сравнивает с эталоном. При успешном сравнении начинает отвечать чередующимися кодами CS1/CS2. Главная станция при этом прекращает передачу синхроблоков и продолжает передачу нужной информации.

Существует два типа пакетов синхроблоков. Первый тип содержит RQ на втором месте, а первое и третье места в пакете занимают обычные символы. Второй тип имеет RQ на третьем месте, а первое и второе места в пакете занимают обычные символы. Например, при передаче CQ первый тип синхроблока будет: "C — RQ — Q", второй тип — "C — Q — RQ".
Если в буфере главной станции уже нет информационных символов для передачи, то она, для поддержания линии связи, передает пакеты из трех вспомогательных символов "бета". Принимающая станция при этом должна брать роль главной станции на себя.

И ещё немного о режиме ARQ

Для более интересующихся читателей привожу некоторые дополнительные сведения о режиме ARQ. Этот режим более других устойчив к искажениям информации, но он и сложнее других режимов в реализации. Так как на каждую порцию информации, посланной передающей станцией, принимающая станция передает подтверждающий сигнал. В режиме АRQ могут работать только две станции. В зависимости от ситуаций, складывающихся как в начале, так и в течение контакта, станциям присваиваются определенные статусы, в соответствии с которыми регламентируется их работа.

Cтатус "ведущая станция" присваивается вызывающей станции в начале контакта. Все действия участников контакта синхронизируются с передачами ведущей станции.

Статус "ведомая станция" присваивается вызываемой станции в начале контакта и, как и предыдущий статус, не переприсваивается в течение всего контакта.

Статус "передающая информацию станция" (ISS) присваивается станции, которая в текущий момент передает сообщения пользователя .Этот статус может переприсваиваться в течение контакта.

Статус "принимающая информацию станция" (IRS) присваивается станции, которая в текущий момент принимает и печатает сообщение пользователя. Этот статус также может переприсваиваться в течение контакта.

Так как обе станции активны в течение всего контакта, два последних статуса указывают текущее направление потока информации. При изменении направления трафика эти два статуса меняются на противоположные.

Как же происходит обмен информацией? ISS разбивает передаваемое сообщение на блоки (пакеты) по три символа в каждом и последовательно их передает. Блоки попеременно нумеруются "Блок 1" и "Блок 2", причем нумерация блоков ведется синхронно на обеих станциях. После передачи одного блока ISS ожидает ответ IRS, которая сообщает, принят ли блок или нет, передавая соответствующий управляющий символ. Если "Блок 1" был принят без ошибок, то IRS передает управляющий символ CS2, если "Блок 1" принят с искажением, то IRS передает символ CS1. Для "Блока 2" управляющие символы меняются местами. Это легко запомнить с помощью следующего правила: ответом IRS служит управляющий символ с номером требуемого информационного блока. Таким образом, если ISS приняла управляющий сигнал с номером только что переданного блока, она повторяет его передачу. Если ISS не получила подтверждающего символа, то она передает специальный блок "Требование повтора", состоящий из трех символов RQ. Получив такой блок, IRS повторяет переданный символ.

Теперь рассмотрим, как происходит изменение направления потока информации. Здесь возможны два случая: IRS прерывает работу ISS для передачи своего сообщения, либо ISS изменяет направление трафика после окончания передачи сообщения. В первом случае для изменения направления трафика IRS в ответ на очередной принятый без ошибок информационный блок передает управляющий символ CS3. ISS, получив символ CS3, передает так называемый блок "Over", состоящий из служебных символов "бета" — "альфа" — "бета", после чего получает статус IRS. После приема блока "Over"
IRS получает статус ISS и передает либо блок из трех символов RQ, если она имеет статус ведомой станции, либо просто один символ RQ, если имеет статус ведущей станции. Это различие объясняется необходимостью сохранения периодичности циклов обмена по времени.

Во втором случае ISS передает три последовательных символа "Регистр ЦИФР" — "+" — "?". Эта последовательность должна быть последней в передаваемом сообщении и не обязательно должна передаваться одним блоком. Для дополнения блока, в случае необходимости, используется символ "бета". После приема указанной последовательности IRS передает управляющий символ CS3, и дальнейшие действия аналогичны первому случаю.

Для окончания связи ISS передает блок "Конец связи", состоящий из трех символов "альфа". Получив такой блок, IRS подтверждает его прием, и обе станции отключаются, переходя в режим ожидания. Кроме этого, прерывание связи может наступить, если корреспонденты длительное время друг друга не принимают, или когда количество ошибок превышает определенное значение. В этих случаях ведущая станция сразу начинает проводить попытки восстановления контакта. Если контакт восстановлен, то передача информации продолжается с прерванного блока. Если перед прерыванием статус ISS имела ведомая станция, то сразу после восстановления контакта, она проводит процедуру изменения направления трафика.

Установление контакта, а также его восстановление происходит следующим образом. Ведущая станция попеременно передает два блока с SelCall ведомой станции. SelCall сигнал состоит из четырех алфавитных символов и обычно формируется из позывного станции. Рекомендуется использовать первый и три последних алфавитных символов позывного станции. Так, позывному UA3XCE будет соответствовать позывной сигнал UXCE, а общему вызову -- CQCQ. Чтобы принимающая станция могла отличить блоки с позывным от информационных блоков, в позывные блоки добавляется служебный символ RQ: в первом блоке символ RQ вставляется во вторую позицию, а во втором -- в третью позицию. Таким образом, позывным сигналам в приведенном выше примере будут соответствовать следующие блоки: "U-RQ-B", "C-E-RQ" и "C-RQ-Q", "C-Q-RQ". Подтверждение правильного приема обоих позывных блоков осуществляется передачей одного и того же управляющего сигнала — CS1 или CS2.Если принятый позывной сигнал совпадает с позывным сигналом станции, то вызываемая станция получает статусы ведомая и IRS, и начинается процесс обмена информацией.

Проведённые многими радиолюбителями эксперименты показывают, что, AMTOP в режиме АRQ по помехозащищенности превосходит пакетную связь на средневолновом и низкочастотных коротковолновых диапазонах. Это превосходство объясняется передачей за один раз более короткой порции информации, чем в пакетной связи.

материал для публикации подготовил Виктор Кособоков, R3BB

СОДЕРЖАНИЕ раздела журнала РАДИОКЛУБ

Яндекс.Метрика