Répéteur régénérateur packet radio 9600 Bds

01/2003

Introduction :
Afin d'augmenter la portée des communications radio dans les bandes VHF ou UHF l'utilisation de répéteurs (relais) phonie en FM  est très courante. Le répéteur est composé d'un émetteur-récepteur et d'un filtre à cavités (duplexeur), fonctionnant en mode duplex avec un écart de fréquence (shift), de quelques centaines de kHz à quelques MHz. Les utilisateurs exploitent ce répéteur en mode alternat.

Pourquoi ne pas appliquer le même principe en transmission de données packet radio ? Cette idée semble très populaire outre-Atlantique et porte le nom de bit regenerative repeater.
 

Répéteur packet radio du type digipeater :
Une technique de répéteur utilisant une  fréquence unique en mode half duplex est celle du digipeater.

L'utilisateur A émet une trame "via digipeater". Cette trame est décodée, mémorisée temporairement dans le TNC du digipeater, puis réémise (technique du store & forward). Cette technique ne résoud pas un problème important  en transmission packet radio: les collisions de trames dues aux phénomène dit du "terminal caché".

En effet si le digipeater est en train de recevoir une suite de trames en provenance de la station A, la station B (qui ne reçoit pas la station A !) considère que le canal est libre et peut transmettre à son tour ce qui provoque une classique collision de trames. Le phénomène est encore plus pénalisant dès que le nombre de stations utilisant ce digipeater est important.
 

Répéteur (régénérateur) packet radio :
Le principe de fonctionnement est en fait très simple: Les trames reçues par le répéteur sur la fréquence f2 sont retransmises pratiquement instantanément (délais de quelques périodes bit) sur la fréquence f1.

De cette manière les stations A et B semblent dialoguer "en direct". Il n'y a plus le temps de stockage du digipeateur et le problème des collisions est minimisé.

Le signal reçu par le relais devra subir un traitement avant d'être retransmis. Ce traitement va consister à démoduler le signal,  à resynchroniser la trame packet (Trame HDLC codage NRZI ) et enfin à mettre en forme ce signal bande de base avant modulation de l'émetteur. Le signal "PTT" est activé dès qu'il y a détection d'une trame (circuit DPLL).

Rq: ce système "répéteur régénérateur bit" packet radio est parfois appelé "écho digital".
 

Avantages / inconvénients :
Avantages:

  • Un seul transceiver.
  • Une seule carte électronique "modem régénérateur" .
  • Pas de collisions (fenêtre de collision ultra faible).
  • "Transparence" vis à vis des protocoles réseaux transportés.
  • Pas de configuration ni d'administration à distance.
    • Inconvénients :
  • Nécessite un transceiver full-duplex avec cavités (shift 9.4 MHz en UHF).
  • Exploitation en half/duplex.  (*)
  • Utilisation d'un coupleur si antennes directionnelles.
  • Le taux d'erreur des liens s'additionne.
    • (*) Un répéteur régénérateur full duplex nécessiterait 2 transceivers et 2 modems.
     

    Exemple de réalisation et domaine d'utilisation :
    Ce système de répéteur a été expérimenté durant plusieurs mois sur deux liaisons packet UHF:  une liaison point à point vers le node F6BEX-8 de Toulouse (distance 70 Km) et une liaison vers le node F6KSM-2 de Millau (distance 75 Km). Ces répéteurs étaient situés sur des points hauts de la région d'Albi.

    Le modem régénérateur utilisé est le modem TAPR 9600 Bds, disponible en kit auprès du T.A.P.R. Ce modem est compatible "G3RUH" (forme d'onde "de base"). Pour l'utilisation en répéteur il faut prévoir l'option horloge interne et surtout l'option "bit regenerator".

    Il tentant d'utiliser ce système en point haut très dégagé de façon à faire dialoguer un certain nombre de machines et de créer ainsi des liens réseau en multipoint. Il reste à tester l'efficacité de cette configuration.

    ( N.B: Il est tout à fait possible d'associer à ce modem un TNC "classique" de façon à combiner les fonctions de node + de répéteur / régénérateur. )

    Aspects réglementaires :
    Si l'on fait l'analogie avec un répéteur FM phonie, le répéteur "packet" devra émettre à intervalles réguliers son indicatif. Des trames d'identification (balises trames UI) peuvent être générées localement par un micro-contrôleur voire même par un TNC.