ROS - это режим передачи данных, предназначенный для обмена текстовой информацией радиолюбителями в реальном времени. Он представляет собой полудуплексный режим с неавтоматическим запросом повторов (non-ARQ - Automatic Repeat Request) и прямой коррекцией ошибок (FEC - Forward Error Correction). Этот режим передачи отлично зарекомендовал себя при проведении связей на очень большие расстояния, когда наблюдается периодическое затухание сигналов, а так же в условиях сильных помех.
Формирование сигнала основано на модуляции MFSK (последовательная односигнальная FSK) и CPSK (непрерывная PSK) - пауза между сигналами отсутствует и нет никакой специальной формы сигнала.
Сигнал ROS делится на отдельные кадры, которые образуются при помощи 144 тонов - 128 для данных (7-ми разрядный код Грэя) и 16 для синхронизации.
128-MFSK предоставляет очень высокую устойчивость против индустриальных и атмосферных помех, обладая при этом достаточно высокой разборчивостью. Однако, самая идеальная модуляция может не работать при условии плохой синхронизации даже в случае применения протокола коррекции ошибок.
ROS позволила решить эту проблему путем применения альтернативного классической ФАПЧ (PLLi) решению. Оно основано на применении 16 заранее определенных сигналов синхронизации. Во время испытаний ROS подтвердил свои способности синхронизации при наличии мощных помех, а так же в условиях глубоких замираний. Это позволяет 128FSK функционировать правильно, потому что всегда известно где начинается и где заканчивается каждый передаваемый символ. ROS поддерживает расстройку в 200 Гц. Однако основное достоинство ROS - это его способность синхронизироваться.
Перед началом передачи полезной информации передатчик всегда выдает одну и ту же последовательность из 20 символов, предоставляя тем самым приемнику возможность для синхронизации. Приемник выполняет декодирование сигнала только в том случае, если правильно приняты как минимум 12 из 20 символов. Это видно на индикаторе, отображающем процесс захвата кадров.
Для индикации конца передачи выдается другая последовательность из 16 символов - так приемник знает момент, когда нужно прекратить декодирование. В окне программы появляется отметка .
Скорость передачи и интервалы между сигналами
Протокол использует две скорости передачи данных. Каждый символ состоит из одного прямоугольного импульса, фазы начала и конца которого совпадают со всеми остальными. Для скорости 16 бод (15.625) интервал совпадает с со скоростью передачи - 15.625 Гц. Для скорости 1 бод (0.9765) интервал в 16 раз превышает скорость передачи.
Скороть передачи 1 бод предназначена для использования в особенно тяжелых условиях со слабыми сигналами.
Ширина полосы сигнала
Ширина полосы сигнала составляет 144х15.125=2250 Гц. Передатчик не обязательно должен быть линейным. Допустимо использовать усилители класса C.
Коррекция ошибок
В ROS используется уплотненная во времени прямая коррекция ошибок. Параметры последовательной FEC: R=1/2, K=7, алгоритм NASA.
Алгоритм свертки временного уплотнения был предложен Рамсеем (Ramsey, J.L., “Realization of optimum Interleavers, IEEE Trans. Inf. Theory, vol. IT16, no. 3, May 1970, pp. 338-345) и Форни (Forney, G.D., “Burst-Correcting Codes for the Classic Bursty Channel,” IEEE Trans. Commun. Technol, vol. COM19, Oct 1971, pp. 772-781). Кодовые символы последовательно заполняют банк из 16 регистров, каждый успешно заполненный регистр предоставляет каждому символу больше места для хранения, чем предыдущий. Преимущество свертки перед блочным временным уплотнением состоит в том, что при свертке задержка вычисляется как M(N-1), где M = NJ, а размер буфера хранения - M(N-1)/2. Таким образом при использовании свертки для временного уплотнения задержка и требуемый объем памяти снижаются в два раза по сравнению с блочным уплотнением.
Кодирование символов
Для кодирования символов алфавита при скорости передачи 16 бод используется код IZ8BLY, представляющий собой расширенный набор ASCII символов и супер-ASCII управляющие символы. На скорости 1 бод используется 6-битный ASCII.
Приемник
Приемник использует некогерентный демодулятор на основе фильтра быстрого преобразования Фурье (FFT).
Сигнал зависит от длительности сигнала одного символа. Для скорости 16 бод длительность символа составляет 64 мсек, а для 1 бод - 1024.
Декодер FEC использует гибкий алгоритм принятия решений, но в отличие от прочих реализаций алгоритма Витерби, версия, примененная в ROS, использует напрямую символы вместо отдельных битов решетчатой диаграммы. Это придает высокую надежность и достоверность декодированным данным.
По материалам Technical Description, By Jose Alberto Nieto Ros (http://rosmodem.wordpress.com)
