Armando47: Difference between revisions

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Device crittografico tascabile
[[Category:Telecom]]
[[File:Aardvark2 (PSF).png]]
''modem tascabile''


modem piccolo, economico e a basso consumo per lo scambio a bassa velocita' di dati cifrati su canali rumorosi half-duplex con banda passante da 1Hz a 5khz.
modem piccolo, economico e a basso consumo per la comunicazione digitale a bassa velocita' su canali rumorosi half-duplex con banda passante da 1Hz a 5khz.


i mezzi fisici usabili possono essere  
{{Special:PrefixIndex/{{FULLPAGENAME}}/}}
* radio(pmr, cb, hf)
 
* rame(linee PSTN, doppino, linea elettrica)
== Caratteristiche del mezzo trasmissivo ==
* ottico (su fibra o in aria http://ronja.twibright.com/)
 
* sempre broadcast
* banda 1 Hz - 5 kHz
* puo avere SNR infimi
* e' half-duplex
* puo' avere tempi di commutazione R/T lunghi
* non ha meccanismi di collision detect
* puo' non essere possibile la rilevazione di canale occupato
* puo' presentare condizioni di terminale nascosto
* puo contenere uno o piu' canali
 
esempi di mezzi fisici usabili possono essere:
* radio(pmr, cb, vhf, hf)
* rame
** RS485
** Powerline
* ottico
** fibra
** in aria
* acustico
* acustico
* idroacustico
* idroacustico
Line 12: Line 32:
* neutroni
* neutroni
* neutrini
* neutrini
* onde gravitazionali (http://astronomyonline.org/Astrobiology/SETIAlternatives.asp)
* onde gravitazionali
* piccioni
* piccioni, topi, cani, blatte
 
chi e' interessato a una parte se la prenoti!
 
* gnugo: FEC, interleaver, hardware
* ciaby: dds
* ema: aprs
 
 
----
 
 
== Hardware ==
 
=== Interfaccia utente ===
 
==== keypad ====
 
16 tasti: da 0 a 9 e A/su B/giu C/sinistra D/destra E/enter F/exit
 
* '''microswitch''' in matrice di 4x4: costoso, bisogno di bucare box
* '''touch capacitivo''': complesso lato SW, tocco meno confortevole
 
==== lcd ====
 
per una serie di ragioni sarebbe meglio un GLCD (piu modelli a 3.3, piu compatto, piu economico) ma sembra che nessuno voglia prendersi lo sbattimento di implementare una grafica
quindi forse, per ora, si va su un display a caratteri
 
* lcd
** http://www.ebay.com/itm/1-8-Serial-SPI-Interface-TFT-Color-LCD-Module-Display-128-x-160Dots-/170856821451?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item27c7dc32cb
 
un fet controlla l'accensione della backlight
 
 
=== Contenitore ===
 
se il device e' capace di caricarle, volendo si puo fare a meno dello scompartimento batterie apribile. si mettono dentro le batterie e si avvita. piu semplice e compatto, ma si perde la possibilita di poter aver dietro piu batterie e sostituirle.
 
se si fa con touch, mascherina trasparente e senza compartimento batterie si puo anche aspirare a un IP67 o IP68.
 
c'e' poca roba per 4 stilo, volendo si puo andare a 2 o 3 stilo.
 
* http://www.pactecenclosures.com/product-models.php?classid=27&seriesId=58
* http://www.serpac.com/h-series.aspx
* http://www.takachi-enclosure.com/data/p_01plastic.html
* http://www.polycase.com/
* http://www.all-boxes.com/index.shtml
* http://www.budind.com/plastic_boxes.php
* http://www.boxenclosures.com/
* http://www.newageenclosures.com/
* http://www.okw.co.uk/enclosures/plastic_enclosures.htm
* http://www.maplin.co.uk/components/enclosures/plastic-enclosures
* http://www.gainta.com/en/plastic_housing/
* http://www.hammondmfg.com/scpg.htm
 
possibili candidati
* http://www.newageenclosures.com/cart.php?m=product_detail&p=94&c=11
* http://www.evatron.com/index-pag-product-cid-1-sid-8-pid-60-l-2.html trasparente ip67
* http://www.cnxy.co/product.asp?cataid=44&tid=1 trasparente ip67 carrozzata
 
=== PCB ===
 
il circuito stampato + componenti avra spessore minimo (6 mm), e dovrebbe essere abbastanza piccolo (8-10 cm2), al netto di eventuale parte per la tastiera
 
* http://www.pcbproject.it/
 
 
 
=== Connessioni ===
 
sulla scheda si potrebbero mettere semplicemente i vari header
 
==== Jack audio ====
 
Saranno due jack stereo da 3.5mm. idealmente il pinout dovrebbe essere piu simile possibile a quello degli rtx piu diffusi, in modo da poter collegare le radio con semplici cavi maschio-maschio jack
 
purtroppo i pinout degli rtx in circolazione sono una giungla. bisogna vedere sopprattutto i tipi di PTT in circolazione.
da armando si puo avere sia una tensione per TX che una chiusura contatto.
 
 
* gli intek mt-5050 sembra seguano lo standard icom
* il wouxun uv1d http://www.worldwidedx.com/amateur-radio-modifications/68013-wouxun-ht-spkr-mic-cable-pinout.html
* brondi http://www.rogerk.net/forum/index.php?topic=19946.0
 
letture:
* http://www.dl8kdl.net/articles/projects/electronics/pinouts
* http://www.wa4bpj.com/Ham_Radio/RARS/RARS_News_Hour/RARS_News_Hour.htm
 
==== Connettore TinyTrack ====
 
header 8 pin
 
ha tutto quel che serve lato radio
 
va collegato a un db9 col pinout usato da quelli di tinytrack http://www.byonics.com/tinytrak4/
 
http://ciapini.contaminati.net/wiki/images/TinyTrak3Plus_Schematic.png
 
{|style="color:blue; background-color:#eeeeee;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||1||AUDIO_OUT||Audio out
|-
||2||CARR_DET||Carrier detect
|-
||3||PTT_OUT||PTT Out
|-
||4||SW1||Switch (vedi sotto)
|-
||5||AUDIO_IN||Audio in
|-
||6||GND||Ground
|-
||7||VDD||Ingresso positivo alimentazione non regolato
|-
||8||PTT_IN||PTT In
|}
 
 
SW1: ''This switch input will select the primary or secondary operating parameters. When left floating, or at 5 volts, the primary parameters are used. When grounded, secondary parameters are used. Whenever this switch is changed, the timers are reset, the Carried Detect LED (D2) will blink rapidly for a short time, and then a transmission will be sent. SW1 is also available on J1 pin 4. This switch input is optional, and can be left unconnected.''
 
==== Connettore GPIO ====
 
header 8 pin, ad uso generico (radiocomandi)
 
{|style="color:orange; background-color:#eeeeee;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||1||GPIO1||
|-
||2||GPIO2||
|-
||3||GPIO3||
|-
||4||GPIO4||
|-
||5||GPIO5||
|-
||6||GPIO6||
|-
||7||GPIO7||
|-
||8||GPIO8||
|}
 
==== Seriale ====
 
header 10 pin
 
si possono esporre una o due UART.
 
una potrebbe essere per l'in-band (cioe solo ed esclusivamente i dati trasmessi e ricevuti) e l'altra per out-of-band (tutte la gestione, i menu ecc).
 
per astrarre l'interfaccia e permettere l'uso di terminali piu avanzati, tutta la roba lato lcd e tastiera dovrebbe essere accessibile via seriale (una specie di tty).
 
se l'alimentazione fosse via usb, verrebbe da se... mettere un ft232 ed esporre una seriale via usb. un ft232rl e' un ssop28 e costa circa due euri. fornisce anche una 3.3v regolata di 50mA, che puo essere ok per alimentare il device dall'esterno.
 
 
{|style="color:green; background-color:#eeeeee;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||1||U1_CTS||UART1 clear to send.
|-
||2||U1_RTS||UART1 ready to send.
|-
||3||U1_RX||UART1 receive.
|-
||4||U1_TX||UART1 transmit.
|-
||5||U1_GND||Ground
|-
||6||U2_CTS||UART2 clear to send.
|-
||7||U2_RTS||UART2 ready to send.
|-
||8||U2_RX||UART2 receive.
|-
||9||U2_TX||UART2 transmit.
|-
||10||U2_GND||Ground
|}
 
==== Connettore modulazione ====
 
espone i simboli in maniera digitale
 
output:
 
{|style="color:blue; background-color:#eeeeee;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||1||OSB0||Out Symbol Bit 0
|-
||2||OSB1||Out Symbol Bit 1
|-
||3||OSB2||Out Symbol Bit 2
|-
||4||OSB3||Out Symbol Bit 3
|}
 
input:
 
{|style="color:blue; background-color:#eeeeee;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||1||ISB0||Input Symbol Bit 0
|-
||2||ISB1||Input Symbol Bit 1
|-
||3||ISB2||Input Symbol Bit 2
|-
||4||ISB3||Input Symbol Bit 3
|}
 
==== Connettore alimentazione ====
 
se le pile sono 2, il connettore di alimentazione puo essere un mini-USB
 
header 4 pin
 
{|style="color:blue; background-color:#eeeeee;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||1||GND||Ground
|-
||2||VBATT||Positivo batterie
|-
||3||VEXT||Positivo della esterno non regolato
|-
||4||VEXT_REG||Positivo regolato 3.3v
|}
 
==== Connettore programmazione ====
 
Serve per poter programmare il pic una volta installato. Vanno ai rispettivi pin sul uC.
 
{| style="color:green; background-color:#ffffcc;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
!Pin
!Funzione
!Nome
|-
|1||Abilitazione programmazione||ICSP_MCLR
|-
|2||Positivo. Dev'essere interrompibile con jumper||VDD
|-
|3||Negativo||VSS
|-
|4||Dati programmazione||ICSP_DATA
|-
|5||Clock programmazione||ICSP_CLOCK
|-
|6||Non usato||Aux
 
|}
 
==== Connettore display ====
 
{| style="color:green; background-color:#ffffcc;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
!Pin
!Funzione
!Nome
|-
|1||||LCD_DATA1
|-
|2||||LCD_DATA2
|-
|3||||LCD_DATA3
|-
|4||||LCD_DATA4
|-
|5||||LCD_EN
|-
|6||||LCD_RS
 
|}
 
==== Connettore tastiera ====
 
{| style="color:green; background-color:#ffffcc;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
!Pin
!Funzione
!Nome
|-
|1||||KBD_ROW1
|-
|2||||KBD_ROW2
|-
|3||||KBD_ROW3
|-
|4||||KBD_ROW4
|-
|5||||KBD_COL1
|-
|6||||KBD_COL2
|-
|7||||KBD_COL3
|-
|8||||KBD_COL4
|}
 
=== Componenti interni ===
 
* processore: dspic33fj128gp802 oppure dsPIC33FJ128GP804 se i piedini non ci bastano
* 2 regolatori 3.3v
* quarzo 8mhz
* quarzo 32khz
* op-amp filtro antialias 4khz
* op amp uscita
* condensatori di livellamento vari
* condensatore tampone per cambio pile
* FET di controllo carica batterie
 
 


== Caratteristiche ==
=== Alimentazione ===
=== Alimentazione ===
3.3v DC
==== regolatori ====
 
step-up:
* http://www.linear.com/product/LTC3525D-3.3 range vin elevato, pero vuole induttanza
 
charge-pump
* http://www.ti.com/product/tps60205 forse il piu plausibile
* http://www.ti.com/product/reg710-33 anche questo non male, 30ma, ampio Vin (regolerebbe anche la USB)
* http://www.ti.com/product/reg711-33 con un po piu di corrente (50ma)
* http://www.linear.com/product/LTC1751
 
power manager:
* http://www.linear.com/product/LTC3456 fa tutto quello che avremmo sempre voluto, ma in package QFN 24 pin
* http://www.maximintegrated.com/datasheet/index.mvp/id/5267 ancor peggio (TDFN)
 
==== batterie ====
 
4 stilo o ministilo Ni-Mh o alkaline (la tensione va da 4.5 a 6v)
 
se 4 stilo e' scomodo per altri motivi, si puo andare con 2 stilo e regolatore step-up. di buono c'e' che si puo caricare da usb.
 
la tensione batteria a monte dei regolatori viene campionata a valle di un partitore 1/2
quando la tensione scende sotto il livello critico, il device va in sleep.
 
 
 
==== ricarica batterie ====
 
il device deve poter ricaricare le batterie da una alimentazione esterna, con controllo dV della carica.
 
questo significa che l'alimentazione esterna sara' di almeno n_pile*1.27*1.5 = (4 pile = 7.62 v, 2 pile = 3.81v)
 
letture:
* http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en555023
* http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01088a.pdf
* http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01463A.pdf
* http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/00960a.pdf
 
==== tampone ====
 
il device deve poter conservare le impostazioni anche dopo brevi interruzioni dell'alimentazione (cambio pile o alimentazione esterna)
se il uP e' in sleep mode dovrebbe bastare un condensatore elettrolitico a monte del regolatore
 
=== uC ===
 
mappa pin dsPIC33FJ128GP804
 
* RAM: 16K
* Flash: 128K
* Timers: 5
* UART: 2
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
!Pin
!Funzione
!Nome
!porta sul uC
|-
|1|| || ||RB9
|-
|2|| || ||RC6
|-
|3|| || ||RC7
|-
|4|| || ||RC8
|-
|5|| || ||RC9
|-
|6||Negativo digitale||VSS||
|-
|7|| ||VCAP||
|-
|8|| || ||RB10
|-
|9|| || ||RB11
|-
|10||Uscita + DAC R||DAC1RP||DAC1RP
|-
|11||Uscita - DAC R||DAC1RN||DAC1RN
|-
|12|| || ||RA10
|-
|13|| || ||RA7
|-
|14||Uscita + DAC L||DAC1LP||DAC1LP
|-
|15||Uscita - DAC L||DAC1LN||DAC1LN
|-
|16||Negativo analogico ||AVSS||
|-
|17||Positivo analogico||AVDD||
|-
|18||Pin di programmazione||MCLR||
|-
|19||Ingresso audio L||AUDIO_L_IN||AN0
|-
|20||Ingresso audio R||AUDIO_R_IN||AN1
|-
|21||Dati ICSP||PGED1||
|-
|22||Clock ICSP||PGEC1||
|-
|23||Tensione Batteria||V_BATT_IN||AN4
|-
|24|| || ||RB3
|-
|25||Uscita 0 DAC R||DAC1RM||DAC1RM
|-
|26||Uscita 0 DAC L||DAC1LM||DAC1LM
|-
|27|| || ||
|-
|28||Positivo digitale||VDD||
|-
|29||Negativo digitale||VSS||
|-
|30||Quarzo 8MHz||OSC1||
|-
|31||Quarzo 8MHz||OSC2||
|-
|32|| || ||
|-
|33|| || ||
|-
|34|| || ||
|-
|35|| || ||
|-
|36|| || ||
|-
|37|| || ||
|-
|38|| || ||
|-
|39||Negativo digitale||VSS||
|-
|40||Positivo digitale||VDD||
|-
|41|| || ||
|-
|42|| || ||
|-
|43|| || ||INT0
|-
|44|| || ||
 
|}
 
 
 
----
----
 
== Protocolli ==
 
armando e' in grado di parlare differenti protocolli
 
 
 
=== APRS ===
 
Automatic Packet Reporting System, e' un sistema di localizzazione a pacchetti che usa un protocollo AX.25 in modalita senza connessione su una modulazione afsk Bell 202 a 1200 bps
 
sarebbero utili 3 modalita APRS
* client, che riceve dalla UART stringhe NMEA e le trasmette in aprs
* digipeater, che ritrasmette i messaggi APRS ricevuti
* gateway, che manda via UART i messaggi APRS ricevuti
 
Qui c'è vita morte e miracoli dell'aprs, con relative specifiche:
 
http://www.aprs.org/
 
la prima reference: ftp://ftp.tapr.org/aprssig/aprsspec/spec/aprs101/APRS101.pdf
 
sw da cui è possibile attingere: http://info.aprs.net/index.php?title=Software
 
Per fortuna ci sono delle bellissime librerie in c++
 
http://sourceforge.net/projects/libaprs/
 
http://sourceforge.net/projects/ax25/
 
https://code.google.com/p/trackuino/ (solo invio) c'e' una versione in gcc-C, progetto vivo
* nei file trackuino-firmware-1.4/trackuino/ax25.cpp e trackuino-firmware-1.4/trackuino/aprs.cpp sembra esserci quel che serve
 
 
https://sites.google.com/site/ki4mcw/Home/arduino-tnc (solo ricezione)
 
http://aprsdroid.org/ (invia e riceve, codice utilizzabile?) AGH! e' scritto in SCALA.. mi sa di no
 
=== arNet ===
 
Il protocollo di comunicazione specifico di armando e' '''arNet'''
 
e' un protocollo per lo scambio di piccoli blocchi di dati (da 16 a 1024 byte) tra piccoli gruppi di nodi (massimo 256), connessi da un mezzo fisico:
* half-duplex
* senza meccanismi di collision detect
* con rilevazione di canale occupato opzionale
 
usa schemi di modulazione ask, psk o fsk, con costellazioni di dimensione da 2 a 32.
 
per resistere agli errori di trasmissione, gli header e i dati passano attraverso un [[#FEC]].
 
um messagio arNet e' composto da:
* un [[#Blocco start]] di 8 simboli
* uno o piu [[#Blocchi header]] da 4 byte ognuno, con [[#FEC]] e [[#Interleaver]]
* zero o piu [[#Blocco DATA|blocchi dati]] da 16 byte ognuno, con [[#FEC]], [[#Interleaver]] e (opzionalmente) [[#Cifratura]]
 
diversamente dai sistemi a layer, il trasporto dei dati in arNet viene caratterizzato da delle features liberamente combinabili.
 
arNet si preoccupa SOLO (e non sempre) di: local routing, global routing, error handling, ordering, framing
 
altre features vanno implementate altrove: datagram/virtual circuit transport, crittografia...
 
i nodi possono essere terminali o router
 
il routing si basa su due livelli di indirizzo:
* un ''indirizzo del terminale'', valido tra i terminali che condividono il canale fisico
* un ''indirizzo del segmento'', che identifica il canale fisico
 
 
 
==== Cifratura ====
 
algoritmo di cifratura: AES-256 (blocco 128 bit, chiave 256 bit)
 
la chiave e' composta di 64 caratteri esadecimali
 
il blocco crittato e' sempre di 16byte
 
*http://www.literatecode.com/aes256 sembra ok, volendo si puo ottimizzare qualcosa per i 16bit
*http://libtom.org/?page=features&newsitems=5&whatfile=crypt se non e' troppo grosso, e' il piu portabile
*http://gladman.plushost.co.uk/oldsite/AES/
*http://axtls.sourceforge.net/
*http://www.matrixssl.org/
*http://polarssl.org/
*http://www.yassl.com/yaSSL/Products-cyassl.html
 
==== FEC ====
 
algoritmo di FEC: [[Hadamard code]]
 
la latenza minima al netto del FEC e' data dal blocco di crittazione (16bytes).
 
anche la granularita della protezione di errore FEC e' data dal blocco di crittazione (16bytes): e' inutile tentare di preservare l'integrita di blocchi di dati piu piccoli di 128bit, il danneggiamento anche di un solo bit si ripercuoterebbe sul contenuto di tutto il blocco di crittazione.
 
se si perde anche un solo bit del segnale al netto del FEC vanno persi 16 caratteri.
 
questo e' tendenzialmente male pensando all'uso con messaggi di testo, i linguaggi naturali hanno una loro ridondanza a livello di parola considerevole. per applicazioni non di testo questo vantaggio non esiste, anche se per messaggi molto piu piccoli di 16byte l'overhead dato dal padding e' comunque considerevole.
 
d'altra parte dimensioni di blocco crittografico piu piccole implicherebbero minore sicurezza (anche se in realta il tutto sarebbe proporzionale alla quantita di dati trasferiti con una determinata chiave). crittare il codice FEC (''n'' = 128bit, se si usano input ''k'' di 8 bit) sembrerebbe allettante dato che si allineerebbe al blocco crittografico, ma:
# crittograficamente e' un inganno, dato che i codici fec trasmessi sono comunque sempre 256 dal punto di vista della ripetitivita sarebbe equivalente ad usare una cifratura con dimensione blocco di 1byte. troppo poco.
# dal punto di vista del FEC e' un inganno, decrittando un blocco danneggiato si avrebbe un codice fec danneggiato in maniera complessa, perdendo il vantaggio della ortogonalita del codice di hadamard.
 
alla luce di questo forse ha senso considerare dei block codes diversi da quello di Hadamrd, che e' non-ottimale per ''k'' maggiore di 7 [http://www.math.unl.edu/~djaffe2/papers/sevens.html].
 
la dimensione del blocco FEC * numero di caratteri del blocco AES sarebbe quindi:
# 2^(8-1) * 16 = 2048 bit nel caso di FEC con input a 8 bit.
# (2 * 2^(4-1)) * 16 = 256 bit nel caso di FEC con input a 4 bit (ogni carattere 2 input).
 
prendendo il secondo caso, con un alfabeto di 16 toni per simbolo, quindi 4 bit, la latenza sarebbe di 64 simboli, che a 32 simboli per secondo farebbe 2 secondi per 16 caratteri.
 
la cosa migliore da fare e' rassegnarsi a questa latenza di blocco e cercare di fare uno spreading piu efficiente possibile, vedi interleaving.
 
letture:
 
* http://www.ece.ualberta.ca/~hcdc/Library/ErrorContrClass/DecodingBasic.pdf
* https://en.wikipedia.org/wiki/FX.25_Forward_Error_Correction
 
 
 
==== Interleaver ====
 
i possibili problemi 'descrivibili' del path di trasmissione sono:
 
problemi di spettro:
* interferenze coerenti (toni sovrapposti a uno dei nostri bin)
* errori della risposta in frequenza (equalizzazione..)
 
entrambi comportano il danneggamiento sistematico di una o piu determinate lettere dell'alfabeto in ogni simbolo
 
problemi nella sequenza di simboli:
* disturbo impulsivo prolungato su tutto lo spettro
* disturbo impulsivo ciclico su tutto lo spettro
 
che comportano la perdita di piu simboli contigui o la perdita sistematica di un determinato simbolo.
 
per mitigare questi problemi puo essere conveniente una qualche forma di interleaving sia in tempo che in frequenza/fase.
 
prendiamo il caso di un blocco da 256 bit formato da 4 sottoblocchi quadrati da 64bit -> 16 simboli*16 toni contenenti ognuno 4 caratteri.
 
con un hadamard code, si possono correggere fino ad 1/4 dei bit del codice.
 
prendiamo come casi peggiori possibili
* la perdita sistematica di 1 bit del simbolo
* la perdita di un intero sottoblocco
 
questo significa che in ogni sottoblocco si possono danneggiare (non contemporaneamente) fino a:
* 4 simboli
* 4 toni ?
 
il sistema piu rudimentale e' l'interleaving elicoidale, ad esempio una rotazione nel senso della sequenza combinata con una rotazione nel senso del simbolo.
l'incremento sarebbe di un bit/simbolo in senso verticale e di un sottoblocco + un simbolo in senso orizzontale
 
<source lang="C">
uint8_t InterleaveBlock(uint8_t *InData, int16_t *DataMatrix, uint8_t *ModulationSymbolsBuffer){
  uint8_t BitPos, SymbolOffset, BitOffset;
  for (uint8_t FECBlock = 0; FECBlock < HadamardCodesPerInterleaverBlock; FECBlock++){
      BlockEncodeChar(DataMatrix, InData[FECBlock]);
      for (uint8_t FECBit = 0; FECBit < HadamardCodeSize; FECBit++){
BitPos = (FECBlock * HadamardCodeSize) + FECBit;
BitOffset = BitPos % BitsPerModulationSymbol;
SymbolOffset = ((FECBit * HadamardCodeSize) + FECBlock) % SymbolsPerInterleaverBlock;
ModulationSymbolsBuffer[SymbolOffset] |= (DataMatrix[FECBit] & 0b1) << BitOffset;
// printf("%u,%u,%u\n", SymbolOffset, BitOffset, BitPos);
      }
//      printf("\n in FEC: ");
//      printbuf(DataMatrix, HadamardCodeSize, 8);
  }
}
</source>
 
che produce una disposizione [http://ciapini.contaminati.net/wiki/images/Interleaver8.png], dove il colore e' l'ordine dei bit in ingresso (dal blu al rosso), la x e' il tempo e la y il simbolo in uscita
 
 
 
==== Soft-Decision ====
 
nella catena di demodulazione si possono ottenere diversi indici di affidabilita
* rapporto tra il tono di picco e la media degli altri toni
* valore del picco carattere nella trasformata di hadamard
 
una cosa MOLTO carina da fare (dato che siamo in uno dei pochi casi in cui le risorse di calcolo sono ben piu grandi della banda) e' avere una qualche strategia di soft-decision pilotata dai valori in uscita dalla fft, magari triggerata da differenze tra l'energia nei bin inferiori a una data soglia.
 
 
 
==== Blocco start ====
 
indica l'inizio di una trasmissione. precede sempre un blocco HEADER.
 
questo riferimento deve avere autocorrelazione tendente a zero, essere abbastanza lungo (raro) da evitare false partenze, abbastanza corto da non creare overhead. viene usato per la sincronizzazione di simbolo e per l'equalizzazione.
 
lunghezza 8 simboli. 4 simboli alla frequenza/fase base e 4 all'estremo opposto della costellazione di simboli (frequenza massima/fase +180).
 
letture:
* http://www.ece.ualberta.ca/~hcdc/Library/NagKhaSchBur06.pdf
* http://www.argreenhouse.com/society/TaCom/papers99/32_5.pdf
* https://en.wikipedia.org/wiki/Gold_code
 
 
 
==== Blocchi header ====
 
sono una serie di almeno 1 blocchi con dimensione sempre 4 bytes che precedono sempre una serie di zero o piu blocchi dati.
 
il primo blocco e' chiamato '''default header''' ed e' sempre presente.
 
i blocchi header successivi sono indicati dall' '''header type'''
 
i blocchi header subiscono tutti block-coding -> interleaving
 
la lunghezza dell'intero messaggio sara sempre 4 + (hnum * 4) + (siz * 16) bytes
 
 
 
===== Default header =====
 
e' l'header di base, sta all'inizio di ogni messaggio e si occupa dell'instradamento locale e dell'ordinamento dei pacchetti
 
dev'essere implementato su ogni nodo
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
|style="color:blue"|8b (src)
|style="color:blue"|8b (dst)
||3b (hnum)
||5b (siz)
||8b (cnt)
|}
 
campi:
* '''hnum''' numero di header da 4 byte che seguono il default header.
* '''siz''' dimensione del blocco dati che segue in multipli di 16byte
* '''src''' indirizzo del mittente
* '''dst''' indirizzo del destinatario
* '''cnt''' contatore incrementale dei pacchetti inviati dal nodo con tupla (src,dst). un salto nella numerazione implica perdita pacchetti.
 
il multicast e' semplicemente un indirizzo di ricezione secondario sui client
 
src e dst sono significativi solo sul canale fisico, e' normale che ci siano client omonimi su due canali diversi
 
l'indirizzo 0 e' broadcast.
 
===== Segment Access Advertisement Header =====
 
il pacchetto viene mandato esclusivamente dai router per istruire i nodi che sono nel segmento di rete sul proprio indirizzo globale e sulle regole di accesso al canale
 
il routing e' un instradamento tra segmenti diversi. ogni segmento ha un indirizzo.
 
un indirizzo globale e' composto dall' ''indirizzo del segmento'' concatenato coll' ''indirizzo del nodo''
 
tutti i nodi che ricevono il pacchetto e vogliono aderire al router devono memorizzare queste impostazioni.
 
i nodi fanno il possibile per non trasmettere durante la trasmissione del SAAH.
 
i router presenti sul segmento devono concordare sulle informazioni contenute in questo pacchetto e trasmetterlo a turno.
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||4b (htype)
||8b (tframe)
||8b (segaddr)
||8b (chanload)
||4b (congclient)
|}
 
* '''htype''' tipo header 0x1
* '''tframe''' dimensione timeframe del segmento in multipli di 100msec. il prossimo SAAH verra spedito dopo questo periodo.
* '''segaddr''' indirizzo del segmento di rete
* '''chanload''' numero di client attivi sul canale
* '''congclient''' numero di client che hanno comunicato congestione in output. i client senza congestione in output attenderanno almeno tframe*(congclient/chanload) prima di inviare.
 
il tempo di riferimento del segmento viene resettato all'inizio dello start block di ogni SAAH inviato dal router
 
letture:
 
* https://en.wikipedia.org/wiki/Time-division_multiplexing
* https://en.wikipedia.org/wiki/Time_division_multiple_access
* https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_TDMA#Dynamic_TDMA
* https://en.wikipedia.org/wiki/Scheduling_algorithm
 
===== Global Routing Advertisement Header =====
 
il pacchetto viene mandato esclusivamente dai router ad altri router per descrivere la topologia della rete
 
===== Global Routed Transport Header =====
 
viene usato dai nodi per mandare dati in maniera routed (di solito a nodi che stanno su un segmento (canale) diverso da quello corrente).
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||4b (htype)
|style="color:blue"|4b (ttl)
||1b (fecn)
||1b (becn)
||8b (segsrc)
||8b (segdst)
|}
 
* '''htype''' tipo header 0x2
* '''ttl''' numero di hop massimi di routing. viene decrementato ad ogni hop.
* '''fecn''' forward congestion notification. il nodo ha la coda di output piena e ha bisogno di trasmettere prima possibile. 0 normale, 1 congestionato.
* '''becn''' backward congestion notification. il nodo ha la coda di input piena e chiede che gli si mandino i dati piu tardi possibile. 0 normale, 1 congestionato.
* '''segsrc''' id del segmento di rete del mittente.
* '''segdst''' id del segmento di rete del destinatario.
 
se segsrc e segdst sono entrambi uguali al segaddr, allora il router funge da repeater
 
* i client ignorano i messaggi con segaddr diverso dal proprio
* i router invece li inoltrano
 
letture:
* http://nms.lcs.mit.edu/papers/hbhfc-sensys04.pdf
* http://hondo.informatik.uni-freiburg.de/pubs/MANET-trade_offs.pdf
 
===== CRC header =====
 
per avere conferma che il messaggio e' stato trasportato senza essere danneggiato
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||4b (htype)
||4b (crctype)
||24b (crc)
|}
 
* '''htype''' tipo header 0x3
* '''crctype''' tipo crc (0x0000 = CRC-24 di OpenPGP)
* '''crc''' valore crc di TUTTO il blocco dati
 
 
 
===== Transport Reliability header =====
 
quando il FEC non basta...
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||4b (htype)
||4b (arqtype)
||8b (cnt)
|}
 
* '''htype''' tipo header 0x4
* '''arqtype''' schema arq: 0x0 = "Stop-and-wait ARQ", 0x1 = "Go-Back-N ARQ", 0x2 = "Selective Repeat ARQ"
* '''arqaction''' arq action (ack, nack, retransmit)
* '''arqvalue''' arq value (cnt, back)
 
letture:
 
http://www.isode.com/whitepapers/stanag-5066.html
 
===== Timing Header =====
 
{|style="color:green; background-color:#ffffdd;" cellpadding="10" cellspacing="0" border="1"
||4b (htype)
||11b (date)
||17b (time)
|}
 
 
* '''htype''' tipo header 0x4
* '''date''' days from epoch
* '''time''' seconds of day
 
==== Blocco DATA ====
 
sempre 16 bytes di dati netti
 
subisce: ''cifratura -> block-coding -> interleaving''
 
letture:
 
https://en.wikipedia.org/wiki/Communications_protocol
 
 
----
 
=== ANI ===
 
client e server Push-To-Talk ID e selective calling.
 
tipi di ANI
 
* Motorola’s MDC-1200
* Kenwood’s FleetSync
* Harris’ G-Star (aka GE-Star)
* DTMF
* 5-Tone
 
letture:
* https://en.wikipedia.org/wiki/Selective_calling
 
 
 
== Firmware ==
=== voci di configurazione ===
 
# modulazione
## tipo di modulazione
### fsk
#### bw in Hz uint16
### psk
### frequenza centrale ''uint16''
### dimensione costellazione ''uint8''
### simboli per secondo ''uint8''
# ptt
## manuale/automatico
## tempo di guardia attacco in ms ''uint8''
## tempo di guardia stacco in ms ''uint8''
# protocollo
## arNet
### indirizzo ''uint8''
### alias ricezione ''uint8''
### router ''bool''
#### priorita ''uint8''
#### ttl ''uint8''
### chiave 256 bit
## aprs
# interfaccia
## auto power off
## backlight
 
 
 
 
 
=== generatore OTP ===
 
dato che abbiamo un rtc l'apparato potrebbe fare da one time password generator.
usiamo la chiave come seme? che implementazioni ci sono?
 
letteratura:
* https://en.wikipedia.org/wiki/Time-based_One-time_Password_Algorithm
* https://otpd.googlecode.com/svn-history/r77/trunk/cardops/totp.c
* https://www.yubico.com/products/yubikey-hardware/yubikey/
* https://code.google.com/p/yubikey-personalization/
 
=== stringa di configurazione ===
 
la configurazione dell'apparato deovrebbe essere importabile ed esportabile come una stringa esadecimale
anche la chiave crittografica sara una stringa di 16 caratteri esadecimali
 
 
 
=== PIN/PUC ===


quando il device andra in sleep sara necessario un pin di 4 caratteri per risvegliarlo
=== Porte audio ===
input e output sbilanciati standard consumer line-level −10 dBV con impedenza 10kohm


dopo 5 tentativi sbagliati, il device dimentica la chiave crittografica.
=== Modulazione ===


Implementa squalsiasi combinazione di ASK, PSK, e FSK, con costellazioni di dimensione da 2 a 16, frequenza massima 5khz (campionamento a 20khz).


== Mezzi fisici ==
Il symbol rate va da 1 a 1200 baud/s


=== Powerline ===
=== UART ===
2 seriali UART 9600N1 con livelli TTL 3.3v


* https://it.wikipedia.org/wiki/Powerline
=== GPIO ===
* https://it.wikipedia.org/wiki/LonWorks
8 GPIO con acquisizione analogica e output PWM
* https://en.wikipedia.org/wiki/KNX_%28standard%29
* https://en.wikipedia.org/wiki/G.hn

Latest revision as of 19:41, 28 September 2016

Aardvark2 (PSF).png modem tascabile

modem piccolo, economico e a basso consumo per la comunicazione digitale a bassa velocita' su canali rumorosi half-duplex con banda passante da 1Hz a 5khz.

Caratteristiche del mezzo trasmissivo

  • sempre broadcast
  • banda 1 Hz - 5 kHz
  • puo avere SNR infimi
  • e' half-duplex
  • puo' avere tempi di commutazione R/T lunghi
  • non ha meccanismi di collision detect
  • puo' non essere possibile la rilevazione di canale occupato
  • puo' presentare condizioni di terminale nascosto
  • puo contenere uno o piu' canali

esempi di mezzi fisici usabili possono essere:

  • radio(pmr, cb, vhf, hf)
  • rame
    • RS485
    • Powerline
  • ottico
    • fibra
    • in aria
  • acustico
  • idroacustico
  • induzione magnetica
  • neutroni
  • neutrini
  • onde gravitazionali
  • piccioni, topi, cani, blatte

Caratteristiche

Alimentazione

3.3v DC

Porte audio

input e output sbilanciati standard consumer line-level −10 dBV con impedenza 10kohm

Modulazione

Implementa squalsiasi combinazione di ASK, PSK, e FSK, con costellazioni di dimensione da 2 a 16, frequenza massima 5khz (campionamento a 20khz).

Il symbol rate va da 1 a 1200 baud/s

UART

2 seriali UART 9600N1 con livelli TTL 3.3v

GPIO

8 GPIO con acquisizione analogica e output PWM

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