El documento describe el formato de las tramas AX.25 utilizadas en APRS, incluyendo los campos de la trama, sus funciones y un ejemplo de trama de reporte meteorológico. Explica cómo se generan y transmiten las tramas desde un sistema mínimo y cómo se demodulan las tramas recibidas para extraer la información.

1. APRS-Tramas AX.25
Bruno Menna LU8DBW
LU9EV Radio Club Necochea

2. Formato de trama AX.25
TRAMA AX.25 UI TIPO
Campo Flag
Dirección
de destino
Dirección
de origen
Direcciones de
digipeaters (0-8)
Campo de
control
(UI)
ID de
protocolo
Campo de
información
FCS Flag
Bytes 1 7 7 0-56 1 1 1-256 2 1
Los campos ‘dirección de destino’, ‘dirección de origen’ y
‘dirección de digipeaters’ conforman el denominado
‘campo de direcciones’.
Los mensajes intercambiados en el modo APRS
consisten en tramas de datos que responden al formato
AX.25 y que poseen la siguiente estructura:

3. FLAG
• El flag se ubica al inicio y final de cada trama.
• Permite delimitar cada trama.
• Corresponde a un byte y su valor en
hexadecimal es 0x7E.
• Al inicio de la trama es comun enviar multiples
flags (32 por ejemplo) para permitir que el
receptor se pueda sincronizar a la trama y para
esperar el retardo de PTT del TX (Txdelay).
MSB FLAG en binario LSB
0 1 1 1 1 1 1 0

4. Campo de direcciones
• El campo de direcciones se compone de la
direccion de destino, la de origen y hasta 8
direcciones de digipeaters.
• El formato de cada dirección es de seis
caracteres (bytes) para la señal distintiva y un
byte de SSID.
• Si la señal distintiva ocupa menos de seis
caracteres los restantes deben completarse con
espacios.

5. SSID
MSB SSID LSB
0 1 1 S3 S2 S1 S0 X
X
0 No es la ultima dirección del campo de direcciones
1 Es la ultima dirección del campo de direcciones
S3 S2 S1 S0 SSID en binario
El final del campo de direcciones se indica cuando el ultimo bit
del SSID es igual a 1.
Para asegurar de que solo el SSID pueda terminar en 1 (y evitar
un falso “fin de campo de direcciones”) a todos los caracteres de
las direcciones se les hace un SHIFT a izquierda y así siempre
terminaran en 0.

6. Dirección de destino
• Este campo puede contener una señal distintiva de
destino específica o información APRS (software y
versión o TNC empleados).
• Ejemplo:
• En el ejemplo se observa que se completan dos
caracteres que sobran con espacios y el byte de
SSID termina en cero porque no es la ultima
dirección del campo de direcciones.
Dirección de destino
A P R S SSID=0
0x41 0x50 0x52 0x53 0x20 0x20 0x01100000b = 0x60
0x82 0xA0 0xA4 0xA6 0x40 0x40 0x01100000b = 0x60

7. Dirección de origen
• Este campo contiene la señal distintiva de la
estación que transmite la trama.
• Ejemplo:
Dirección de origen
L U 8 D B W SSID=0
0x4C 0x55 0x38 0x44 0x42 0x57 0x01100000b = 0x60
0x98 0xAA 0x70 0x88 0x84 0xAE 0x01100000b = 0x60

8. Direcciones de digipeaters
• En este campo pueden incluirse hasta 8 direcciones
de digipeaters específicas.
• Pueden emplearse modos de direccionamiento más
genericos como el WIDEn-N.
• Ejemplo: WIDE2-2
• En este caso el SSID vale 2 (queda -2) y como es la
ultima dirección del campo de direcciones el ultimo
bit del SSID vale 1.
Dirección de digipeaters
W I D E 2 SSID=2
0x57 0x49 0x44 0x45 0x32 0x20 0x01100101b = 0x65
0xAE 0x92 0x88 0x8A 0x64 0x40 0x01100101b = 0x65

9. Campo de control e ID de protocolo
• Para la mayoria de las aplicaciones adoptan
los siguientes valores:
– Campo de control: 0x03 (trama UI).
– ID de protocolo: 0xF0.
MSB Campo de control LSB
0 0 0 0 0 0 1 1
MSB ID de protocolo LSB
1 1 1 1 0 0 0 0

10. Campo de información
• Este campo contiene la información de la
trama.
Campo de información tipo
Campo
ID de tipo
de datos
Datos
APRS
Extención de
los datos APRS
Comentarios
Bytes 1 N 7 N

11. Campo de información
• Identificador de tipo de datos (DTI): Indica el
tipo y formato del campo de información.
• Ejemplos:
DTI Campo de información
@ Posición con horario (con menasajeo APRS)
= Posición sin horario (con menasajeo APRS)
/ Posición con horario (sin menasajeo APRS)
! Posición sin horario (sin menasajeo APRS)

12. Campo de información
• Datos APRS: Conforman la información de la
trama, los tipos principales de información son:
– Posicionamiento
– Datos meteorológicos
– Telemetría
– Anuncios y boletines
– Otros
• Algunos de estos datos pueden tener una
extesión para proveer datos adicionales.

13. Campo de información
• Comentarios: se incluyen inmediatamnete
despues de los datos APRS y consisten en
texto (menos los caracteres “|” y “~”) en forma
de mensaje (diciendo algo de nuestra
estación, por ejemplo) o datos APRS
adicionales (altitud, rumbo, velocidad, datos
meteorológicos, entre otros).
• La cantidad de caracteres que se pueden
emplear para los comentarios varia segun el
tipo de información APRS de la trama.

14. Ejemplo: Reporte de posición con hora
• El campo de información para este ejemplo es:
• Se agrega a los datos de hora y posición la
extension 270/021 que indica; curso (270º) y
velocidad (21kts).
Campo de información para trama de posición con hora
Campo DTI Hora UTC Latitud Tabla Longitud
Simb
.
Extensión Comentarios
Trama @ H H M M S S h D D M M . M M S/N "" o "/" D D D M M . M M
E/
W
Simb
.
E E E E E E E C C C C C C C C C C C C C
Bytes 1 7 8 1 9 1 7 0-36
Ejemplo @ 2 0 1 5 5 5 h 3 8 3 2 . 9 9 S / 0 5 8 4 4 . 7 8 W > 2 7 0 / 0 2 1 G P S F I X = 1 T = 2 3

15. Ejemplo: Reporte meteorológico
Reporte meteorológico con posición y horario 1/3
Campo DTI Hora (DHM/HMS) Latitud Tabla Longitud Simb. Viento DIR/VEL
Trama
@ H H M M S S h
D D M M . M M S/N "" o "/" D D D M M . M M E/W Simb. D D D / V V V
/ D D H H M M z
Bytes 1 7 8 1 9 1 7
Ejemplo @ 2 0 1 5 5 5 h 3 8 3 2 . 9 9 S / 0 5 8 4 4 . 7 8 W _ 2 2 0 / 0 0 4
• La primer parte de la trama es analoga a la de reporte de
posición con hora.
• El campo de extension de datos se emplea para reportar
dirección y velocidad del viento:
• D: Dirección del viento (en grados).
• V: Velocidad del viento (en mph) sostenida en un minuto.

16. Ejemplo: Reporte meteorológico
Reporte meteorológico con posición y horario 2/3
Datos meteorologicos
g
Rafaga
t
Temperatura
r
Lluvia (1h)
p
Lluvia (24h)
P
Lluvia (desde 0h)
h
Humedad
b
Pres. Atmosférica
g g g t t t r r r p p p P P P h h b b b b
28
g 0 0 5 t - 0 7 r 0 0 0 p 0 0 0 P 0 0 0 h 5 0 b 1 0 0 2
• g: Rafaga (gust) en mph registrada en los ultimos 5 minutos.
• t: Temperatura en grados Fahrenheit (ºF).
• r: Precipitaciones (en centesimas de pulgada) registrada en
la ultima hora.
• p: Precipitaciones (en centesimas de pulgada) registrada en
las ultimas 24 horas.
• P: Precipitaciones (en centesimas de pulgada) registrada
desde la medianoche.
• h: Humedad relativa (en %) donde 00 = 100%.
• b: Presión atmosférica (en milibares).

17. Ejemplo: Reporte meteorológico
Reporte meteorológico con posición y horario 3/3
APRS Soft. Unidad WX
S U U U U
1 2 a 4
w R S W _
• APRS Software: Tipo de software APRS empleado en la
estación (w = WinAPRS).
• Unidad WX: Tipo de estación meteorológica (RSW = Radio
Shack).

18. Símbolos
Con un caracter de esta tabla
seleccionamos el icono de la tabla
primaria o secundaria.
Tabla primaria: la usamos
poniendo “/” entre latitud y
longitud.
Tabla secundaria: la usamos
poniendo “” entre latitud y
longitud.

19. FCS (Frame Check Sequence)
• Este campo contiene el resultado de una
cuenta que se realiza con los valores de todos
los campos de la trama (excepto los flags y el
propio FCS).
• Permite al receptor validar una trama recibida
(el RX realiza la misma cuenta con los datos
recibidos y compara el FCS que obtiene con el
de la trama).

20. Generar y transmitir tramas APRS
• Sistema mínimo:
• El receptor GPS nos provee datos organizados
en tramas NMEA (GGA y RMC, por ej.), siendo
de nuestro interes; hora UTC, posición, rumbo y
velocidad.

21. Generar y transmitir tramas APRS
• Tramas NMEA:

22. Generar y transmitir tramas APRS
• Sistema mínimo:
• La MCU (MicroController Unit) realiza multiples tareas:
– Recibe y parsea las tramas NMEA para obtener los
datos de interes.
– Arma las tramas AX.25 (bit stuffing y NRZI).
– Genera en conjunto con un DAC la señal de audio
para el TX (modulador).
– Controla otras señales PTT, indicaciones para el
usuario, audio de RX, comunicación con PC, etc.

23. Generar y transmitir tramas APRS
• Sistema mínimo:
• El transceptor es comandado (PTT) y modulado
(Audio TX) con las señales generadas por la MCU,
que tambien toma señal del audio de recepcion
para evitar que no se transmita mientras se esta
recibiendo.
• Ejemplo de este sistema: Tinytrack.

24. Generar y transmitir tramas APRS
• Tinytrack:

25. Generar y transmitir tramas APRS

26. Generar y transmitir tramas APRS
• Algunos detalles del modo que emplea el APRS:
FSK con 1200Hz para 1 y 2200Hz para 0.
Velocidad de transmisión de 1200bps.
• Los datos de la trama AX.25 se codifican en
código NRZI (Non Return Zero Inverted), de
modo que si el dato es un 0 se codifica como un
cambio de bit y si es un 1 no cambia el bit.
DATO
0 0 1 1 0 0 0 1
DATO NRZI
1 0 0 0 1 0 1 1
Frecuencia del tono (Hz)
1200 2200 2200 2200 1200 2200 1200 1200

27. Generar y transmitir tramas APRS
• Bit stuffing: es otra modificación que se realiza
a los datos de la trama AX.25 (excepto a los
flags) que consiste en que en caso de que se
tengan 5 bits 1 consecutivos se inserta un 0.
Este 0 agregado no representa ninguna
información y son descartados por el receptor
de la trama.
Datos sin bit stuffing
0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1
Datos con bit stuffing
0 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1

28. Generar y transmitir tramas APRS
• Bit stuffing: Asegura que solo para los flags se
de la condición de seis bits 1 consecutivos.
Permite ademas y en conjunto con el NRZI
que se produzcan cambios de tonos cada
cinco bits o menos. Estos favorece a los
demoduladores a mantener el sincronismo con
la trama recibida.
• Implementación:
MCU: Microcontrolador (Pic, Atmel, etc.).
Modulador: XR2206, MX614 o MCU+DAC.

29. Generar y transmitir tramas APRS

30. Demodulación de tramas APRS
• Es el proceso por el cual se decodifica del audio
de recepción la información de la trama recibida.
• Para obtener la información de la trama se debe
demodular el audio de recepción, sincronizarse
con la trama de datos demodulada, extraer los
datos considerando el NRZI, el bit stuffing y
calcular el FCS para verificar la integridad de los
datos recibidos.

31. Demodulación de tramas APRS
• La demodulacion puede implementarse
mediante circuitos integrados especificos como
el XR2211 o el MX614 (modulador-demodulador
o MODEM). Mediante microcontroladores
empleando tecnicas de procesamiento de
señales o con programas para PC (AGWPE).

32. Demodulación de tramas APRS
Monitores APRS:

33. Demodulación de tramas APRS
• Demodulador basado en PIC (LU8DBW).

34. Demodulación de tramas APRS
• Demodulador basado en PIC (LU8DBW).

35. Demodulación de tramas APRS
• Demodulador basado en PIC (LU8DBW).
-5000
-4000
-3000
-2000
-1000
0
1000
2000
3000
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97 101 105 109 113 117 121 125 129 133 137
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60

36. Demodulación de tramas APRS
• Demodulador basado en PIC (LU8DBW).

37. Preguntas…
Contacto: bvmenna@gmail.com
Muchas Gracias por su atención!!