Профессиональное мобильное радио - Professional mobile radio

Motorola Портативная двусторонняя радиостанция HT1000

Профессиональное мобильное радио (также известен как частное мобильное радио (PMR) в Великобритании и наземная мобильная радиосвязь (LMR) в Северной Америке) лично двустороннее радио системы голосовой связи, использующие портативный, мобильный, базовая станция, и отправлять консольные радиоприемники. Радиосистемы PMR основаны на таких стандартах, как MPT-1327, TETRA, APCO 25, и DMR которые предназначены для специального использования определенными организациями или стандартами, такими как NXDN предназначен для общего коммерческого использования. Эти системы используются полиция, Огонь, скорая помощь, и службы экстренной помощи, а также коммерческими фирмами, такими как Таксис и службы доставки. Большинство систем полудуплекс, в котором несколько радиостанций используют общий радиоканал, и только один может передавать одновременно. Приемопередатчики обычно находятся в режиме приема, пользователь нажимает кнопку нажми чтобы говорить когда он хочет поговорить, кнопка на микрофоне включает его передатчик и выключает приемник. Они используют каналы в УКВ и УВЧ диапазоны, что дает им ограниченный диапазон, обычно от 3 до 20 миль (от 4,8 до 32 км) в зависимости от местности. Выходная мощность обычно ограничивается 4 Вт. Повторители устанавливаемые на высотных зданиях, холмах или горных вершинах, используются для увеличения диапазона систем.

Вступление

Когда частная или профессиональная мобильная радиосвязь (PMR) только начинала работать, системы просто состояли из одной базовой станции с несколькими мобильными устройствами, которые могли связываться с этой единственной базовой станцией. Эти системы все еще широко используются сегодня таксопарками и многими другими, использующими их для связи. Теперь такие объекты, как DTMF и CTCSS предоставить дополнительный выбор вызова.

Поскольку антенна может быть установлен на высокой башне, зона покрытия может достигать пятидесяти километров. Это особенно полезно, когда в мобильном телефоне GSM нет сигнала.

Лицензии выделяются для работы на определенном канале или каналах. Затем пользователь может использовать эти каналы для связи с мобильными станциями в своем парке. Базовая станция может управляться самим пользователем или эксплуатирующей компанией, которая будет сдавать в аренду каналы отдельным пользователям. Таким образом, одна базовая станция с несколькими различными каналами может управляться одним оператором для нескольких разных пользователей, и это позволяет эффективно использовать оборудование базовой станции. Место базовой станции также может быть расположено в месте, которое обеспечит оптимальное радиопокрытие, и могут быть предоставлены частные линии для соединения пункта управления пользователями с местом передатчика. Поскольку нет дополнительных затрат на выполняемые передачи, отдельные вызовы не взимаются, а вместо этого взимается плата за общее использование системы. Те пользователи, у которых есть собственные лицензии, естественно, должны платить за лицензию и стоимость покупки и обслуживания этого оборудования.

Модуляция

Обычно узкополосная частота модуляция является выбранной формой модуляции, хотя службы аэропорта используют амплитудная модуляция. Обычно для FM используется девиация 2,5 кГц, что позволяет реализовать разнос каналов 12,5 кГц. Поскольку требования к PMR высоки, необходимо эффективно использовать доступные каналы. Это достигается за счет повторного использования частот в разных областях. Базовые станции должны быть расположены достаточно далеко друг от друга, чтобы не возникали помехи, а также используются методы избирательного вызова, такие как CTCSS и DTMF, чтобы гарантировать, что как можно больше мобильных устройств могут использовать данный канал.

Выборочный вызов

Основная статья: Выборочный вызов

Простейшие системы работают со всеми радиостанциями на частотном канале и могут слышать все звонки. В некоторых приложениях это может быть нежелательно, и может потребоваться система избирательного вызова, в которой два радиомодуля на канале могут вести частный разговор, который не принимается другими. Две широко используемые системы: двухтональный многочастотный (DTMF) и непрерывный тональный кодированный шумоподавитель (CTCSS).

DTMF

Основная статья: DTMF

Система PMRS избирательной сигнализации DTMF использует кодовую последовательность дискретных звуковых сигналов, представляющих числа, передаваемые в начале каждого речевого сообщения для адресации передачи на конкретную станцию ​​или группу станций. DTMF (двухтональный многочастотный ), который также повсеместно используется для тональный сигнал звонки по всему миру телефонная сеть общего пользования. Восемь звуковых частот, используемых в DTMF: 697, 770, 852, 941 Гц, которые называются «низкими тонами» и 1 209; 1,336; 1,477; и 1633 Гц, которые являются «высокими тонами». Пары из одного высокого и одного низкого тона, передаваемые вместе, представляют собой десятичное число. Каждой станции назначается уникальный DTMF. позывной, состоящий из нескольких чисел. В хлюпать Схема в каждом радио декодирует тона и включает звук приемника, если передача адресована этому радио. Также существует код для "широковещательных" передач, который приводит к тому, что передача принимается всеми радиостанциями на канале.

Недостатком этой системы является то, что, поскольку код DTMF отправляется только один раз в начале сообщения, если приемник не принимает код из-за временного шума или плохих условий сигнала, приемник не включается и пропускает все сообщение. Это может быть значительным недостатком, поскольку мобильные станции часто теряют сигнал на короткие периоды времени, когда находятся в движении.

CTCSS

Основная статья: CTCSS

Еще одна широко используемая система - это Система непрерывного тонального шумоподавления (CTCSS) также называется субзвук или PL (торговая марка Motorola). При этом используются одиночные звуковые сигналы в диапазоне от 67 до 257 Гц для адресации каждого сообщения определенному радио. Каждому радио назначается разная частота тона. Кодовый тон передается непрерывно во время передачи звука вместе с модуляцией голоса. Поскольку тона находятся ниже полосы пропускания звука приемника, примерно на 300–3000 Гц, они отфильтровываются в усилителе звука приемника и, следовательно, не слышны.

Только когда будет передан правильный тон для требуемой станции, хлюпать для того, чтобы этот приемник был открыт, и передаваемый звук был услышан. Преимущество этой системы заключается в том, что кодовый тон передается в течение всей передачи, а не только в начале, как в вышеупомянутой системе DTMF, поэтому система работает, несмотря на шум или пропадание сигнала. Системы обычно могут обеспечивать до 37 различных тонов в диапазоне от 67 Гц до 254,1 Гц, что позволяет использовать до 37 отдельно адресуемых радиостанций или групп радиостанций.

TETRA

Основная статья: Наземное транковое радио

TETRA представляет собой современный стандарт цифровой частной мобильной радиосвязи (PMR) и мобильной радиосвязи общего доступа (PAMR).

Работа над стандартами TETRA началась в 1990 году и опиралась на поддержку Европейской комиссии и членов ETSI. Опыт, накопленный при разработке GSM Стандарт сотовой радиосвязи, а также опыт разработки и использования транковых радиосистем также были использованы для создания стандарта TETRA. В дополнение к этому процесс выиграл от сотрудничества производителей, пользователей, операторов и отраслевых экспертов. Благодаря этому объединенному опыту в 1995 году были готовы первые стандарты, которые позволили производителям разрабатывать свое оборудование для успешного взаимодействия.

TETRA распределяет каналы пользователям по запросу как в режиме передачи голоса, так и в режиме передачи данных. Кроме того, доступны национальные и многонациональные сети, а также может поддерживаться национальный и международный роуминг. Для гражданских систем в Европе для TETRA выделены полосы частот 410–430 МГц, 870–876 МГц / 915–921 МГц, 450–470 МГц, 385–390 МГц / 395–399,9 МГц. Затем для экстренных служб Европы были выделены полосы частот 380–383 МГц и 390–393 МГц. В дополнение к этому, могут использоваться все или соответствующие части полос между 383–385 МГц и 393–395 МГц.

Доступны низкоскоростные пакетные данные, а также режимы передачи данных по каналам, а также некоторые формы шифрование. Системы используют доступные распределения частот с использованием множественный доступ с временным разделением (TDMA) технология с четырьмя пользовательскими каналами на одной несущей радиосвязи с интервалом 25 кГц между несущими.

Первый высокоскоростной смартфон на основе TETRA сеть запущена 26 мая 2011 г.[1][2]

PMR транкинг с использованием MPT1327

Транкинговая версия концепции частной мобильной радиосвязи (PMR), которая определена в стандарте MPT 1327 (MPT1327), широко используется и обеспечивает значительные преимущества по сравнению с более простыми системами с одной станцией, которые используются. MPT1327 позволяет станциям обмениваться данными на более широких территориях, а также иметь дополнительные возможности. Ввиду очень высокой стоимости создания транкинговых сетей, ими обычно управляют крупные лизинговые компании или консорциумы, которые предоставляют услуги большому количеству пользователей. Ввиду более широких областей, охватываемых этими сетями, и большей сложности, оборудование необходимо стандартизировать, чтобы поставщики могли производить в больших объемах и тем самым снижать затраты до приемлемого уровня. Большинство транковых радиосистем соответствуют формату MPT1327.

Для реализации транкингового PMR создается сеть станций. Эти станции связаны обычно наземными линиями связи, хотя также используются оптические волокна и двухточечная радиосвязь. Таким образом разные базовые станции могут связываться друг с другом.

Чтобы иметь возможность передавать аудиоинформацию, а также выполнять различные организационные задачи, которые необходимы, системе требуются различные типы каналов. Это каналы управления, по одному в каждом направлении для каждой базовой станции или контроллера транковой системы (TSC).

Используется ряд различных каналов управления, так что соседние базовые станции не создают помех друг другу, а мобильные станции сканируют разные каналы, чтобы найти самый сильный сигнал канала управления. В дополнение к этому есть каналы трафика. Спецификация поддерживает до 1024 различных каналов трафика. Таким образом, базовая станция может поддерживать большое количество разных мобильных станций, которые обмениваются данными одновременно. Однако для небольших систем с небольшим количеством каналов канал управления также может действовать как невыделенный канал трафика.

Каналы управления используют сигнализацию со скоростью 1200 бит в секунду с модуляцией поднесущей с быстрой частотной манипуляцией (FFSK). Он разработан для использования в двухчастотных полудуплексных мобильных радиоблоках и полнодуплексных TSC.

Для успешной работы важно, чтобы система знала, где находятся мобильные телефоны, чтобы звонки могли перенаправляться на них. TSC (Контроллер транкинговой системы) получает эту информацию путем "регистрации" мобильных телефонов на канале управления. Стандарт MPT1327 описывает несколько механизмов регистрации, направленных на ограничение нагрузки на канал управления, вызванной роумингом мобильных телефонов. Регистрация может быть явной или неявной. Явная регистрация может быть инициирована каналом управления, требующим, чтобы мобильный телефон выдал запрос регистрации; или инициирован мобильным телефоном, который переместился в новую зону регистрации. Мобильный телефон также может неявно регистрироваться, когда TSC обновляет свои регистрационные записи, когда мобильный телефон делает попытку вызова. Возможно, что запись TSC не соответствует местоположению мобильного телефона. Это может произойти, например, когда мобильный телефон выключен, а затем перемещен в зону действия другого сайта.

Чтобы совершить исходящий вызов, мобильный телефон передает запрос на базовую станцию ​​в соответствии с запросом в потоке данных канала управления от базовой станции. Мобильный телефон передает свой собственный код вместе с кодом пункта назначения вызова, либо другого мобильного телефона, либо диспетчерского пункта. Управляющее программное обеспечение и схемы в базовой станции и центральной области обработки управления для сети настраивают сеть таким образом, чтобы канал был выделен для звука (канал трафика). Он также настраивает переключение в сети для маршрутизации вызова в нужное место назначения.

Чтобы мобильная станция могла принять вызов, через поток данных входящего канала управления передается пейджинговый вызов, чтобы указать, что есть входящий вызов. Каналы распределяются и коммутация настраивается для обеспечения правильной маршрутизации вызова.

В стандарте не описан метод «передачи обслуживания» мобильного телефона от одной базовой станции к другой, если он выходит за пределы диапазона базовой станции, через которую осуществляется вызов. Таким образом, система не является разновидностью сотового телефона. Следовательно, мобильной станции необходимо оставаться в зоне обслуживания базовой станции, через которую осуществляются любые вызовы.

Дисциплина канала управления Прорезанный Алоха где прямой или нисходящий канал (принимаемый мобильными устройствами) предоставляет временные интервалы, в которых мобильный телефон может передавать запрос в восходящем канале. В общем, мобильный телефон может передавать по каналу управления только по приглашению TSC. Это приглашение может быть явно адресовано мобильному телефону или группе; или это может быть произвольный доступ. Временные интервалы произвольного доступа будут использоваться, когда мобильный пользователь инициирует вызов или когда мобильное устройство регистрируется на TSC. На сильно загруженном канале управления вероятно, что два или более мобильных радиоустройств будут пытаться передавать одновременно на тот же временной интервал произвольного доступа. Это обнаруживается мобильным устройством, когда ожидаемый ответ от TSC не получен в течение определенного времени ожидания. Затем мобильный телефон может повторить свой запрос в другом слоте произвольного доступа. Тайм-ауты и количество повторных попыток настраиваются в мобильном телефоне, когда он настроен для сети.

Передача сигналов по прямому каналу управления номинально непрерывна, и каждый слот содержит 64-битные кодовые слова. Первый тип - это системное кодовое слово канала управления (CSCC). Это идентифицирует систему для мобильных радиоустройств, а также обеспечивает синхронизацию для следующего кодового слова адреса. Как уже упоминалось, второй тип слова - это кодовое слово адреса. Это первое кодовое слово любого сообщения, которое определяет характер сообщения. Есть возможность отправлять данные по каналу управления. Когда это происходит, и CSCC, и кодовые слова адреса замещаются данными, добавленными к кодовому слову адреса. Структура данных мобильного радиоустройства несколько проще. Он состоит в основном из битов синхронизма, за которыми следует кодовое слово адреса.

Существует ряд различных типов сообщений канала управления, которые могут быть отправлены базовой станцией на мобильные устройства:

  • Сообщения Aloha - отправляются базовой станцией для приглашения и мобильными станциями для доступа к системе.
  • Запросы - отправляются радиоблоками с просьбой установить звонок.
  • Сообщения "Ahoy" - отправляются базовой станцией для запроса ответа от определенного радиоблока. Это может быть отправлено, чтобы запросить радиоустройство отправить свой уникальный идентификатор, чтобы гарантировать, что он должен принимать трафик через базовую станцию.
  • Подтверждения - они отправляются как базовыми станциями, так и мобильными радиоблоками для подтверждения отправленных данных.
  • Сообщения перехода к каналу - эти сообщения дают указание конкретному устройству мобильной радиосвязи перейти на выделенный канал трафика.
  • Одноадресные сообщения - они отправляются только мобильными радиостанциями.
  • Короткие сообщения с данными - они могут быть отправлены базовой станцией или мобильным радиоблоком.
  • Разные сообщения - отправляются базовой станцией для приложений управления.

Хотя данные передаются в виде цифровой информации, звуковые или голосовые каналы для системы являются аналоговыми с использованием FM. Однако была проведена некоторая работа по разработке полностью цифровых систем. Основные системы принадлежат Motorola, Ericsson (EDACS) и Johnson (LTR). Эти системы не получили такого широкого распространения.[нужна цитата ]

Рекомендации

  1. ^ «Thales выпускает Every Talk, первый высокоскоростной смартфон повышенной прочности для сил безопасности».
  2. ^ "Thales lance Every Talk, новый смартфон"'".

внешняя ссылка