ПТСМС / Tema_15

Тема 15. Системы шумоподавления и системы избирательного вызова

Большинство современных радиостанций имеют систему шумоподавления (Squelch (SQL)), выключающую низкочастотный тракт приемника при отсутствии в канале связи сигналов вызывающих радиостанций. Простейшие системы основаны на анализе принимаемого сигнала. Например, низкочастотный тракт приемника может включаться при появлении несущей частоты в канале связи или при превышении уровня принимаемого сигнала или уровня сигнала на выходе демодулятора заданного порога.

При использовании таких систем пользователь будет избавлен от прослушивания эфирных шумов, но будет слышать все вызовы и переговоры на данном канале. Это обусловило появление систем шумоподавления (избирательного вызова), в которых во время сеанса связи передается управляющая (сигнальная) информация с идентификатором (адресом, номером) пользователя или группы пользователей.

В зависимости от занимаемой области частот, в которой передаются сигналы избирательного вызова, выделяют два класса систем – тональные и подтональные (субтональные). Для каждого класса систем различают аналоговые и цифровые системы.

Сигналы тональных систем (DTMF, Select5) занимают полосу частот, совпадающую с полосой речевого сигнала (обычно 300–3400 Гц), поэтому они передаются в виде сообщений. Преимуществом таких систем является возможность формирования большого адресного пространства. Вместе с тем, при неустойчивом канале связи момент передачи тонального избирательного вызова может совпасть с замиранием сигнала в приемнике, и все сообщение будет пропущено. Таким образом, недостатком данного вида сигнализации является относительно невысокая надежность установления канала связи, особенно в городских условиях работы сети.

Сигналы подтональных систем (CTCSS, DCS) занимают полосу частот 50–250 Гц и эффективно отфильтровываются фильтром в низкочастотном тракте приемника. Поэтому их непрерывно передают на протяжении всего сеанса связи, что позволяет более надежно устанавливать и контролировать канал, особенно при неустойчивой связи. Использование подтональных систем является прозрачным для пользователей. Недостатком подтональных систем избирательного вызова является уменьшение доли модуляции несущего колебания, приходящейся на информационное сообщение, а также ограниченное адресное пространство из-за узкой полосы частот.

Система CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) или система шумоподавления с кодированием длительным (непрерывным) тоном относится к классу аналоговых субтональных систем. Система избирательного вызова (СИВ) CTCSS содержит набор из 40 подтональных частот, лежащих в диапазоне 67,0…250,3Гц. Частоты разделены на 3 группы. Группа А включает 17 частот, B – 16, и C – 7. Распределение номиналов частот по группам показано в таблице 15.1. Для разделения абонентов,

работающих на одной радиочастоте, рекомендуется использовать частоты в пределах одной группы. Избирательный вызов абонента обеспечивают передачей одной из частот совместно с сообщением в течение всего сеанса связи. Разделение информационного сигнала и избирательного вызова на приемной стороне осуществляется полосовыми фильтрами.

Фирма Motorola зарегистрировала эту систему сигналов под торговой маркой Private Line® (PL), введя соответствие между частотой и символическим кодом. Это соответствие показано в таблице 15.1.

Таблица 15.1. Распределение номиналов частот по группам

DCS (Digital Continuous Squelch) относится к классу цифровых подтональных СИВ. Система содержит 80 двоичных последовательностей. При формировании сигнала последовательность кодируется помехоустойчивым кодом и циклически добавляется к речевому сигналу в течение всего сеанса связи. Один цикл содержит 23 бита. На рис. 15.1 представлен пример последовательности с номером 114.

Рис. 15.1. Пример последовательности с номером 114 в системе DCS.

Скорость передачи последовательности выбрана таким образом, что ее спектр находится ниже спектра речевого сообщения (10–67 Гц). Поэтому их разделение в приемнике возможно с помощью фильтров.

Каждому обычному коду соответствует инверсный, например, для 023 инверсным является 047. Администрация связи Великобритании приняла

специальный документ – спецификацию MPT 1381, регламентирующую использование сигналов DCS в системах подвижной связи. Варианты разделения всех кодовых комбинаций на 10 групп приведены в табл. 15.2.

Таблица 15.2. Вариант разделения кодовых комбинаций на 10 групп

Значения DCS, определяемые спецификацией MPT 1381

Фирма Motorola зарегистрировала эту систему сигналов под торговой маркой Digital Private Line® (DPL).

Декодирование сигналов в системе DCS требует больше времени, чем в системе CTCSS (соответственно, примерно 180 и 60 мс), но такая задержка при начале разговора незаметна для абонента. Поскольку системы CTCSS и DCS используют разные методы формирования сигналов, их можно использовать на одном радиоканале без взаимных помех.

Наиболее простой схемой из систем с внутриполосной сигнализацией является система с тональным вызовом, применяемая на устаревших типах радиостанций («Лен», «Маяк»). Диспетчер перед сообщением кратковременно нажимает кнопку тонального вызова и затем голосом вызывает требуемого абонента. При нажатии кнопки в эфир излучается несущая частота, модулированная звуковым тоном. Для всех радиостанций системы этот тон служит командой открывания ключа шумоподавителя на все время, пока нажата тангента вызывающей радиостанции. Все абоненты слышат вызов, и вызываемый абонент после его окончания отвечает, сняв микрофон с крепления. Снятие микрофона переключает шумоподавитель в режим работы по несущей, и далее связь продолжается как обычно. Абоненты, не снявшие микрофон с крепления, дальнейшие переговоры не слышат. В такой системе групповая связь организуется по ходу работы, т.е. вызывающий просто перечисляет всех, кто должен войти в группу, и они снимают микрофоны с крепления. Такая система только частично уменьшает нагрузку на абонентов сети, поскольку необходимость прослушивать все вызовы остается.

Более сложные тональные системы передают информацию в виде сообщений (телеграмм). Сообщение содержит адрес вызываемого абонента, может содержать адрес вызывающего абонента, статусную информацию или команды. Чем сложнее формат сообщения, тем большее число функций (услуг) может быть реализовано в системе.

В системе DTMF (Dual Tone Multiple Frequency) алфавит составляет 16

символов – 0..9, *, #, A, B, C, D. Каждый символ кодируется суммой двух гармонических колебаний. Длительность передачи одного символа составляет 140–200 мс.

Алфавит системы Select 5 состоит из десятичных цифр от 0 до 9 и символов – A(G), B, C, D, E(R), F. Каждому элементу алфавита поставлен в соответствие тон фиксированной частоты и длительности (40–100 мс), которые определяются стандартом системы и его модификацией (ZVEI, CCIR, EEA и т.д.).

В протоколе MDC-1200, разработанном фирмой Motorola, информация передается в цифровом виде. Использование цифровой формы представления данных позволяет увеличить скорость и помехозащищенность передачи сообщений.

Использование более сложных протоколов сигнализации позволяет строить радиосети с уровнем обслуживания сравнимым с уровнем простейших транкинговых систем. Расширение возможностей радиосетей привело к формированию концепции построения диспетчерских радиосетей современного уровня с набором определенных функций.