Радиоинтерфейс стандарта TETRA

Стандарт TETRA использует технологию многостанционного доступа с временным разделенимем (Time Division Multiple Access, TDMA) совместно с технологией частотного дуплекса (Frequency Division Duplex, FDD). Тип модуляции радиоканала – относительная дифференциальная фазовая манипуляция со сдвигом кратным π/4 (π/4 DQPSK).

Стандарт TETRA реализует максимально возможную в системах подвижной радиосвязи частотную эффективность – 4 логических канала занимают 25 кГц. Для сравнения: в системах APCO/ASTRO25 на одном частотном канале шириной 12,5 кГц реализуется только один логический канал.

На рис. 1 представлена структура радиоинтерфейса стандарта TETRA в режиме TMO.

Рис. 1. Структура радиоинтерфейса стандарта TETRA в режиме TMO.

Один из логических каналов базовой радиостанции TETRA является управляющим. Обычно это первый слот на первой несущей. Управляющая информация также передается в каждом 18 кадре на каждом логическом канале. При этом кадр общей длительностью 56,67 мс состоит из 4 временных интервалов (слотов).

Основные аспекты коммутации в рамках стандарта TETRA:

1. Голосовые вызовы занимают только один логический канал.

2. Вызовы передачи данных могут занимать до 4 логических каналов одновременно.

3. Голос и данные могут передаваться одновременно в различных логических каналах.

В режиме DMO картина иная (см. рис. 2). В отсутствие базовой станции синхронизация между физическими каналами отсутствует. Синхронизацию в логическом канале осуществляет терминал-мастер (терминал, у которого нажата клавиша PTT). А кроме этого абонентские терминалы не могут использовать все доступные слоты. Первая фаза стандарта TETRA подразумевает использование в режиме DMO только одного логического канала из 4 доступных. При этом другие группы, закрепленные на этой же частоте, получат сообщение о занятости канала. Вторая фаза предполагает возможность осуществления одновременно 2 групповых вызовов в режиме DMO.

Рис. 2. Структура каналов стандарта TETRA при работе в режиме DMO.

Обнаружение и исправление ошибок, защита информации

Для обнаружения ошибок при передаче в канале радиосвязи, их исправления в канальном кодировании применяются технологии Forward Error Correction (FEC) и Cyclic Redundancy Check (CRC) в виде четырех процедур: блочного кодирования, сверточного кодирования, перемежения и шифрования, после чего формируются информационные каналы. Скорость выходного потока равна 36 кбит/с (см. рис. 3). О функциях шифрования будет рассказано далее.

Рис. 3. Формирование общей емкости одного физического канала.

Кодирование речи

Для кодирования речи используется речевой кодек ACELP (линейное предсказание с возбуждением от алгебраической кодовой книги) со скоростью 4,8 кб/с. Если сравнивать по шкале MOS качество голоса в сетях стандарта TETRA с качеством голоса в привычных всем сетях GSM, что качество кодека TETRA оказывается незначительно меньшим (см. рис. 4). Но при этом не стоит забывать, что стандарт TETRA в четыре раза эффективнее GSM с точки зрения использования частотного спектра.

Рис. 4. Сравнение качества голоса в сетях TETRA и GSM.

Для справки: оценка MOS 4 означает «превосходное качество, незаметное ухудшение»; MOS 3 «хорошее качество, различимое, но не раздражающее ухудшение».