Файл: Лекция тетrа стандартыны жмыс істеу аидасы tetra стандарты ш негізгі стандарттардан трады.docx

6. Лекция ТЕТRА Стандартының жұмыс істеу қағидасы

TETRA стандарты үш негізгі стандарттардан тұрады:

- TETRA V + D (TETRAVoice + Data) дауыстық және деректерді берудің біріктірілген жүйелері;

- тек TETRA PDO деректерін беруге бағытталған транкингтік жүйенің арнайы нұсқасы (TETRA Packet Data Optimized);

- кәдімгі байланыс - тікелей беріліс режимі DMO (Direct Mode Operation).

Соңғы стандарт, мәні бойынша, қалыпты радио режимін сипаттайды, яғни жазылушы радиостанцияларға қолмен қосылатын арнайы арналарда жұмыс істейді. V + D және PDO стандарттарымен жұмыс істеу кезінде бірдей радио интерфейс пайдаланылады, алайда олардың әрқайсысы өзінің ерекше қызметтері мен арнайы функцияларын қолдайды.

TETRA стандартты радио интерфейсі қадамы 25 кГц болатын стандартты жиілік торында жұмыс істейді. Радио арналардағы қажетті минималды дуплекстің аралығы - 10 МГц. ERC комитетінің шешімі бойынша TETRA жүйелеріне келесі жиілік диапазондары бөлінген:

- 380-400 МГц - авариялық-құтқару және қауіпсіздік қызметтері үшін;

- 410-430 МГц, 450-470 МГц, 870-876 және 915-921 МГц - азаматтық (коммерциялық) пайдалану үшін

TETRA стандарты TDMA арналарын уақыт бойынша бөлумен көп станциялы қол жетімділік технологиясын қолданады, бұл жабдықтың қуатын және олардың әсер ету ауқымын қалалық және ауылдық жерлерде оңтайландыруға мүмкіндік береді. TETRA жүйелерінде жиілік ресурсы тиімді қолданылады. TDMA технологиясына негізделген TETRA стандартты жүйелерінің жұмысы бір жұмыс жиілігінде төрт логикалық каналды ұйымдастыруға негізделген. Бұл сонымен қатар негізгі станция жабдықтарының радиожиілікті бөлігін жеңілдетуге мүмкіндік береді (төрт жұмыс арнасы үшін бір ғана қайталағыш, антенна, фидер және т.б. қажет).




Цифровой сигнал

Формирование цифрового сигнала с использованием коррекции
	7,2кбит/с

---

	4,8 кбит/с
Восстановление цифрового сигнала с учетом ошибок при передаче

7,2 кбит/с

Передатчик Приемник
Сурет -5.8-Мәтін тарату схемасы

Жүйенің жалпы өткізу қабілеті 36 кбит / с-қа есептелген, алайда кейбір синхрондау сигналдары мен қателерді түзету үшін сигналдардың берілуі нақты желінің жылдамдығын 28,8 кбит / с дейін азайтты. Әр жұмыс істейтін арналардағы деректерді берудің максималды жылдамдығы - 7,2 кбит / с, оның ішінде 4,8 кбит / с цифрланған және сығылған (және қажет болған жағдайда шифрланған) сөйлеу сигналын, ал қалған 2,4 кбит / с сигналды беру үшін қолданылады. қатені түзету кодын жіберу үшін (5.8 суретті қараңыз).

Бір байланыс сеансы үшін деректерді беру режимінде (бір абонентке) бір уақытта төрт ағынды бөлуге болады, бұл деректерді беру жылдамдығын 28,8 кбит / с-қа дейін қамтамасыз етеді (GSM стандартында тек 9,6 кбит / с). Бұл жылдамдық сізге сөйлеу және мәтіндік деректерді ғана емес, сонымен қатар графикалық мәліметтерді тасымалдауға, Интернетте жұмыс істеуге, электронды поштаны пайдалануға және тіпті бейне ақпарат алмасуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, абоненттік радиостанцияларды сандық құрылғыларға қосу мүмкіндігі қосымша жабдықты қажет етпейді.

1 гиперкадр = 60 мультикадрам (61,2 с)
1	2	3	4	5			60

1	2	3	4	5				17	18

---

Управляющий кадр вмультикадре

= 4 временным
1	2	3	4

1 кадр TDMA интервалам (56,67)

1 временной интервал = 510 модулирующим битам (14,67 мс)
1	2	3	4		509	510

Сурет 5.9 - TETRA стандартындағы кадр құрылымы

Сығу схемаларын қолдану дауыстық және деректер сигналдарын тасымалдауға мүмкіндік береді; 17 TDMA рамалары, басқару сигналдарын беру үшін 18-ші кадрдан шығады. Бұл басқару жақтауы TETRA алмасу протоколының бір ерекшелігін ұсынады - сигнал беру үшін мәліметтер ағымы үзілмейді. Соңғысы үнемі фондық режимде, тіпті барлық арналар абоненттердің қатысуымен болғанда MM (MinimumMode) деп аталатын режимде де беріледі.

TDMA жақтауы 60 осындай кадрдан тұратын гиперфреймнің құрылымдық элементі болып табылады.

Сөйлеу сигналын модуляциялау және демодуляциялау. Жоғары каналды өткізу қабілеттілігін қамтамасыз ету үшін сигналды модуляциялау үшін дифференциалдық квадратуралық фазалық модуляция ( DPSK) әдісі қолданылады. Естеріңізге сала кетейік, желідегі нақты деректерді беру жылдамдығы 28,8 Кбит / с құрайды, бұл GSM ұялы жүйелерінің өткізу қабілеттілігінен үш есе жоғары, мұнда ең аз ығысуы бар Gauss модуляциясы (GMSK) бірдей каналдың енімен қолданылады. Сонымен қатар, π/4 DPSK әдісін таңдау TETRA аналогтық жүйелермен қатар өмір сүру қажеттілігімен, яғни әртүрлі абоненттік жабдықтармен жұмыс жасауды қамтамасыз етумен түсіндіріледі.

Дифференциалдық квадратураның фазалық модуляциясы әдісі, сөзсіз, қазіргі заманғы және күрделі, бұл оны қолдану GMSK модуляциясымен салыстырғанда байланыс жоғалуының үлкен қаупімен байланысты, дегенмен цифрлы ұялы байланыс жүйесінде сәтті енгізілген π/4 DPSK әдісі. АҚШ-та (D-AMPS) және Жапонияда (JDC / PDC).

---

π/4 DPSK сигналын әдеттегі жиілік дискриминаторымен демодуляциялауға болады, өйткені 135 ° фаз фазалық ауысулар жиіліктің 6,75 кГц жиіліктің өзгеруіне сәйкес келеді, ал 45 ° ауысулар жиіліктің 2.25 кГц жиілігінің өзгеруіне сәйкес келеді. Бұл функцияны квадратураның компоненттері негізінде орындайтын құрылғы дифференциалдық квадратуралық демодулятор деп аталады. Дифференциалдық квадратураның демодуляторының блок-схемасы 4.3 суретте көрсетілген.



Сурет 5.10 – Дифференциалдық квадратуралық демодулятордың блок-схемасы.

Дифференциалдық квадратураның демодуляторы аналогтық -демодулятордан және цифрлық сигнал процессорында іске қосылған дифференциалдық детектордан тұрады. Сигналды сүзу орындалады

Nyquist принципі және DSP схемасына сәйкес жүзеге асырылады. Дифференциалдық квадратуралы демодулятордың жұмысы үшін әр таңба үшін 8 сынама алу қажет. Символдық үлгілерге арналған қақпа импульсі сағат синхрондау жүйесінде жасалады. Сағаттық синхрондау жүйесі қызметтер пакетінде орналасқан SYNC (36 бит) синхрондау сөзін синхрондау принципіне негізделген. Бұл әдіс дәлдіктің жаман емес екенін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді

Строб ұзақтығының .1 / 16 ... .1 / 6.

Дыбыстық сигналды кодтау және декодтау алгоритмі. TETRA стандартында қолданылатын дыбыстық кодтау / декодтау алгоритмі алгебралық құрылымның арнайы кодтарымен толықтырылған ACELP (алгебралық кодты қоздыратын сызықтық болжам) көп импульсті код қозғауымен сызықтық болжау әдісіне негізделген. ACELP алгоритмін қолданатын құрылғы сөйлеу кодекі деп аталады. Бұл кодек, ұзақтығы 30 мс (16 үлгі × 8 кГц = 128 кбит / с) сөйлеу сигналының сегментін код кітапшасының ережелеріне сәйкес қысады. Бұл сөйлеу кодекі көмегімен берілетін кодталған сөйлеу сигналдарының жиынтығын жасауға мүмкіндік береді, 4,8 кбит / с (сурет 5.11).



5.11 Сурет- Мәтін кодегінің жұмыс істеу схемасы

7,2 Кбит / с жылдамдықпен радиоарна арқылы берілетін дыбыстық сигналдың жоғары тазалығына қол жеткізу үшін FEC қателіктерін түзету әдістері және CRC кодтаудың циклдік артықтығы (Циклдік резервтік код) қолданылады.

Кодектің сипатталған функциялары оның функциялары,

сияқты:

- SIF сөйлеу элементтерінің маңыздылығын бағалау (Сөйлеудің маңызды факторы);

- CNF ыңғайлы шу деңгейін орнату (Comfort Noise функциясы);

---

- Қарыз алу үшін FSF рамалары (кадр ұрлау функциясы).,

SIF функциясы берілген сөйлеудің сапасын қаншалықты нашарлататындығын анықтау үшін әр сөйлеу шеңберіне талдау жасайды. Талдау нәтижелеріне сәйкес бұл кадрға қорғаныштың қажетті деңгейі тағайындалған (нөл, яғни төмен, орташа немесе жоғары). CNF функциясы төмен сапалы сөйлеу жақтауларын ауыстыру үшін қолданылатын арнайы кадр жасайды.

Қабылдау жағында декодер ұқсас әрекеттерді орындайды, бірақ кері тәртіпте.

TETRA стандартындағы байланыс қауіпсіздігі. Стандарт пайдаланушыларға берілетін ақпарат үшін әртүрлі қауіпсіздік мүмкіндіктерін ұсынады. Ақпаратты қорғау үшін стандарт екі механизмді анықтайды:

- «эфирлік» интерфейс кезеңінде - соңғы құрылғылар мен базалық станция арасындағы «маршрутты» шифрлау;

- соңына қарай шифрлау - бір терминалды құрылғыдан екінші құрылғыға бүкіл берілу жолы бойымен шифрлау.

Шифрлаудан басқа, жүйеде жүйеге кіруді қорғаудың дәстүрлі әдістері бар: радиостанцияның сәйкестендіру және электрондық нөмірлерін пайдаланатын абоненттердің заңдылығын тексеру.

TETRA транкингтік жүйесін пайдаланушы өз қалауы бойынша белгілі бір қорғаудың әдісін таңдай алады:

- хабарламаларды уақыт бойынша белгілеу;

- пайдаланушының аутентификациясы;

- бүркеншік ат қою (бүркеншік ат);

- қысқа шифрланған идентификаторларды тағайындау;

- берілетін ақпаратты ақырына дейін шифрлау;

- «заңды басып алу» деп аталатын ерекшеліктер

Уақытша штамптау деп аталатын қорғау функциясы радиоарнадағы ақпаратты алмастыруға жол бермейді және шабуылдаушыға байланыс сеансы кезінде, тіпті таңдамалы тыңдау үшін қосылуына мүмкіндік бермейді.

Пайдаланушының аутентификациясы әдетте оның түпнұсқалығын растау механизмі ретінде түсініледі. Аутентификация процедуралары байланыс жүйесінің ресурстарын рұқсатсыз пайдалануды болдырмау үшін қолданылады.

Пайдаланушының аутентификациясы (тану) процедурасы сұрау-жауап функциясын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Бұл процедура TETRA инфрақұрылымына кіретін жүйелік құралдарға абоненттік терминалдың сұралған желілік серверге кіру құқығының түпнұсқалығын тексеруге мүмкіндік береді. Абоненттік терминалда дұрыс емес жауаптар табылған жағдайда, жүйе рұқсатты кіру кодтарын өзгерту арқылы қашықтағы терминалды ажыратуға тырысады. 

TETRA стандартындағы аутентификацияның жалпы процедурасы 5.12 суретте көрсетілген.

---