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TETRA 1 Funksystem

TETRA 1 Funksystem


Das TETRA-Funksystem bietet viele Funktionen, die es flexibler machen als viele andere Systeme.

Die TETRA 1-Funksysteme bieten die Hauptmerkmale, und obwohl die Weiterentwicklung von TETRA 2 und TEDS das Hinzufügen weiterer Funktionen ermöglicht hat, behalten sie die TETRA 1-Funktionen bei und sind abwärtskompatibel. Auf diese Weise bildet TETRA 1 die Basis für alle TETRA-Funksysteme.

Es gibt drei verschiedene Modi, in denen TETRA-Funksysteme betrieben werden können:

  • Sprache plus Daten (V + D)
  • Direktmodusbetrieb (DMO)
  • Paketdatenoptimiert (PDO)

Der am häufigsten verwendete Modus ist V + D. Dieser Modus ermöglicht das Umschalten zwischen Sprach- und Datenübertragungen und kann sogar beide übertragen, indem verschiedene Steckplätze im selben Kanal verwendet werden. Vollduplex wird unterstützt, wobei die Frequenzen der Basisstation und der Mobilfunkgeräte normalerweise um etwa 10 MHz versetzt sind, damit die Interferenzpegel zwischen Sender und Empfänger in der Station auf ein akzeptables Niveau reduziert werden können.

DMO wird für die direkte Kommunikation zwischen zwei mobilen Einheiten verwendet und unterstützt sowohl Sprache als auch Daten. Vollduplex wird in diesem Modus jedoch nicht unterstützt. Es wird nur Simplex verwendet. Dies ist besonders nützlich, da die Mobilstationen auch dann miteinander kommunizieren können, wenn sie sich außerhalb der Reichweite der Basisstation befinden.

Der dritte Modus, PDO, ist nur für Datenübertragungen optimiert. Es wurde mit der Idee entwickelt, dass in Zukunft viel höhere Datenmengen benötigt werden, und es wird erwartet, dass weitere Entwicklungen auf dem TETRA-Mobilfunkstandard aufbauen.

Datenstrukturen

TETRA-Radio verwendet TDMA-Techniken. Dies ermöglicht eine viel größere Spektrumseffizienz als dies mit früheren PMR-Systemen möglich war, da mehrere Benutzer eine einzige Frequenz gemeinsam nutzen können. Während die Sprache digitalisiert wird, werden sowohl Sprache als auch Daten digital übertragen und in die vier Schlitze auf jedem Kanal gemultiplext. Die Digitalisierung der Sprache erfolgt mit einem System, mit dem die Daten mit einer Geschwindigkeit von nur 4,567 kbit / s übertragen werden können. Diese niedrige Datenrate kann erreicht werden, weil der verwendete Prozess die Tatsache berücksichtigt, dass die Wellenform eher menschliche Sprache als eine variierende Wellenform ist. Der Digitalisierungsprozess hat auch den Vorteil, dass die Übertragung vor zufälligen Zuhörern sicher ist. Für ein höheres Maß an Sicherheit, das möglicherweise von der Polizei oder anderen ähnlichen Organisationen verlangt wird, ist es möglich, die Daten zu verschlüsseln. Dies würde durch die Verwendung eines zusätzlichen Sicherheits- oder Verschlüsselungsmoduls erreicht.

Die von der Basisstation übertragenen Daten müssen Platz für die Steuerdaten bieten. Dies wird erreicht, indem ein sogenannter Multiframe mit einer Dauer von 1,02 Sekunden in 18 Frames aufgeteilt wird und die Steuerdaten alle 18 Frames übertragen werden können. Jeder Frame wird dann in vier Zeitschlitze aufgeteilt. Ein Frame dauert 56,667 ms. Jedes Zeitfenster nimmt dann 14,167 ms in Anspruch. Von den 14.167 ms werden nur 14 ms verwendet. Die verbleibende Zeit wird benötigt, damit der Sender hoch- und runterfährt. Die Datenstruktur hat eine Länge von 255 Symbolen oder 510 Modulationsbits. Es besteht aus einer Startsequenz, auf die 216 Bits verschlüsselter Daten folgen, einer Sequenz von 52 Bits einer sogenannten Trainingssequenz. Weitere 216 Bits verschlüsselter Daten folgen, und dann wird der Strom durch eine Stoppsequenz vervollständigt. Die Trainingssequenz in der Mitte der Daten ist erforderlich, damit der Empfänger seinen Equalizer für einen optimalen Empfang der gesamten Nachricht einstellen kann.

Die Daten werden unter Verwendung einer differentiellen quaternären Phasenumtastung auf den Träger moduliert. Dieses Modulationsverfahren verschiebt die Phase des HF-Trägers in Schritten von ± π / 4 oder ± 3 π / 4 in Abhängigkeit von den zu übertragenden Daten. Nach der Erzeugung wird das HF-Signal gefiltert, um alle Seitenbänder zu entfernen, die über die zugewiesene Bandbreite hinausragen. Diese werden durch die scharfen Übergänge in den digitalen Daten erzeugt. Eine Filterform mit einer wurzelerhöhten Kosinusantwort und einem Abrollfaktor von 0,35 wird verwendet. In ähnlicher Weise wird das eingehende Signal auf die gleiche Weise gefiltert, um die Wiederherstellung der Daten zu unterstützen.

Darüber hinaus verwendet TETRA Radio fehlertolerante Modulations- und Codierungsformate. Die Daten werden mit redundanten Informationen aufbereitet, die zur Fehlererkennung und -korrektur verwendet werden können. Der Sender jeder Mobilstation ist nur während des Zeitfensters aktiv, das das System ihm zuweist. Infolgedessen werden die Daten in Bursts übertragen. Die Tatsache, dass der Sender nur für einen Teil der Zeit aktiv ist, hat den Vorteil, dass die Batterie der Mobilstation nicht so stark entladen wird, als ob der Sender kontinuierlich ein Signal ausstrahlen würde. Die Basisstation strahlt jedoch normalerweise kontinuierlich, da viele Mobilstationen zu warten sind.

Ein wichtiges Merkmal von TETRA ist, dass die Anrufaufbauzeit kurz ist. Es tritt in weniger als 300 mS auf und kann beim Betrieb in DMO nur 150 mS betragen. Dies ist viel kürzer als die Zeit, die ein Standard-Mobilfunksystem benötigt, um eine Verbindung herzustellen. Dies ist sehr wichtig für die Rettungsdienste, bei denen Zeitverzögerungen sehr kritisch sein können.

Weitere TETRA-Radioentwicklungen

Während TETRA-Funk eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bisherigen PMR-Systemen darstellt, ist immer zusätzliche Datenkapazität erforderlich. Angesichts der höheren Datenkapazitäten, die die Mobilfunkdienste jetzt bieten, wird der TETRA-Funkstandard aktualisiert, damit er mit anderen vergleichbaren Technologien Schritt halten kann. Auf diese Weise kann die TETRA-Mobilfunkkommunikation kommerziellen Benutzern neben den Datenfunktionen eines Mobilfunknetzes die Vorteile eines PMR-Dienstes bieten.

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