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無線電子工学および電気工学の百科事典 無線通信を組織する方法。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
この記事は主に無線通信分野の専門家を対象としたものではなく、独自のサービスや商用無線通信システムを組織しており、機器とタイプの選択の問題に直面している企業、企業、組織の管理者および従業員を対象としています。システムの。 計画されている一連の記事では、最も単純な単信無線ネットワークからトランクされたマルチゾーン システムに至るまでのシステムが検討されます。 (8 MHz 帯域の CB 民間無線通信に関する質問はここでは考慮されません)。 これらの記事で提供される情報が、潜在的な購入者やユーザーが無線通信に関する知識を広げ、活動の詳細に最適な通信システムと機器を構築するためのスキームを選択するのに役立つことを願っています。 1.周波数帯 ロシアの専門無線通信ネットワークの組織には、次の周波数範囲が割り当てられています。
無線通信システムを構成するには、周波数定格を割り当てる必要があります。 原則として、無線周波数の使用許可は州通信監督局によって発行されます。 例外は、専用の周波数サブバンドが割り当てられる電力構造など、多くの部門別通信システムです。 ただし、いずれの場合でも、指定された範囲で通信システムを作成するには、周波数定格を割り当てる必要があります。 2. 無線設備の種類 ロシア市場で販売されている無線機器は、次のカテゴリに従ってグループに分類できます。 専門局、商用局、およびアマチュア局は、原則として、基本的な無線工学パラメータ (周波数帯域、出力電力、感度) に違いはありません。 どちらのタイプの機器を選択するかは、動作条件、必要な機能セットなどによって決まります。 当然のことながら、手頃な金額で済みます（たとえば、プロのラジオ局は商業ラジオ局の XNUMX 倍の費用がかかる場合があります）。 3.電波範囲 通信範囲は多くのパラメータ (空き地や都市、地形、アンテナの設置高さ、干渉レベルなど) に依存し、実験的にのみ正確に決定できます。 無線通信距離のおおよその値を図に示します。 1.
4. 無線局の周波数チャネルと運用モード 最新のラジオ局の大多数は、単信モードまたは半二重モードで動作します。 この場合、受信と送信を同時に行うことはできません。 PTT を押すと、ステーションの送信スイッチがオンになります。 PTT が解放されると、ステーションは受信モードに切り替わります。 送信周波数と受信周波数は周波数チャネルを形成し、一般に異なる場合があります。 送信周波数と受信周波数が同じ場合、そのチャネルはシンプレックスと呼ばれます。 送信周波数と受信周波数が異なる場合、チャネルは全二重であり、無線局の動作モードは半二重です。 全二重モード (つまり、送信と受信が同時に実行され、PTT を押す必要がないとき) では、全二重無線のみが二重チャネルで動作できます。 周波数チャネルの種類に関係なく、ほとんどすべての無線局は単信 (または半二重) モードで動作することに注意してください (二重無線局はコストが高いため、あまり一般的ではありません)。 ラジオはさまざまなチャンネルのパラメータを使用してプログラムできます。 ラジオ局のモデルに応じて、チャネル数は 1 から 100 以上まで異なります。 5. シンプレックス無線ネットワーク 無線ネットワークの種類の選択は、利用可能な周波数リソース、ユーザーの数、およびユーザーの仕事の詳細によって決まります。 5 つの公称周波数 (25 つのシンプレックス周波数) が使用される場合の最も単純なオプションを考えてみましょう。 一般に、このモードで動作する無線局の数は少数です (XNUMX ～ XNUMX)。 無線ネットワークでは、携帯無線、車両無線、固定無線を使用できます。 それらはすべて平等です。 もちろん、自動車（固定）局間の通信距離はさらに長くなります。 最も単純なケースでは、同じ周波数で運用している無線局のすべてのユーザーがお互いの声を聞き、必要な加入者に音声で電話をかけます (図 2)。
かなり一般的なオプションは、ステーションの 3 つが制御室である場合です (図 XNUMX)。 これは通常、高利得アンテナを備え、十分な高さに設置された固定局です。 同時に、アンテナのタイプとその配置を正しく選択することで、ディスパッチャ ステーションとの通信範囲が広がり、直接通信できない加入者でもディスパッチャを通じてメッセージを送信できるようになります。 周波数の二重ペアが存在する場合は、リピータを使用する方が合理的です)。 派遣無線ネットワークは、技術無線通信またはサービス無線通信を組織するために最もよく使用されます。
6.シンプレックス無線ネットワークの加入者のグループ 無線通信システムでは、加入者をグループに分割する必要があることがよくあります。 この問題に対する最も簡単な解決策は、各グループに独自の周波数定格を割り当てることですが、周波数リソースが限られているため、ほとんどの場合これは不可能です。 この場合の最も受け入れられる解決策は、トーンまたはデジタル パイロット信号によってグループを分離することです (図 4)。
すべてのラジオには、信号がないときにラジオのノイズがスピーカー (またはヘッドフォン) に入るのを防ぐスケルチがあります。 最も単純なケースでは、対応する周波数のキャリアが放送されると、ラジオ局のスケルチがオフになります (キャリア スケルチ)。さらに、ほとんどすべての現代のラジオ局には、トーン (トーンケルチ、CTCS5、PL) および / の機能があります。またはデジタル（DIGITAL SQUELCH、DCS、DPL）スケルチ制御。 TONE SQUELCH、CTCSS、PLとは何ですか？ ラジオ局の音（音声）周波数帯域は特別なフィルターによって区別され、その幅は 300 ～ 3000 Hz であり、明瞭な音声送信には十分です。 67 Hz ～ 250 Hz のサブトーン周波数帯域もあります。 この帯域の信号はオーディオ フィルターを通過せず、スピーカーからは聞こえません。パイロット トーンは、音声信号と同時に送信されるサブトーン周波数のトーン信号です。 ほとんどのタイプの無線機器の 49 個の標準トーンがサブトーン帯域に割り当てられています。 無線局では、送受信の周波数に加えて、送信モードにおいて音声信号とともに送信されるトーン信号の周波数または表番号が設定（プログラム）され、トーン信号の周波数または番号が設定されます。信号を認識すると、受信モードでスケルチが開かれ、音声信号がスピーカーに供給される必要があります。 ほとんどの場合、送信パイロットと受信パイロットは同じになるように選択されます。 DIGITAL SQUELCH とは (同義語 DIGITAL SQUELCH、DCS、DPL、デジタル パイロット信号)。 ノイズ抑制のためのデジタル制御システムの動作原理はトーンと似ています。 サブトーン帯域では、デジタル信号が送信されます（搬送周波数 8 Hz の 133 ビットの繰り返しシーケンス）。 デジタルパイロットも標準化されています。 その数は100人以上。 トーンノイズ低減システムはより一般的であり、ほとんどすべての種類の最新のラジオ局で利用できることに注意してください。 多くのタイプのラジオには、トーンとデジタル ノイズ リダクション (オプション) の両方が備わっています。 異なるタイプの無線のパイロット テーブルは完全には一致しない場合があります。 しかしながら、異なる種類の機器を使用する場合でも、すべての局で同じパイロット信号のグループを区別することが可能である。 したがって、トーンまたはデジタル ノイズ リダクション システムを使用すると、ユーザーを同じ周波数で動作するグループに分けることができます。 各グループには異なるパイロット トーンが割り当てられ、無線ユーザーには自分のグループのメンバーだけが聞こえます。 ただし、これは、すべてのユーザー グループが同時にネゴシエートできることを意味するものではありません。 原則として、そのようなグループへの分割により、ラジオ局は、放送中に「外部」パイロット信号がある場合、送信のスイッチをオンにすることを禁止するようにプログラムされています。 同じラジオ局が異なるグループのメンバーになることができます。 この場合、対応するパイロット信号は異なるチャネルに設定される。 この場合の公称周波数は、すべてのチャネルで同じにすることができます。 ノート。 残念ながら、スケルチ制御システムを定義するための確立された単一の用語はありません。 最もシンプルで分かりやすいものとして「PILOT SIGNAL」という用語が導入されました。 MOTOROLA 用語: PL(専用線)<DPL(デジタル専用線)。 PL および DPL はモトローラ社の登録商標です。 国際用語: CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch)、DCS (Dltftal Coded Squelch)。 7.固定ステーションのリモートコントロール 場合によっては、無線ネットワークのサービスエリアを最大限に無線でカバーするために、ディスパッチャーステーションの遠隔設置が必要になります。 最も一般的な解決策は、C100 シリーズ (MOTOROLA) リモート コントロール キットを使用することです。 MOTOROLA GM300/GM350 固定無線機のリモート コントロールを構成するには、XNUMX つのオプションがあります。 オプション 1. ローカル リモート コントロール (図 5)。
これは、制御ステーションが C100 ローカル (EN 1000) ディスパッチ コンソールから最大 300 m 離れたところにある場合に使用されます。C100 シリーズ リモート コントロールは、標準の電話機と同様の設計で、受話器にPTT。 さらに、ハンズフリーの可能性もあり、リモコンにはスピーカー、マイク、「送信」ボタンが内蔵されています。 C100 LOCAL リモコンは、GM300/GM350 アクセサリー ソケットに直接接続します。 制御は12線ケーブルを介して実行されます。 リモコンの電源は XNUMX V です。 300 つの無線局に複数のコンソールを接続できますが、接続ケーブルの全長は XNUMX m を超えてはなりません。 このオプションの利点は、低コストです。 欠点 - XNUMX 線ケーブルを敷設する必要がある: リモコンの範囲が制限されます。 2オプション。 調性リモコン (図 6)。 被制御局が C100 TONE (EN 1001) ディスパッチャコンソールから 300 m 以上 (最大数 km) 離れた場所にある場合に使用されます。 無線局は、専用のプレワイヤ回線を介したトーン信号によって制御されます。 リモコントーンアダプターは、コントロールトーンをデコードして無線制御信号に変換するために使用されます。 このデバイスは、GM300/GM350 固定無線アクセサリ ジャックに直接接続します。 アダプターにはステーションから電力が供給され、制御線は一方でアダプターに接続され、もう一方で C100TONE コンソールに接続されます。 トーンリモコンからは、ステーションで最大 1 つのチャンネルを切り替えることができます (リモコンには F2 / FXNUMX ボタンがあります)。 トーンリモコンのその他のデザインは、ローカルリモコンのデザインと同様です。
利点 - 遠隔制御範囲が長い。 チャンネルを切り替える機能。 欠点 - アダプターを使用する必要がある。 地元のオプションと比較して高価です。 ノート。 チャンネル切り替えは、16 チャンネル GM300 および 128 チャンネル GM350 モデルでのみ可能です。
8. 電話網へのアクセス (図 7)
無線ネットワークで XNUMX つのシンプレックス周波数を使用している場合でも、電話ネットワーク (通常は部門別のネットワーク) へのアクセスを組織化できます。 これを行うには、電話インターフェイスを備えた固定無線局を設置する必要があり、携帯局および自動車局には電話 (OTMP) キーボードが必要です。 DTMFとは何ですか? DTMF (Dual Tone Multi Frequency) は、電話で使用される選択呼び出しシステムです。 ご存知のとおり、ロシアでは、電話番号のパルス ダイヤルが最も一般的です。つまり、各桁が対応するパルス数で送信されます。 電話ネットワーク インフラストラクチャが発達しているほとんどの国では、トーン ダイヤルが使用されます。つまり、各桁がトーン周波数信号のペアとして送信されます。 これがDTMF信号方式です。 DTMF 信号の標準セットには、0 ～ 9 の数字と文字「#」および「*」が含まれています。DTMF キーパッド (電話のキーパッドと同様) を備えた無線局は、空中で DTMF 信号を送信し、電話インターフェースを介した電話ネットワーク。 電話インターフェイスを備えた固定局は、加入者局からダイヤルされた DTMF 電話番号を受信し、それを電話網に送信します。 電話ネットワークでパルス ダイヤルが使用されている場合、電話インターフェイスは DTMF をパルス形式の対応する信号番号に変換します。 原則として、選択呼び出しを行わずに最も単純な電話インターフェイスを使用する場合、無線ネットワークのすべての局の加入者は電話での会話を聞くことになります (パイロット信号によってグループに分割されていない限り)。電話インターフェースが使用されます。 電話インターフェースの番号をダイヤルした電話網の加入者は、対応するパイロット信号と同時にグループのすべての無線加入者または無線局にも電話をかけます。 9.選択的（選択的）通話の信号システム。 前の記事で示したように、無線ネットワークの加入者は、トーンまたはデジタル パイロットを使用してグループに分けることができます。 さらに、特定の加入者に電話をかけたり、多くの追加機能を実装したりできる選択呼び出しシステムもあります。 シグナリングシステムの使用により、複雑な基本装置を使用せずに加入無線局レベルで機能を実装することが可能になることに留意されたい。 選択的呼び出しシステムの操作の一般原則: 1. 各ラジオ局には個別の番号が割り当てられます。 2. 無線局のグループにはグループ番号が割り当てられます (各無線局は個別の番号を持つことができ、XNUMX つ以上のグループのメンバーになることができます)。 3. 信号システムと使用される機器のタイプに応じて、ステーションの個別番号とグループ番号はメモリに保存されるか、発信ステーションのキーパッドからダイヤルできます。 4. メモリセルから被呼側ステーションの番号を選択するか、発呼側ステーションのキーボードを使用してその番号を入力すると、対応する信号が無線で送信され、被呼側ステーションによってデコードされます。 信号がデコードされると、着信側のスケルチが解除され、通話が開始できるようになります。 他の加入者局のスケルチは閉じられたままです。 （グループへの発信手順は個人への発信と同じです。） 5. 無線のタイプに応じて、ページング信号はエンコードとデコードの両方、エンコードのみ、またはデコードのみを行うことができます。 受信および送信のモードでさまざまな信号方式を使用することができます。 6.信号システムはパイロットと組み合わせて使用できます。 7. 信号システムの使用は、主に専門的な問題の解決に焦点を当てています。 ほとんどの場合、プライベート コール システムを使用できるのは業務用無線機だけです。 （ただし、商用無線局やアマチュア無線局でよく使われるDTMFや単音通話などの方式は除きます。） 信号システムの種類。 1. DTMF (上記参照)。 ほとんどの場合、ラジオには DTMF エンコーダーのみが装備されています。 DTMF デコーダーが存在する場合は、選択通話を編成することができます。 2. シングル トーン コール (Single Tole)。 プログラム可能な周波数と持続時間のオーディオ帯域トーン。デコードされると、着信側のステーションのスケルチが開き、呼び出し音が鳴ります。 3. ツートーン コール (2-TONE、Motorola QuickCall II)。 物理的には、オーディオ周波数帯域のシリアル ツートーン信号です。 周波数またはトーン番号の標準的な表があります。 一部のタイプのステーションでは、信号パラメータをプログラムできる可能性があります。 ほとんどの場合、無線機には 7 トーンの通話信号をデコードする機能しかありません。 ラジオは各チャンネルで XNUMX トーンのシーケンスでプログラムされており、デコードされるとスケルチが開き、呼び出し音が鳴ります。 ツートーン呼び出し信号をコーディングする機能を持つ無線局 (これは原則としてディスパッチャ局) のメモリには、無線ネットワークまたはグループの加入者局の数と、対応するツートーン信号が記録されます。記録された。 特定のラジオ局またはラジオ局のグループを呼び出すには、その番号を選択し (ディスプレイに局が表示されているときに、「上 XNUMX」下) 矢印を使用してメモリから番号を選択し、PTT を押す必要があります。 4. MOTOROLAのシグナルシステムMDC-1200 物理的には、デジタル周波数シフトキー信号です。 「1」は周波数 1200 Hz の 0 周期でエンコードされ、「1800」は周波数 1200 Hz の 1200 周期半でエンコードされます。 デジタル情報の転送速度は 1200 bps です (そのため、MDC-1200 という名前が付けられています)。 MDC-XNUMX は、QuickCall II とアプリケーションが似ています。 MDC-XNUMXシステムにおける個人番号またはグループ番号がデジタル信号に相当します。 5. 信号システム RapidCall のパッケージ。 RapidCall シグナリング システム パッケージは MOTOROLA によって開発され、MDC-1200、QuickCall II、および DTMF シグナリング システムの使用に基づいた多くの特別な機能を実装できます。 RapidCall パッケージの機能は、MOTOROLA 無線機 (GP300、P110、P200、VISAR、HT1000、GM300、M208、M216) でのみサポートされていることに注意してください。 RAPIDCALL システムの機能: -音声セレクティブコール（Sel Ca11）-セレクティブコール; - コールアラート - 加入者が不在のときにかかってきた電話の通知（ディスプレイへの表示、音声信号）。 - PTT を押すたびに無線局の個別番号が PTT-ID 送信され、発信局のディスプレイにこの番号が表示されます。 - 外部アラーム（カーラジオ用） - 車のライトまたは音声信号をオンにすることによって、加入者が不在のときに通話を通知します。 - 無線チェック - オペレータの参加なしで無線通信の可用性をチェックします。 信号はディスパッチャ ステーションから送信され、加入者ステーションによってデコードされます。 その後、加入者局は自動的に確認信号を発行します。 - 緊急警報 - 警報信号。 加入者局の「警報」ボタンを押したとき（携帯局の場合）、または特殊なリレーやペダルの接点が閉じたとき（自動車局の場合）に送信されます。 アラーム信号は、自動確認が受信されるまで自動的に繰り返し制御ステーションに送信されます。 管制局表示部には警報に対応する記号と警報を送信した無線局の番号が表示されます。 RapidCallパッケージを使用したディスパッチングシステムの典型的な構造を図に示します。 1. MOTOROLA GM16 無線局の 300 チャネル モデルはディスパッチャ局として使用でき、8 チャネル モデルと 16 チャネル モデルの GP300 および GM300 は加入者局として使用できます。
6. 5 トーン コール (5-TONE、Select-XNUMX)。 物理的には、オーディオ周波数帯域内の一連のトーンです。 信号内のトーンの数は 1 ～ 7 です。「5 トーン コール」という名前は、トーンの数が厳密に固定されていた以前のバージョンの構造を反映しています。 ラジオ局番号の各桁には、特定のトーンがプログラムされています。 この信号システムはヨーロッパで最も広く普及しています。 ヨーロッパのさまざまな国 (CCIR、ZVEI、EEA) で採用されているいくつかの異なるトーン テーブルがあります。 機器のタイプに応じて、XNUMX つまたは別のトーンのセットがサポートされます。 MOTOROLA 無線機は、Select-XNUMX 選択呼出システムを備えており、最も一般的なトーン セットをすべてサポートするだけでなく、カスタム テーブルを作成することもできます。
一般に、ステーションは、Select-5 信号のエンコードとデコードの両方の機能を提供します。 番号ダイヤルはキーボードとメモリセルの両方から行うことができます。 Select-5 システムを使用する場合、RapidCall パッケージの機能と同様の機能が実装されるだけでなく、いくつかの追加機能も実装されます。 これらの機能の多くは、最新のトランキング通信システムに実装されていることに注意してください。 さらに、トランキング システムでは、加入者局の管理が可能な限り簡素化されますが、これは、たとえば、RapidCall を使用するシステムについては言えません。 それにもかかわらず、高価な基地局を使用せずにユーザー機器レベルで多数の機能を実装できることは、このようなシステムの疑いのない利点と考えることができます。 RapidCall、Call Alert、Se/Call、MDC-1200、Select-5 は MOTOROLA Inc. の登録商標です。 10無線ネットワークでのリピーターの使用 これまで、シンプレックス無線ネットワークが検討されてきました。 XNUMX つの周波数定格 (デュプレックス ペア) が存在する場合、リピーターを使用して無線ネットワークを構成することができ、無線通信範囲を大幅に拡大できます。 (信号記録を備えた単一周波数エコー リピーターは考慮されていません)。 リピーター機能 リピータは F1 周波数で信号を受信し、それを復調して増幅し、F2 周波数で送信します。 信号処理に費やされる時間は無視できると考えられます。 リピータは二重デバイスです。つまり、受信と送信が同時に実行されます。 リピータを介して動作するすべての加入者局の送信周波数は F1 であり、受信周波数は F2 です。 同時に、加入者無線局は 2 周波数単信半二重モードで動作します (図 XNUMX)。
デュプレックス インターバルとデュプレックス フィルタ リピーターは、送信と受信に XNUMX つの別々のアンテナを使用することも、XNUMX つのアンテナとデュプレックス フィルターを使用することもできます。 デュプレックス間隔は、受信周波数と送信周波数の差です。 相互影響を排除するために、受信アンテナと送信アンテナは互いに一定の距離を置いて設置する必要があります。 空間分離の値は、二重間隔の値と逆の関係にあります。 相互影響を回避する方法でアンテナを設置することが常に可能であるとは限りません。 ほとんどの場合、4 つの送受信アンテナとデュプレックス フィルター、つまり受信帯域と送信帯域を分離するデバイスが使用されます。 半二重動作の通常の二重間隔は 5...XNUMX MHz です。 同時に、デュプレックスフィルターを非常に安価でコンパクトにすることが可能です。 デュプレックス間隔が小さい、または大きい場合、デュプレックス フィルターの設計はより複雑になり、価格が大幅に上昇します。 リピータ デューティ サイクル リピータのデューティ サイクルは、リピータが故障することなく、特定の一定の出力電力レベルで継続的に送信している時間の割合です。 デューティ サイクルは主に、トランスミッタの冷却システムと電源パラメータによって決まります。 リピーター構成 リピータには通常、トランシーバ、電源、コントローラ、および冷却システムを備えたケースが含まれています。 電源、コントローラ、デュプレックスフィルタは内蔵または外付けが可能です。 冷却システムは強制（ラジエーター + ファン）またはパッシブ（ラジエーターのみ）にすることができます。 MOTOROLA GR300/GR500 リピーターは、受信機および送信機ユニットとして GM300/350 カーラジオを使用します。 ノート。 VERTEX VXR-5000、MOTOROLA GR300/500、KENWOOD TKR-720/820 などの最も人気のあるリピーターのみを構築する原理は上で説明されています。 リピーターの動作モード 1.「オープンリピーター」 このモードでは、リピーターへのアクセスはまったく制限されません。 レピータの受信周波数に対応する周波数の搬送波が放送されると、信号が再送信されます。 2.アクセスコード付きのリピーター。 中継器へのアクセスが制限される場合があります。 再送信は、プログラムされたアクセス信号がデコードされた後にのみ行われます。 最も単純なケースでは、適切なパイロット信号によってリピータを開くことができます。 より複雑なコントローラを使用する場合、アクセス コードはさまざまな信号システム (SingleTone、DTMF、MDC-1200) で送信できます。 3. マルチグループ リピーター。 シンプレックス無線ネットワークと同様に、加入者はパイロット信号に基づいてグループに分割できます。 リピータのコントローラは、TONE PANEL と呼ばれるデバイスを使用しており、さまざまなユーザー グループのコントローラは、デコードされるパイロット信号と、中継中に送信される対応するパイロット信号を記録します。 各グループには、受信および送信用の独自のパイロット信号のペアがあり、特定の場合には同時に発生する可能性があり、中継器が 300 つの加入者グループによって占有されている場合、他のグループは送信を禁止されます。 グループの数はコントローラのタイプによって決まります。 かなり人気のあるタイプのマルチグループ リピータは、ZETRON ZR500 コントローラを搭載した MOTOROLA GR310/XNUMX です。 4. 電話網にアクセスできるリピータ。 シンプレックス無線ネットワークと同様に、電話インターフェイスを備えた固定局を使用する場合、電話ネットワークへのアクセスを提供するコントローラを備えたリピータを使用することができます。 (選択呼び出しを行わない最も単純なオプションとして、i300R コントローラーを備えた MOTOROLA GR500/50 リピーターを使用できます。) この場合、無線ネットワーク加入者は次のコール タイプを使用できます。 1）無線加入者-グループ（オープンな無線通信、誰もがお互いの声を聞く）; 2) 無線加入者 - 電話ネットワークの加入者 (他のすべての加入者は会話を聞いており、介入することができます)。 3）電話網加入者-無線加入者のグループ。 5. 選択呼び出し付きリピーター。 適切なコントローラーを備えたリピーターを使用すると、個人またはグループ通話を組織することができます。 非常に一般的なのは、選択呼び出し機能を備えたコントローラーと電話インターフェイスの組み合わせです (図 3)。
この場合、無線ネットワーク加入者は次のコール タイプを使用できます。 1）ラジオ加入者-ラジオ加入者（個別通話）; 2) 無線加入者 - グループ。 3）ラジオ加入者-電話網の加入者。 4）電話網加入者-無線加入者; 5）電話網加入者-無線加入者のグループ。 選択通話と電話インターフェイスを備えた最も人気のあるコントローラーの 320 つは、ZETRON ZRXNUMX です。 選択呼を組織するために使用される場合、さまざまな信号システムを使用できます。 最も標準的なオプションは、(リピーター/基地局側からの) 受信システムとして DTMF を使用することです。 対応するパイロット信号が送信信号として使用されます。 各加入者局には、受信用の個別のパイロット信号がプログラムされています。 コントローラは、個々の DTMF 番号とパイロット信号の対応表を設定します。 電話ネットワークへの中継およびアクセスのモードは、さまざまな DTMF アクセス コードによって選択されます。このコードは、キーボードからダイヤルするか、メモリ セルから呼び出す必要があり、システム準備完了信号を受信したら、無線加入者または電話番号のダイヤルに進みます。 着信側ステーションの番号は、発呼側ステーションの DTMF キーパッドからダイヤルされます。 番号がコントローラでデコードされた後、対応するパイロット信号がコントローラによって生成されたコール トーンとともに空中に送信されます。 トランキング システム 最新の非トランキング システムは、ユーザーに無線通信を組織するための幅広い機会を提供できるという事実にもかかわらず、それらにはすべて、無線周波数の非効率的な使用という XNUMX つの共通の欠点があります。 簡単な例で状況を説明しましょう。 1 つの無線周波数チャネルがあり、それぞれが複数のユーザー グループに配線されていると仮定します。 同時に、そのようなシステム (より正確には 2 つの別個のシステム) では、図に示す状況が発生します。 a: チャンネル XNUMX が過負荷になっており、同時にチャンネル XNUMX は使用されていません。 私たちの XNUMX つのチャネルが XNUMX つのシステムに結合され、どの加入者グループでも同様にアクセスできると想像してください。 この場合、図のような状況になります。 b. チャネルの使用の改善によりサービスの品質が向上したことは明らかであり、最も単純なトランキング システムが得られました。 したがって、トランキング無線通信システム（以下、ＴＣＰと呼ぶ）は、すべての加入者または加入者のグループに対して等しいチャネル可用性の原理を使用するシステムである。 この原理は電話ネットワークで長い間広く使用されており、そこから無線通信に「トランク」（バンドル、つまり均等にアクセス可能なチャネルの束）という言葉が生まれました。 名前を決定する TCP 装置の主な機能は、無線局加入者の要求に応じて空き無線チャネルを自動的に提供し、着信加入者または加入者のグループのこのチャネルに切り替えることです。 ちなみに、この観点から見ると、共通の無線チャネル セットで動作する無線電話機 (PANASONIC KX-T9080 など) も集合的に TCP を形成します。 ただし、以下で説明する現代の業務用無線通信システムには、他にも多くの可能性があります。 トランク システムの一般的な機能 まず第一に、最も単純な TCP であっても、無線局は基地局 (BS) リピータを介して相互に通信するため、これはシステムの範囲の増加です。 さらに、マルチゾーン TCP にはいくつかの (ユニットから数百まで) BS が含まれており、それぞれが独自のゾーンにサービスを提供します。 この場合、システムは無線局の位置に関係なく無線局間の接続を確立し、原則として、着信側および発信側の無線局のユーザーに対して完全に透過的です。 無線のグループへの通話 (すべての TCP で利用可能) に加えて、ほとんどすべてのシステムは特定の無線局への個別の通話を提供します。 同時に、多くの最新の TCP は、無線局全体を個別のユニットに分割します。 分隊とは、特定の組織に属する無線局の集合であり、その中で個人およびグループ通話を行うことができます。 ほとんどの場合、ユニット間の通話は禁止されていると想定されます（ただし、特定の無線局に対しては許可される場合もあります）。 したがって、TCP を使用する各組織は、いわば独自の分離された通信システムを持つことができます。 一般に、TCP は、無線局と市内およびいくつかのオフィスの電話ネットワークの加入者との間の通信を提供し、そのようなネットワークへの接続は、加入者回線 (オフィスの PBX と同様) および接続回線の両方を介した最も単純な方法で実行できます。 後者の場合、加入者番号付けの観点から、TCP は都市または機関の電話ネットワークの一部になります。 最新の TCP は、無線局間の幅広いデータ転送サービスも提供します。 システムによって提供される各タイプのサービスへのアクセスは、通常、加入者ごとに個別にプログラムされます。 さらに、最大通話時間と加入者の優先順位もプログラムされます。 TCP には、システムへの不正アクセスに対する保護機能もあります。
また、無線局が TCP で動作する場合、そのサービスを利用しなければならない状況が発生する可能性があります (従来の無線局との通信、BS の障害、システムのすべての BS のカバーエリアを超えるなど)。 この場合、TCP で動作するように設計されたすべての無線は、通常の無線モードに切り替える機能を備えています。 もちろん、この機能はプログラミング中に無効にすることができます。 TCP の機器は商用運用向けに設計されているため、各加入者によるシステムの使用時間の計算 (請求) が必ず行われます。 トランクキンシステムの比較レビュー 現在、相互に互換性のないさまざまな種類の TCP が存在します。 そのうちのいくつかは閉鎖されています。 製造会社はその動作プロトコルを公開しておらず、そのようなシステムのすべての加入者および基本機器を製造しています。 この場合、消費者は完全にメーカーに依存することになります。 他の TCP はオープンです。つまり、 それらの標準は公開されており、そのようなシステム内では、これらの標準に準拠するあらゆるメーカーの機器が連携して動作できます。 音声情報を伝送する方法に応じて、TCP は現在商業的に有効なすべての TCP を含むアナログとデジタルに分類できます。 このようなシステムは現在、一部の企業によって特別サービス用に提供されており、新しい欧州規格 TETRA もデジタルです。 動作原理により、XNUMX種類のTCPを区別できます 1.TCPのスキャン 多くの場合、このようなシステムは不当に擬似トランキングと呼ばれます。 このようなシステムでは、無線局自体が通話時に空いているチャネルを探してそれを占有します。 スタンバイ モードでは、無線機はシステムのすべてのチャネルを継続的にスキャン (スキャン) し、いずれかのチャネルで呼び出されているかどうかを確認します。 これらの TCP には、かつてソ連で普及していた Altai システムや SmarTrunk II システムが含まれます。 TCP のスキャンはシンプルで安価です。 これらのシステムでは、BS チャネルが加入者無線局のレベルで共通の TCP に結合されるため、BS チャネルを相互に完全に独立させることが可能です。 これにより、TCP スキャンの信頼性と存続可能性が高まります。 ただし、このような TCP には多くの根本的な欠点があります。 チャネル数が増加すると、このようなシステムで接続を確立する時間は急速に増加します。これは、フル スキャン サイクルの時間より短くすることはできないためです。 実際には、これに発信側無線局の空きチャネルを探す時間も加わり、また、TCP のスキャンでは、マルチゾーン、柔軟で信頼性の高い優先システム、システムまたは着信加入者がビジー状態の場合のキューイングなど。 したがって、スキャン TCP は、要件が最小限の小規模 (1 ～ 8 チャネル、最大 200 加入者) の単一ゾーン通信システムとして理想的に適しています。 これにより、近年、ロシアおよび CIS 諸国で SmarTrunk II システムが広く使用されるようになりました。 2. 分散制御チャネルを持つ TCP これらは、EF Johnson によって 300 年代後半に開発された米国で一般的な LTR システムと、UNIDEN によって提供されたその最新の改良版 ESAS です。 これらの TCP では、ビジーチャネルを含むすべてのチャネルを通じて制御情報が継続的に送信されます。 これは、送信に XNUMX Hz 未満の周波数を使用することで実現されます。 各チャネルは、それに割り当てられた無線局の制御チャネルです。 スタンバイ モードでは、無線は制御チャネルをリッスンします。 このチャネルでは、BS が無線局が送信に使用できる空きチャネルの番号を継続的に送信します。 いずれかのチャネルで無線局の XNUMX つに宛てた送信が開始されると、これに関する情報がその制御チャネルで送信され、その結果、この無線局は通話が行われるチャネルに切り替わります。 このような TCP には、制御チャネルを備えた TCP のいくつかの利点があると同時に、そのための周波数割り当てが必要ありません。 LTR システムでは、接続は非常に迅速に確立されるため、ステーションの送信機がオンになるたびに接続が確立されます。 会話が一時停止している間、チャネルはビジー状態ではありません。 ただし、LTR システムでいずれかのチャネルに障害が発生すると、そのチャネルがマスターとなっているすべての無線に障害が発生します。 さらに、このような TCP では、制御情報の伝送速度が非常に制限されます。 このため、マルチゾーンを含む最新の TCP の要件の多くを実装することが困難になります。 音声と同時に 300 Hz 未満の周波数で情報を送信するため、このようなシステムは調整の精度にとって非常に重要になります。 これらすべてが、分散制御チャネルを備えた TCP が現在開発されていないという事実につながりました。 唯一の例外は ESAS で、LTR との互換性のためにこの原則を使用します。 3.専用制御チャネルを備えたTCP アナログ システムの場合は周波数チャネルについて、デジタルの場合はチャネルの時分割について、タイム スロットについて説明します。 このような TCP では、無線局は、それに最も近い BS の制御チャネルを継続的にリッスンします。 呼び出しが到着すると、BS は制御チャネルを介してこれに関する情報を送信し、呼び出された無線局は呼び出しの受信を確認します。その後、BS は接続に会話チャネルの XNUMX つを割り当て、接続に参加しているすべての無線局に通知します。これは制御チャネル経由で行われます。 その後、指定されたチャネルに切り替わり、接続が終了するまでそのチャネルが維持されます。 制御チャネルが空いている間、無線はそこに接続要求を送信できます。 一部の種類の通話 (無線局間の短いデータ パケットの送信など) は、会話チャネルをまったく占有せずに実行できます。 専用の制御チャネルを備えた TCP が最新です。 マルチゾーン (無線局が最も受信状態の良い制御チャネルを持つ BS を選択する) やその他の機能を簡単に実装できます。
その中には、システムまたは着信加入者が通話中の場合の通話のキューイングがあります。 これにより、そのような TCP は、ビジー時の拒否を伴うシステムのクラスから、待機中のシステムのクラスに移動します。 したがって、ユーザーの作業の快適さが向上するだけでなく、最も重要なことに、システムのスループットも向上します。 ビジー拒否システムでは、加入者が電話をかけるために許容可能な QoS を確保するために、常に少なくとも XNUMX つのチャネルがアイドル状態である必要があります。 待機システムでは、すべてのチャネルをロードできます。 ただし、この場合、発信者はキューで少し待つ必要があります。 ただし、別個の制御チャネルの割り当てには欠点があります。 まず、これは周波数リソースの最悪の使用法です。 ほとんどのシステムでは、この欠点は、システムが過負荷になったときに制御チャネルを会話モードに切り替える機能によって軽減されます。 第 XNUMX に、専用制御チャネルは TCP の脆弱性です。特別な対策がない場合、このチャネルの BS 機器の障害は BS 全体の障害を意味します。 BS 制御チャネル受信機の周波数で干渉が発生すると、同じ結果が生じます。 このため、専用制御チャネルを備えた TCP を開発する際には、BS 機器の動作の自動制御に特別な注意が払われます。 受信周波数で障害または長期的な干渉が検出された場合、BS は別のサービス可能なチャネルを制御チャネルにします。 専用の制御チャネルは、TCP の最新の標準 (クローズドおよびオープン (MPT1327) の両方)、および有望な TETRA 標準によって提供されます。 比較のために、いくつかの TCP の特性を表に示します。 この表は規格に規定されている特性を示していることを明確にする必要があります。 プレーン TCP ハードウェアでは、多くの場合、これらの機能を拡張できます (SmarTrunkll の複数のチャネル バンク、LTR のマルチゾーン操作など)。 表からわかるように、TETRA 標準には最も優れた機能があります。 これは驚くべきことではありません。これは、既存の TCP の運用経験を考慮して開発されました。 残念なことに、TETRA システムについては、現時点では実験モデルのみが存在しており、その商用運用について、さらには商業効率について語るのは時期尚早です。そのような装置の価格は今後長期間にわたって高止まりするでしょう。 現在、ロシアで最も効果的なシステムは SmarTrunkll と MPT1327 です。 会社「Electronics-Design」は、これらの TCP の設置および追加機器の開発に積極的に取り組んでいます。 著者: B. Prokhovnik、「Electronics-Design」モスクワ。 電話: (095) 165-1892,165-0874 電子メール: eldiz@dol.ru
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