System trankingowy TETRA jest znany w świecie od kilkunastu lat. Jest to w pełni cyfrowy, otwarty stan-dard międzynarodowy systemu radiokomunikacji ruchomej, przeznaczony dla służb publicznych, w tym dla służb bezpieczeństwa publicznego oraz firm. Dzięki swoim zaletom, system ten zyskał uznanie w wielu krajach na całym świecie i jest z powodzeniem wykorzystywany przez policję, służby ratownicze, różne szczeble administracji centralnej i lokalnej, przedsiębiorstwa komunalne i różnego rodzaju firmy do autonomicznego komunikowania się wydzielonych grup użytkowników profesjonalnych w sieci o infrastrukturze dostosowanej do potrzeb i przy stosunkowo niskich kosztach [1]. System ten jest nieustannie rozwijany i wśród ważnych nowych rozwiązań, jakie pojawiły się ostatnio, należy przede wszystkim wymienić nowe metody kodowania źródłowego sygnałów mowy [3] i kodowania kanałowego oraz ulepszenia interfejsu radiowego zwiększające dostępne przepływności [2].

     Jak już wspomniano, specyfikacja systemu TETRA jest nieustannie rozwijana. Daje to możliwość ulepsza-nia systemu przez wprowadzanie nowocześniejszych i bardziej wydajnych rozwiązań oraz wprowadzania no-wych rodzajów usług. Rozwój systemu TETRA sprawia, że może on spełniać rosnące wymagania użytkowników i dostarczać im usługi o coraz większej przepływności i jakości. Jako przykład nowego i ważnego rozwiązania wprowadzonego ostatnio w systemie należy wymienić nową metodę kodowania źródłowego sygnałów mowy. Obecnie, oprócz pierwotnego kodera sygnałów mowy pn. ACELP, w systemie TETRA może być stosowany koder AMR, wprowadzony wcześniej w systemach komórkowych GSM i UMTS. Co prawda, w systemie TETRA dopuszcza się stosowanie tylko jednego trybu pracy kodera AMR, o przepływności 4,75 kb/s, jednak niewątpliwie może to ułatwić realizację połączeń międzysystemowych.

     Najnowsza wersja specyfikacji technicznej interfejsu radiowego systemu TETRA, oznaczona numerem 3.1, wprowadza dwie nowe usługi – usługę przyśpieszonej transmisji danych (TETRA Enhanced Data Service, TEDS) i szereg związanych z tym istotnych zmian dotyczących kodowania kanałowego, modulacji i szerokości pasma kanału radiowego oraz usługę Air – Ground – Air, związaną z zastosowaniem systemu TETRA w radiokomunikacji lotniczej i morskiej [2]. W tabeli 1 są zestawione podstawowe parametry pierwotnej wersji systemu TETRA i jego unowocześnionej wersji TEDS.

    Podsystem TEDS umożliwia transmisję danych z przepływnościami znacznie większymi, niż ma to miejsce obecnie, dzięki zastosowaniu w interfejsie radiowym systemu TETRA dwóch zupełnie nowych rozwiązań:

• modulacji QAM, w trzech wersjach: 4-QAM,16-QAM oraz 64-QAM,
• zwiększonej szerokości pasma kanału radiowego, przy czym przewidziano możliwość stosowania kanałów o szerokości 25kHz, 50kHz, 100kHz oraz 150kHz.

    Dla potrzeb podsystemu TEDS wprowadzono rów-nież nowy w systemie TETRA sposób kodowania kanałowego. W specyfikacji systemu nosi on nazwę Parallel Concatenated Convolutional Code, PCCC i oznacza de facto turbokodowanie uzupełnione o nierównomierne wykluczanie bitów. Koder turbokodu składa się z dwóch identycznych rekursywnych koderów splotowych o dłu-gości ograniczającej 3 oraz bloku przeplotu wewnętrznego (rys. 1). Sprawność kodera turbokodu wynosi 1/3, jednak po zastosowania wykluczania bitów uzyskuje się efektywną sprawność całego kodera PCCC równą 1/2 lub 2/3, podobnie jak w klasycznym koderze systemu TETRA, który jest stosowany do transmisji z modulacją fazy. Specyfikacja podsystemu TEDS nie została jeszcze ukończona. Jak dotąd nie zdefiniowano kanałów logicznych do transmisji danych, istnieje natomiast nadmiernie duża liczba kanałów sygnalizacyjnych, na potrzeby testów nowego interfejsu radiowego.

    wprowadzeniem nowych rodzajów usług, najnowsza wersja specyfikacji systemu TETRA przynosi jeszcze jedną, niezmiernie ciekawą innowację. Jest nią wprowadzenie do klasycznej wersji interfejsu radiowego systemu nowego rodzaju Modulacji fazy, a mianowicie modulacji π/8 DQPSK [2]. Dla tej modulacji zdefiniowano szereg logicznych kanałów sygnalizacyjnych oraz zaledwie jeden kanał logiczny do transmisji danych, oznaczony symbolem TCH-P8/10,8. Dla tego kanału nie jest stosowane kodowanie kanałowe, podobnie jak dla kanału TCH/7,2 w pierwotnej wersji systemu. Porównanie parametrów wszystkich kanałów logicznych do transmisji danych dla modulacji π/4 DQPSK oraz π/8 DQPSK przedstawia tabela 2.

    Zastanawiający jest fakt, że dla nowo wprowadzonej modulacji fazy nie przewidziano żadnego wariantu kodowania kanałowego. Tymczasem można to zrobić stosunkowo prosto, wykorzystując zdefiniowane już schematy kodowania splotowego RCPC, stosowane dla modulacji π/4 DQPSK. Podobnie, łatwe jest zaadaptowanie na potrzeby kanału TCH-P8 istniejących schematów przeplotu. Oczywiście można przyjąć, że w kanałach TCH-P8 będzie stosowane kodowanie zewnętrzne, a metody jego realizacji spoczną na producentach sprzętu. Należy jednak oczekiwać, że dekoder wewnętrznego kodu sploto-wego, wykorzystujący algorytm dekodowania miękkodecyzyjnego (SOVA), okaże się znacznie lepszy, niż twardodecyzyjny – z konieczności – dekoder kodu zewnętrznego.

    W tym punkcie zostaną przedstawione wyniki badań jakości dekodowania przy założeniu modulacji π/8 DQPSK, uzyskane z wykorzystaniem symulacji komputerowej. Na potrzeby symulacji przyjęto schematy kodowania kanałowego i przeplotu na wzór schematów obowiązujących dla modulacji π/4 DQPSK. Modyfikacje polegały wyłącznie na proporcjonalnym zwiększeniu liczby bitów podlegających przetwarzaniu. Program symulatora, oprócz bloków kodera RCPC i przeplotu, zawierał też modulator, filtr modulacyjny o charakterystyce pierwiastka z podniesionego cosinusa oraz model kanału z zanikami wielodrogowymi i szumem gaussowskim, a także kompletny odbiornik. Symulator służył do oszacowania prawdopodobieństwa błędu elementarnego (Bit Error Rate, BER) oraz prawdopodobieństwa błędu w ramce (Frame Error Rate, FER). Badania symulacyjne przeprowadzono dla różnych środowisk propagacyjnych zdefiniowanych w specyfikacji systemu TETRA oraz różnych szybkości poruszania się terminala ruchomego. Przykładowe wyniki uzyskane w symulacji zostały przedstawione na rys. 2 oraz 3.

    Jak należało tego oczekiwać, we wszystkich zbadanych przypadkach zaobserwowano znaczący zysk wynikający ze stosowania dekodowania miękkodecyzyjnego. Zależnie od środowiska propagacyjnego i parametrów kanału, zysk ten wynosi od ok. 1,5 dB do 3 dB, w po-równaniu do dekodowania twardodecyzyjnego (zysk dekodowania miękkodecyzyjnego określono przez po-równanie wartości Eb/N0 niezbędnej dla uzyskania BER=10^-3 oraz FER=10^-2 w dekoderze twardo- i miękkodecyzyjnym). Dokonano również porównania jakości transmisji dla obu wariantów modulacji fazy stosowanych w syste-mie TETRA. Badania symulacyjne przeprowadzono dla różnych wariantów kodowania kanałowego, dla środowi-ska propagacyjnego RA50. Jak to wynika z wykresów, które przedstawiono na rysunku 4, jakość transmisji dla modulacji π/8 DQPSK okazała się wyraźnie gorsza. Wynika to oczywiście z faktu, że odległość między końcami wektorów sygnałowych dla modulacji π/8 DQPSK jest mniejsza, niż dla modulacji π/4 DQPSK. Bardzo ciekawie wypada porównanie wyników uzyskanych dla modulacji π/4 DQPSK bez kodowania RCPC oraz π/8 DQPSK z zastosowaniem kodowania o sprawności R=2/3, co zostało przedstawione na rysunku 5. Dla obu wariantów uzyskiwana jest identyczna przepływność danych, wynosząca 7,2kb/s, jednak w przy-padku modulacji π/8 DQPSK zadowalającą jakość transmisji uzyskuje się przy znacznie mniejszej wartości Eb/No. Nie ulega zatem wątpliwości, że dla pełniejszego wykorzystania modulacji π/8 DQPSK należy zdefiniować odpowiednie schematy wewnętrznego kodowania kanałowego oraz przeplotu. Można przypuszczać, że brak takich schematów w chwili obecnej wynika z trwa-jących jeszcze prac badawczych, a nie z zaniechania i specyfikacja w tym zakresie zostanie wkrótce uzupełnio-na.

    System TETRA zyskał sobie w pełni zasłużone uznanie wśród wielu użytkowników. Dzięki jego specyficznym, cennym właściwościom, a w szczególności usługom specjalnym, jest doskonale przystosowany do roli systemu łączności dla wszelkiego rodzaju służb publicznych i firm. Publicznie dostępna specyfikacja oraz otwarty standard systemu sprawia, że jest on stan-dardem międzynarodowym, a duża skala produkcji sprzętu do tego systemu i konkurencja między producen-tami przyczyniają się do znacznego obniżenia kosztów instalacji. Dużą i stale rosnącą popularność system TETRA zawdzięcza też nieustannemu rozwojowi, który zapewnia nowe rodzaje usług, coraz większe przepływności dostępne dla użytkowników i wzrastającą jakość transmisji.

[1]    Rutkowski D. System trankingowy TETRA, Prze-gląd Telekomunikacyjny, nr 5, 2000, s. 402-408
[2]    ETSI: EN 300 392-2, Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Voice plus Data (V+D);Part 2: Air In-terface (AI), V3.1.1, 2006
[3]    ETSI: EN 300 395-1, Terrestrial Trunked Radio (TETRA); Speech codec for full-rate traffic chan-nel; Part 1: General description of speech func-tions, V1.2.1, 2005