Система непрерывного тонального шумоподавления - Continuous Tone-Coded Squelch System
В телекоммуникации, Система непрерывного тонального шумоподавления или же CTCSS это один из видов схема который используется, чтобы уменьшить раздражение от прослушивания других пользователей на общем двустороннее радио канал связи. (Видеть хлюпать.) Иногда его называют тоновый шумоподавитель. Это достигается за счет добавления к голосу низкочастотного звукового тона. Если несколько групп пользователей работают на одной радиочастоте (называемой пользователи совместного канала), Схема CTCSS отключает звук для тех пользователей, которые используют другой тон CTCSS или не используют CTCSS. Иногда его называют подканал, но это неправильное название, потому что дополнительные каналы не создаются. Все пользователи с разными тонами CTCSS на одном и том же канале по-прежнему передают на одном и том же канале. радиочастота, и их передачи мешают друг другу; тем не мение; помеха маскируется в большинстве (но не во всех) условиях. Функция CTCSS также не обеспечивает никакой безопасности.
Ресивер только с несущая или шумоподавитель не подавляет достаточно сильный сигнал; в режиме CTCSS он включается только тогда, когда сигнал также содержит правильный суб-звуковой тональный сигнал. Тоны на самом деле не ниже диапазона человеческого слуха, но плохо воспроизводятся большинством громкоговорителей коммуникационного уровня и в любом случае обычно отфильтровываются перед отправкой на громкоговоритель или наушники. CTCSS можно рассматривать как форму внутриполосная сигнализация.
Пример
В качестве простого примера предположим, что двусторонняя радиочастота используется доставка пиццы сервис и обслуживание ландшафта. Обычные радиостанции без CTCSS будут слышать все передачи от обеих групп. Ландшафтные дизайнеры должны слушать пиццерию, а пиццерия должна слышать о ландшафтной активности. Благодаря CTCSS и разному тону для каждой группы радиостанции слышат только активность из своей группы. Предполагается, что это уменьшит количество пропущенных сообщений и отвлечет других пользователей от ненужных радиопереговоров.
Обратите внимание, что в приведенном выше примере есть только два пользователя с совмещенным каналом. В плотной среде двусторонней радиосвязи многие отдельные группы могут сосуществовать на одном радиоканале.
Недостатком использования CTCSS на общих частотах является то, что пользователи не могут слышать передачи от других групп. Они могут ошибочно предположить, что частота свободна, а затем передавать данные одновременно с другим пользователем, создавая таким образом помехи для передач другой группы. Например, в описанной выше ситуации ландшафтный дизайнер может общаться с другим ландшафтным дизайнером. Между тем водитель, доставляющий пиццу, не слыша никаких передач, предполагает, что частота свободна, и звонит в свою диспетчерскую. Две одновременные передачи могут мешать друг другу, в результате чего одна или обе передачи не будут поняты. Чем больше групп используют одну частоту и чем чаще они передают, тем выше вероятность возникновения этих случайных помех. Радиоприемники, оснащенные «Блокировка занятого канала» в этом случае функция предотвратит передачу.
Теория Операции
Радиопередатчики, использующие CTCSS, всегда передают собственный тональный код при нажатии кнопки передачи. Тон передается на низком уровне одновременно с голосом. Это называется CTCSS. кодирование. CTCSS тона диапазон от 67 до 257 Гц. Тоны обычно называют суб-звуковые сигналы. В системе двусторонней радиосвязи FM уровни кодировщика CTCSS обычно устанавливаются для 15% системы. отклонение. Например, в системе с девиацией 5 кГц уровень тона CTCSS обычно устанавливается на девиацию 750 Гц. Для инженерных систем могут потребоваться различные настройки уровня в диапазоне от 500 Гц до 1 кГц (10–20%).
Способность приемника отключать звук до тех пор, пока он не обнаружит несущую с правильным тоном CTCSS, называется расшифровка. Приемники оснащены функциями, позволяющими отключать "блокировку" CTCSS. В лицензированных системах США правила Федеральной комиссии по связи требуют, чтобы пользователи CTCSS на общих каналах отключили CTCSS своего приемника, чтобы проверить, разговаривают ли пользователи совмещенного канала перед передачей.[нужна цитата ] На базовая станция консоли микрофон может иметь раздельную кнопку включения. Нажатие одной половины кнопки (часто отмеченной значком динамика или буквами «MON», сокращенно от «MONitor») отключает декодер CTCSS и возвращает приемник к прослушиванию любого сигнала на канале. Это называется монитор функция. Иногда возникает механическая блокировка: пользователь должен нажать и удерживать кнопку монитора, иначе кнопка передачи заблокирована и не может быть нажата. Этот вариант блокировки называется обязательный мониторинг перед передачей (пользователь вынужден контролировать аппаратную часть самого оборудования). На мобильные радиостанции микрофон обычно хранится в зажиме для подвешивания или в коробке для подвешивания с зажимом для микрофона. Когда пользователь вытаскивает микрофон из зажима для развешивания, чтобы позвонить, переключатель в зажиме (прямоугольнике) заставляет приемник вернуться в обычный режим шумоподавления несущей («монитор»). В некоторых конструкциях переключатель перемещается в корпус самого микрофона. В ручной радио, ВЕЛ Индикатор может светиться зеленым, желтым или оранжевым светом, указывая на то, что по каналу разговаривает другой пользователь. В портативных радиостанциях обычно есть переключатель или нажать кнопку контролировать. Некоторые современные радиостанции имеют функцию под названием «Блокировка занятого канала», которая не позволяет пользователю осуществлять передачу, пока радиостанция принимает другой сигнал.
Декодер CTCSS основан на очень узком полосовом фильтре, который пропускает желаемый тон CTCSS. Выходной сигнал фильтра усиливается и выпрямляется, создавая постоянное напряжение всякий раз, когда присутствует желаемый тон. Напряжение постоянного тока используется для включения, включения или включения звуковых каскадов динамиков приемника. Когда есть тональный сигнал, приемник не заглушает звук, когда его нет, приемник молчит.
В коммуникационном приемнике, разработанном для CTCSS, предполагается, что звуковой фильтр высоких частот блокирует тоны CTCSS (ниже 300 Гц), чтобы они не были слышны в динамике. Поскольку звуковые кривые различаются от одного приемника к другому, некоторые радиостанции могут передавать слышимый уровень сигнала CTCSS в динамик. Низкие частоты тона обычно менее слышны. Если бы пурпурная звуковая кривая, показанная справа, была построена с приемника, оснащенного CTCSS, она упала бы почти прямо ниже 300 Гц.
Поскольку период обратно пропорционален частоте, декодирование более низких частот тона может занять больше времени (в зависимости от конструкции декодера). Приемникам в системе, использующей 67,0 Гц, может потребоваться значительно больше времени для декодирования, чем приемникам, использующим 203,5 Гц, и им может потребоваться больше времени, чем одно декодирование 250,3 Гц. В некоторых повторитель систем, запаздывание может быть значительным. Более низкий тон может вызвать обрезку одного или двух слогов до того, как звук приемника будет включен (услышан). Это потому, что приемники декодируют в цепочке. Приемник ретранслятора должен сначала уловить несущий сигнал на входе, а затем декодировать тон CTCSS. Когда это происходит, системный передатчик включается, кодируя тон CTCSS своим несущим сигналом (выходной частотой). Все радиостанции в системе начинают декодирование после того, как они обнаруживают сигнал несущей, а затем распознают тон на несущей как действительный. Любое искажение закодированного тона также повлияет на время декодирования.
Спроектированные системы часто используют тона в диапазоне от 127,3 Гц до 162,2 Гц, чтобы сбалансировать быстрое декодирование с удержанием тонов вне слышимой части принимаемого звука. Большинство производителей контроллеров радиолюбителей предлагают опцию задержки звука - это задерживает повторяющийся речевой звук на выбираемое количество миллисекунд перед его повторной передачей. В течение этого фиксированного периода задержки (величина которого регулируется во время установки, а затем блокируется) декодер CTCSS имеет достаточно времени, чтобы распознать правильный тон. Таким образом, проблема с потерянными слогами в начале передачи может быть преодолена без использования более высокочастотных тонов.
В ранних системах было принято избегать использования смежных тонов. Это хорошая инженерная практика для каналов, где не используются все доступные тональные сигналы. Например, в идеале было бы избегать использования 97,4 Гц и 100,0 Гц на одном канале. Тона настолько близки, что некоторые декодеры могут периодически ложный спусковой крючок. Пользователь иногда слышит слог или два говорящих пользователей совмещенного канала на другом тоне CTCSS. По мере старения электронных компонентов или из-за производственных отклонений некоторые радиоприемники в системе могут лучше, чем другие, отклонять близлежащие тональные частоты.
Цифровой шумоподавитель
CTCSS - аналоговая система. Позже Цифровой шумоподавитель (DCS) была разработана Motorola под торговой маркой Digital Private Line (DPL). General Electric ответила той же системой под названием Digital Channel Guard (DCG). Общее название - CDCSS (система непрерывного шумоподавления с цифровым кодированием). Использование цифрового шумоподавителя на канале, в котором уже есть пользователи тонового шумоподавителя, исключает использование тонов 131,8 и 136,5 Гц, так как цифровая скорость передачи данных составляет 134,4 бит в секунду, и декодеры, настроенные на эти два тона, будут воспринимать прерывистый сигнал (см. в поле двусторонней радиосвязи как "фальсификация" декодера).[1]
Список тонов
CTCSS тона стандартизированы EIA / TIA. Полный список тонов можно найти в их оригинальном стандарте RS-220A,[2] и самая последняя ОВОС /TIA -603-Е;[3] тоны CTCSS также могут быть указаны в инструкциях производителя, руководствах по обслуживанию или эксплуатации. В некоторых системах используются нестандартные тона.[4] Военные радиостанции НАТО используют частоту 150,0 Гц, и это можно найти в руководствах пользователя для радиостанций. В некоторых областях не используются определенные тона. Например, в Соединенном Королевстве избегают тонального сигнала 100,0 Гц, поскольку он вдвое превышает частоту сети электропитания Великобритании; неадекватно сглаженный источник питания может вызвать нежелательное размыкание шумоподавителя (это верно во многих других областях, где используется мощность 50 Гц). Тоны шумоподавителя обычно поступают из одной из трех серий, перечисленных ниже, вместе с двухсимвольным кодом PL, используемым Motorola для идентификации тонов. Наиболее распространенный набор поддерживаемых тонов шумоподавления - это набор из 39 тонов, включая все тоны с кодами Motorola PL, за исключением тонов 8Z, 9Z и 0Z (ноль-Z).[5] Самая низкая серия имеет соседние тона, которые находятся примерно в соотношении гармоник 20.05 до 1 (≈1,035265), в то время как две другие серии имеют смежные тона примерно в соотношении 100.015 к 1 (≈1,035142). Пример технического описания можно найти в листе технической информации Philips об их продуктах CTCSS.[6]
| NS [1] | PL | Гц | Примечания |
|---|---|---|---|
| 1 | XZ | 67.0 | |
| 39 | WZ | 69.3 | [2] |
| 2 | XA | 71.9 | |
| 3 | WA | 74.4 | |
| 4 | XB | 77.0 | |
| 5 | ВБ | 79.7 | [3] |
| 6 | YZ | 82.5 | |
| 7 | Я | 85.4 | |
| 8 | YB | 88.5 | |
| 9 | ZZ | 91.5 | |
| 10 | ZA | 94.8 | |
| 11 | ZB | 97.4 | [4] |
| 12 | 1Z | 100.0 | |
| 13 | 1А | 103.5 | |
| 14 | 1B | 107.2 | |
| 15 | 2Z | 110.9 | |
| 16 | 2А | 114.8 | |
| 17 | 2B | 118.8 |
| NS [1] | PL | Гц | Примечания |
|---|---|---|---|
| 18 | 3Z | 123.0 | |
| 19 | 3А | 127.3 | |
| 20 | 3B | 131.8 | |
| 21 | 4Z | 136.5 | |
| 22 | 4А | 141.3 | |
| 23 | 4B | 146.2 | |
| НАТО | 150.0 | [5][7] | |
| 24 | 5Z | 151.4 | |
| 25 | 5А | 156.7 | |
| 40 | 159.8 | [7] | |
| 26 | 5B | 162.2 | |
| 41 | 165.5 | [7] | |
| 27 | 6Z | 167.9 | |
| 42 | 171.3 | [7] | |
| 28 | 6А | 173.8 | |
| 43 | 177.3 | [7] | |
| 29 | 6B | 179.9 | |
| 44 | 183.5 | [7] |
| NS [1] | PL | Гц | Примечания |
|---|---|---|---|
| 30 | 7Z | 186.2 | |
| 45 | 189.9 | [7] | |
| 31 | 7А | 192.8 | |
| 46 | 196.6 | [7] | |
| 47 | 199.5 | [7] | |
| 32 | M1 | 203.5 | |
| 48 | 8Z | 206.5 | [6][7] |
| 33 | M2 | 210.7 | |
| 34 | M3 | 218.1 | |
| 35 | M4 | 225.7 | |
| 49 | 9Z | 229.1 | [6][7] |
| 36 | M5 | 233.6 | |
| 37 | M6 | 241.8 | |
| 38 | M7 | 250.3 | |
| 50 | 0Z | 254.1 | [6][7] |
Примечания
- 1 Нестандартные числовые коды. Многие радиостанции используют соответствующий набор числовых кодов для представления соответствующих тонов; однако опубликованного стандарта нет, и отрасль принимает его только частично.
- 2 В некоторых радиоприемниках вместо этого используется частота 69,4 Гц, что лучше соответствует гармонической последовательности, и этот тон часто не используется.
- 3 Также известен под кодом SP.
- 4 Фактически не в этой гармонической последовательности, а в среднем из тонов ZA и 1Z, используемых для заполнения промежутка между нижней и средней последовательностями. 98,1 Гц будет тон после ZA, а тон перед 1Z будет 96,6 Гц, если будут использоваться те же гармоники.
- 5 Многие (военные) радиостанции НАТО имеют переключаемый тональный сигнал 150,0 Гц. В список вошли следующие радиостанции: AN / PRC-68, AN / PRC-117F, AN / PRC-117G, AN / PRC-77, AN / PRC-113, AN / PRC-137, AN / PRC-139, AN / PRC-152, AN / PRC-119, AN / VRC-12, AN / PSC-5 и Thales 148 MBITR.
- 6 Тоны 8Z, 9Z и 0Z («ноль-Z») часто пропускаются в радиостанциях, которые используют серию тонов M1 – M7.
- 7 Нестандартный тон, не включенный в текущий TIA-603-E.
Имена поставщиков
CTCSS часто называют PL тон (за Частная линия, а товарный знак из Motorola ) или просто тон. General Electric Реализация CTCSS компании и Бендикса Кинга называется Channel Guard (или же CG). Винтажные радиоприемники RCA назвали свою реализацию Тихий канал. Радиостанции Icom называют эту функцию Тональный сигнал подтверждения. Радиостанции Kenwood называют эту функцию Тихий разговор или же QT. E. F. Johnson Corp. использовала «TG» для «ToneGuard», а позже «CG» для «CallGuard». В литературе Zetron упоминается «ToneLock», а Ritron, Inc. обозначает свои реализации «Тихий вызов» (QC) и «Тихий цифровой вызов» (DQC). Есть много других названий компаний, используемых производителями радиостанций для описания совместимых опций. Любая система CTCSS, имеющая совместимые тона и уровни, взаимозаменяема. Старые и новые радиостанции с CTCSS и радиостанции разных производителей совместимы.
В любительском радио термины PL тон, PL и просто тон до сих пор используются довольно часто. Часто существует различие между терминами тон и тоновый шумоподавитель, в котором первое относится к использованию передачи тона CTCSS при использовании стандартного шумоподавления несущей на приемнике. Использование CTCSS только для передачи позволяет станциям обмениваться данными с ретрансляторами и другими станциями, используя CTCSS, в то время как канал является маргинальным, и тоны CTCSS могут быть некорректно декодированы. Период, термин тоновый шумоподавитель чаще всего включает тон и радио будет не только передавать тон CTCSS на удаленную станцию или ретранслятор, но и подавлять все входящие сигналы, которые также не включают тон CTCSS. Это полезно в областях, где несколько ретрансляторов могут совместно использовать одну и ту же выходную частоту, но имеют разные тона CTCSS, или где локальные помехи слишком сильны для внешнего интерфейса вашего радио.
Обратный CTCSS
Некоторые профессиональные системы используют реверс фазы тона CTCSS в конце передачи, чтобы исключить шум шумоподавителя или хвост шумоподавителя. Это характерно для мобильных радиостанций General Electric и Motorola. Когда пользователь отпускает кнопку разговора, сигнал CTCSS сдвигается по фазе примерно на 200 миллисекунд. В старых системах декодеры тонов использовали механические язычки для декодирования тонов CTCSS. Когда звук с резонансной высотой звука подавался на язычок, он резонировал / вибрировал, что включало звук динамика. Инверсия фазы в конце передачи (названная Motorola "Reverse Burst" (и торговая марка компании) и "Устранение хвоста шумоподавителя" или "STE" от GE) [7]) заставил язычок внезапно прекратить вибрировать, что привело к мгновенному отключению звука принимаемого сигнала. Первоначально использовался фазовый сдвиг на 180 градусов, но опыт показал, что сдвиг от ± 120 до 135 градусов был оптимальным для остановки механических язычков. Эти системы часто имеют логику отключения звука, установленную только для CTCSS. Если используется передатчик без функции реверса фазы, шумоподавитель может оставаться включенным до тех пор, пока язычок продолжает вибрировать - до 1,5 секунд в конце передачи, когда он останавливается по инерции (иногда это называют «маховиком»). эффект »или называется« вольным ходом »). Таким образом, есть одно предостережение относительно того, что все CTCSS взаимозаменяемы - угол сдвига должен совпадать, чтобы система изменения фазы была эффективной. Обратите внимание, что все оборудование, используемое для реализации системы «обратный пакетный сигнал» / «подавление хвоста», содержится в передатчике.
Помехи и CTCSS
В некритических случаях использования CTCSS может также использоваться, чтобы скрыть присутствие мешающих сигналов, таких как интермодуляция, создаваемая приемником. Приемники с плохими характеристиками, такие как сканеры или недорогие мобильные радиостанции, не могут отклонять сильные сигналы, присутствующие в городских условиях. Помехи по-прежнему будут присутствовать и могут заблокировать приемник, но декодер не позволит их услышать. Это по-прежнему ухудшает производительность системы, но пользователю не нужно будет слышать шумы, производимые при приеме помех.
CTCSS обычно используется в УКВ и УВЧ любительское радио операции для этой цели. Широкополосные и чрезвычайно чувствительные радиоприемники широко распространены в области любительской радиосвязи, что накладывает ограничения на достижимую интермодуляцию и характеристики соседнего канала. [8] Часто все ретрансляторы в географическом регионе используют один и тот же тон CTCSS в качестве метода уменьшения межканальных помех от соседних регионов и увеличения повторного использования частот. Это практика, связанная со старой практикой FCC по координации тонов CTCSS для бизнес-услуг. Во многих сельских районах США, где координация не требуется, значение по умолчанию 100 Гц стало стандартом де-факто.
Семейная радиослужба (ФРС), PMR446 и другие радиоустройства потребительского уровня с «пузырчатой упаковкой» часто включают в себя функцию, называемую «коды устранения помех», «подканалы» или «коды конфиденциальности». Они не обеспечивают конфиденциальность или безопасность, а служат только для уменьшения раздражающих помех со стороны других пользователей или других источников шума; ресивер с выключенным шумоподавителем будет слышать все на канале. [9] Радиостанции GMRS / FRS, предлагающие коды CTCSS, обычно предоставляют выбор из 38 тонов,[10] но количество тонов и используемые частоты тонов могут варьироваться от одного производителя к другому (или даже в пределах продуктовой линейки одного производителя) и не должны считаться согласованными (т.е. «Тон 12» в одном наборе радиоприемников может не быть «Тон 12 "в другом). Когда радио предлагает более 50 кодов (121 становится обычным явлением), обычно используются более высокие (например, 39–121). DCS коды.
Добавление тонального сигнала или цифрового шумоподавителя к радиосистеме не решает проблем с помехами, а просто скрывает их. Мешающие сигналы, замаскированные тональным шумоподавителем, будут создавать явно случайные пропущенные сообщения. Прерывистый характер мешающих сигналов затрудняет воспроизведение и устранение неполадок. Пользователи не поймут, почему они не слышат звонок, и потеряют доверие к своей радиосистеме. В худшем случае с точки зрения безопасности жизнедеятельности пропущенное или неправильно понятое сообщение может привести к гибели людей.
Использование кодированных систем шумоподавления может предотвратить прием слабых сигналов, например, когда передающий или принимающий человек находится в зоне, загороженной зданиями или местностью, или находится на большом расстоянии. Хорошо настроенный приемник, который не настроен на требование тонов CTCSS или DCS для открытия шумоподавителя, может по-прежнему нести слабое сообщение вместе со статическим шумом, в то время как приемник с кодированным шумоподавлением может не воспринимать тоны и полностью игнорировать сообщение.
Смотрите также
Примечания
- ^ Майк Моррис WA6ILQ (29 января 2013 г.), Исторический и технический обзор систем шумоподавления, получено 2013-03-06
- ^ Стандарт EIA RS-220-A, системы шумоподавления с непрерывным тональным управлением (CTCSS). Март 1979 г.
- ^ Land Mobile FM или PM - Оборудование связи - Стандарты измерений и рабочих характеристик, TIA-603-E (Технический отчет). Ассоциация телекоммуникационной индустрии (TIA). 2 марта 2016 г. с. 10.
- ^ Список нестандартных кодов CTCSS
- ^ «Совместимость CTCSS в радиостанциях FRS». Архивировано из оригинал на 2001-09-24.
- ^ «Информационный бюллетень: Система шумоподавления с непрерывным регулированием тона» (PDF). Получено 2019-07-08.
- ^ Объяснение обратного взрыва и шумоподавления В архиве 2008-01-19 на Wayback Machine - Кевин К. Кастер W3KKC
- ^ Марк Дж. Уилсон (редактор), Руководство по эксплуатации АРРЛ для радиолюбителей , Американская радиорелейная лига, 2007, ISBN 0872591093 стр. 2-12 - 2-13
- ^ Х. Уорд Сильвер, Двусторонние радиостанции и сканеры для чайников, John Wiley & Sons, 2011 г., ISBN 1118054601, стр.62-64
- ^ Роберт Х. Эйснер (23 июля 1999 г.), Совместимость CTCSS в радиостанциях FRS, получено 2014-08-06