Rádio Terrestre Troncalizado

O Rádio Troncalizado Terrestre (ou TETRA ) é um sistema de rádio móvel digital bidirecional profissional (comowalkie-talkiesavançados), especialmente projetado para serviços oficiais como serviços de resgate, forças policiais, ambulâncias e bombeiros, serviços de transporte público e militar.

O European Telecommunications Standards Institute desenvolveu esta norma para harmonizar os meios de telecomunicações na Europa, de acordo com ETSI EN 300 392-1 e EN 300 392-2. A norma permitiu homogeneizar as diversas especificações associadas ao recurso rádio nas bandas do espectro radioelétrico definidas.

Uma rede do tipo TETRA oferece um canal de rádio compartilhado que está permanentemente aberto e reservado para um grupo de usuários. Cada usuário pode apertar um botão em seu dispositivo para falar e todos os outros usuários ouvirão sua voz. Isso permite que a comunicação imediata seja estabelecida entre um usuário no campo e um despachante ou um grupo de usuários. Chamadas em grupo são essenciais quando as instruções de um oficial ou despachante devem ser ouvidas imediatamente por um grupo de usuários.

Descrição

O equipamento de rádio portátil TETRA pode funcionar como um telefone móvel, com conexão direta à rede telefônica ( PSTN ). O uso normal de um grupo de chamada é pressionar o botão PTT (Push to Talk) uma vez. O usuário será vinculado ao expedidor e a todos os outros usuários deste grupo. O terminal de rádio também pode funcionar como um walkie-talkie entre duas pessoas, mas sem a limitação de alcance, pois a chamada sempre circula pela rede. O botão de emergência no terminal de rádio permite ao usuário transmitir sinais de emergência prioritários ao despachante, interrompendo, se necessário, qualquer outra atividade de rádio em andamento.

TETRA usa TDMA com quatro canais de usuário multiplexados em uma portadora de rádio; as portadoras são espaçadas em 25 kHz. Point-to-Point comunicações pode ser usado e ponto-a-multiponto entrega. A transmissão digital de dados também está incluída no padrão, mas em baixa velocidade.

As estações móveis TETRA ( MS ) podem se comunicar em modo direto ou usar a infraestrutura de rede (infraestrutura de comutação e gerenciamento ou SwMI) composta por estações base TETRA (TBS). Isso permite comunicações diretas em situações em que a cobertura de rádio da rede foi perdida. Este modo direto (DMO) também inclui a possibilidade de usar um terminal TETRA (ou uma cadeia de terminais) como um relé para um sinal. Esse recurso é denominado DMO Gateway (DMO para TMO) ou DMO Repetidor (DMO para DMO). Em operações de resgate, este dispositivo pode ter habilitado comunicações diretas no subsolo ou em áreas com cobertura de rádio ruim.

Além dos serviços de gerenciamento de voz e serviço, o sistema TETRA pode transportar vários tipos de comunicação de dados. Mensagens de status e serviços de dados curtos (SDS) são fornecidos pelo canal de controle do sistema principal. A comunicação de dados por pacote ou comutada por circuito usa canais dedicados para esses tráfegos.

Todo o tráfego é criptografado usando o algoritmo de criptografia TEA. TETRA fornece criptografia de transmissão e criptografia ponta a ponta .

Surgiram versões adaptadas, as cifras TEA1 e TEA4 fornecem segurança básica e são destinadas ao uso comercial. A criptografia TEA2 é reservada para organizações europeias de segurança pública, enquanto TEA3 se aplica a situações em que TEA2 é apropriado, mas não está disponível.

Benefícios

As principais vantagens do TETRA sobre outras tecnologias (como GSM) são:

É utilizada uma frequência de rádio mais baixa, que permite uma grande cobertura geográfica com um pequeno número de transmissores, reduzindo assim o custo de infraestrutura.
Configuração rápida de chamada - uma chamada em grupo (um para todos) normalmente é feita em 0,5 segundos (normalmente menos de 250 milissegundos para uma única chamada), em comparação com vários segundos para uma chamada de rede GSM.
O facto de a sua infra-estrutura poder ser separada da rede móvel pública, e ser tornada mais diversa e resiliente pelo facto de as estações rádio base poderem estar a uma certa distância da área de cobertura.
Ao contrário da maioria das tecnologias celulares, as redes TETRA normalmente fornecem vários modos de backup, como a capacidade de uma estação base fazer chamadas locais na ausência do resto da rede e "modo direto". Onde os celulares podem continuar a compartilhar canais diretamente se a infraestrutura de rede TETRA estiver fora do ar ou fora do alcance.
Um modo de " gateway " - onde um único móvel com uma conexão à rede pode atuar como um relé para outros móveis vizinhos que estão fora do alcance da infraestrutura.
A infraestrutura TETRA também fornece uma função ponto a ponto que os sistemas tradicionais de rádio analógico em serviços de emergência não podem.

Isso permite que os usuários tenham um link de rádio um-para-um entre celulares sem ter que passar por uma operadora ou despachante.

Ao contrário das tecnologias celulares, que conectam um assinante a outro (um para um), o TETRA foi desenvolvido para suportar comunicações um para um, um para muitos e muitos para muitos. Esses modos operacionais são ideais para usuários profissionais e de segurança pública.
Com o TETRA, as comunicações, tanto de voz quanto de dados, não circulam às claras. Eles são sempre criptografados, tanto no nível de emissão quanto de ponta a ponta.
Também existem possibilidades de chamada de emergência direta, ignorando as prioridades de outros celulares para ter roteamento direto. Na indústria, esse sistema também pode ser acoplado a um sistema de localização e homem morto (usado em usinas nucleares francesas, por exemplo).
Ao nível da segurança, existe a possibilidade, graças ao registo de telemóveis no arranque, autorizar apenas uma lista predefinida de telemóveis para registo na rede.

Desvantagens

Suas principais desvantagens são:

TETRA só pode suportar um número muito menor de terminais móveis do que uma rede GSM e tecnologias semelhantes permitem em um determinado setor (isso não é um problema nas aplicações para as quais é normalmente usado, mas limita principalmente o uso de TETRA nessas aplicações) .
os aparelhos são caros (cerca de 750 euros em 2003, cerca de 600 euros em 2006), devido às reduzidas economias de escala, diferentes modelos adaptados às diversas necessidades, em comparação com o mercado dos telefones móveis do público em geral. A necessidade de um terminal seguro e robusto também aumenta seu preço.
a transferência de dados é lenta a 7,2 kbit / s por intervalo de tempo (o fluxo de dados utilizável é de apenas 3,5 kbit / s), embora até 4 intervalos de tempo possam ser combinados para atingir taxas mais altas, devido à adaptação necessária ao canal de 25 kHz largura.
Devido à natureza pulsada (burst) do TDMA usado pelo protocolo, os aparelhos podem interferir em dispositivos eletrônicos sensíveis, como marca-passos e desfibriladores cardíacos, bem como outros equipamentos de transmissão de rádio quando usados em casa. Proximidade imediata (especialmente menos de um metro de distância.)

Redes em operação

No Canadá , a cidade de Quebec usa uma rede TETRA chamada Serviço de Radiocomunicação Avançada para a Aglomeração de Quebec (SÉRAQ)
Na França , a cidade de Paris usa uma rede TETRA operada pela Tétracité , uma subsidiária da RATP . A autoridade de transporte de Toulouse, Tisséo, também opera uma rede TETRA. Há também a rede TetraBM cobrindo toda a área metropolitana de Bordeaux .
Na Grã - Bretanha, o serviço público TETRA é conhecido como Airwave .
Na Bélgica , sob o nome de ASTRID .
Na Holanda , o sistema TETRA é denominado C2000 .
Na Suécia, o sistema RAKEL usa TETRA.
Na Finlândia, a rede VIRVE ( VIRanomaisVErkko , que pode ser traduzido como “rede oficial”) usa TETRA.

RAKEL , VIRVE (Viranomaisverkko) , C2000 , Airwave e ASTRID são atualmente as únicas redes TETRA que cobrem um país inteiro.

Frequências de rádio

Na Europa, a tecnologia TETRA usa as seguintes frequências:

Sistemas de emergência

Número	Torque de frequência (MHz)
	Banda 1	Banda 2
1	380-383	390-393
2	383-385	393-395

Sistemas Públicos

Número	Torque de frequência (MHz)
	Banda 1	Banda 2
1	410-420	420-430
2	870-876	915-921
3	460-470
4	385-390	395-399,9

Aspectos de rádio e modulação

TETRA usa modulação digital conhecida como π / 4 DQPSK, que é uma forma de codificação de fase bloqueada. A tecnologia TETRA usa TDMA (veja acima). A taxa de símbolos é de 18.000 símbolos por segundo e cada símbolo é codificado em 2 bits. Um intervalo de tempo consiste em 255 símbolos, um único quadro consiste em 4 TS (intervalo de tempo) e um multiquadro (cuja duração é de aproximadamente 1 segundo) consiste em 18 quadros. Graças a uma forma de bloqueio de fase, a potência do link descendente é constante. O down-link (ou seja, o sinal da estação base para o terminal móvel) é uma transmissão contínua que inclui as comunicações específicas com os terminais móveis, dados de sincronização e outros fluxos. Emissão (sinalização).

Embora o sistema empregue 18 quadros por segundo, apenas 17 são empregados para os canais de tráfego. A 18 ° quadro é reservado para a sinalização ou a sincronização de equipamentos diferentes.

A tecnologia TETRA não usa modulação de amplitude. No entanto, o TETRA transmite 17,65 quadros por segundo (18.000 símbolos / seg / 255 símbolos / intervalo de tempo / 4 intervalos de tempo / quadro), que é a causa da “modulação de amplitude” percebida em 17 Hz.

Selecione novamente a célula nas imagens

O diagrama mostra duas células que se sobrepõem. Ele também mostra os limites de seleção (SRT) lento e rápido (FRT) em relação ao nível de campo elétrico decrescente da portadora de rádio.

Os limites são localizados de forma que os procedimentos de nova seleção de células ocorram no prazo e garantam a continuidade da comunicação.
O procedimento de seleção de célula inicial garante que o equipamento móvel MS escolha uma célula com a qual possa decodificar os dados do downlink (downlink) e um canal de controle principal (MCCH) com o qual tenha alta probabilidade de boa comunicação no uplink.

Seleção da célula inicial

A escolha inicial da célula é feita por procedimentos localizados no MLE e na camada MAC . Quando for feita a escolha da célula e feito o cadastro da estação móvel, o equipamento ( MS ) será acoplado à célula.

O rover pode escolher inicialmente qualquer célula adequada que tenha um valor positivo de C1, ou seja, em que o nível recebido da portadora de rádio é maior que o nível mínimo de recepção definido pelos parâmetros de acesso. O acesso à rede será condicionado pela escolha bem sucedida de uma célula

Quando ligada, a unidade móvel faz uma escolha inicial de células de uma das estações base, que envia os parâmetros de troca iniciais após a ativação.

O dispositivo móvel inicia a nova seleção ( transferência ) de células nos seguintes casos:

A célula do garçom torna-se readquirível, ou seja, a qualidade do link de rádio é tal que o equipamento de rádio deve buscar outra célula de rádio.
A célula do servidor torna-se improvável, ou seja, a qualidade da conexão é enfraquecida e uma melhor qualidade é oferecida por uma célula vizinha. Se houver uma chamada em andamento, a nova seleção é adiada.
Uma célula vizinha torna-se utilizável, ou seja, tem qualidade de conexão suficiente e oferece melhor serviço de rádio.

Célula Improvável

A célula do garçom torna-se improvável (improvável) quando: O C1 da célula do garçom está abaixo do valor definido nos parâmetros de rádio para resseleção de células: o limite de resseleção lento SRT "Limite de nova seleção lento", por um período mínimo de 5 segundos, e quando o C1 ou C2 de uma célula vizinha excede o valor de C1 da célula servidor pelo valor de histerese definido nos parâmetros de rádio de resseleção da célula: SRH "Slow Reselect Hysteresis" (resseleção lenta) por um período mínimo de 5 segundos.

Nenhuma nova seleção de uma célula deve ter ocorrido nos 15 segundos anteriores, a menos que o MS tenha solicitado a nova seleção de células.

Célula utilizável

Uma célula vizinha torna-se utilizável em nível de rádio quando:

A célula tem um link de rádio de qualidade de downlink suficiente.
As seguintes condições são atendidas a fim de declarar uma célula de rádio vizinha utilizável
A célula vizinha tem parâmetros de perda de caminho C1 ou C2 que são maiores do que o seguinte:
- (FAST_RESELECT_THRESHOLD + FAST_RESELECT_HYSTERISIS) por um período mínimo de 5 segundos e o nível de serviço fornecido pela célula vizinha tem uma prioridade mais alta do que a célula do servidor atual.
Nenhuma nova seleção bem-sucedida ocorreu nos 15 segundos anteriores, a menos que o MM tenha solicitado a nova seleção de células.

O equipamento de rádio MS-MLE examina os critérios de abandono potencial da célula servidor sempre que uma célula vizinha é detectada ou monitorada.

Célula utilizável significa: {C1> (Limite Rápido + Histerese Rápida)}

Célula re-adquirível (abandonável)

A cela da garçonete se torna abandonável quando:

o C1 da célula do servidor está abaixo do valor definido nos parâmetros de rádio para resseleção de células em uma rede: o limiar de resseleção rápida "FRT" (Fast Reselection Treshold), por um período de 5 segundos, e
o C1 ou o C2 de uma célula vizinha excede o C1 da célula servidor pelo valor definido nos parâmetros de rádio para resseleção de células: "FRH" (Histerese de Resseleção Rápida) a histerese de resseleção rápida, por um período de 5 segundos.
Nenhuma resseleção bem-sucedida deveria ter ocorrido na célula nos 15 segundos anteriores, a menos que o MM (Gerenciamento de Mobilidade), o gerenciador de mobilidade, tenha solicitado uma nova seleção de células.
O equipamento de rádio móvel ( MS -MLE) deve examinar os critérios de abandono da célula do servidor sempre que uma célula vizinha for detectada ou monitorada.

Falha de downlink de rádio

Um downlink é encerrado quando a taxa de erro de mensagem (MER) aumenta acima do valor limite DLTO.
A figura acima descreve os diferentes níveis de limite definidos pelos critérios de nova seleção de células.
Quando o limite de FRT é excedido, a MS (estação móvel) encontra-se em uma situação em que é necessário abandonar a célula servidora por uma célula com a qual as comunicações são melhores. Ou seja, a estação móvel percebe que a portadora de rádio está se deteriorando rapidamente e deve selecionar outra célula rapidamente, antes que as comunicações sejam interrompidas devido à perda do link de rádio. Quando o sinal de rádio da estação móvel cai abaixo do limite mínimo de RXLEV, o rádio não é mais capaz de manter as comunicações aceitáveis para o usuário e o link de rádio eventualmente cairá.

Atraso do caminho excedido

Parâmetro Infra-Tetra a verificar
Esta tabela serve apenas como um guia.

Tipo de capa	Contexto	Distância em km	Tipo de comunicação
Cidade	<4	<8	Pedestre / Metro
Subúrbios	10 a 18	20 a 36	Ônibus / trem
Campo	18 a 31	36 a 62	Trem inter-regional
No ar	> 32	> 64	em vôo

Interface homem-máquina TETRA

A interface do usuário TETRA (homem-máquina) deve estar em conformidade com JSR-118 , Perfil de dispositivo de informação móvel, JSR-37 , API de mensagens sem fio, JSR120 , Configuração de dispositivo limitado conectado JSR-139 e tecnologia Java para a indústria sem fio JTWI 185 .

Um kit de ferramentas para o uso de TETRA em aplicações de transporte público foi definido. serve para:

Autorizar qualquer agente no desempenho de suas funções a operar qualquer terminal de rádio carregado e disponível sem restrições materiais.
Disponibilizar aplicações específicas para agentes utilizadores de transportes públicos, nomeadamente: postos de atendimento), alertas de fraude, alertas de agressão, etc.

O menu principal apresentado ao usuário oferece pelo menos três possibilidades:

Pontos de atendimento,
Status SDS,
Configurações do Usuário.

A ficha de serviço permite personalizar qualquer terminal de rádio carregado, e em bom estado de funcionamento, para o adaptar ao seu utilizador na rede TETRA, durante a sua missão ou enquanto o tiver em seu poder.

Exemplo de TETRA Java MIDlet

Manifest-versão 1.0	MIDlet operacional TETRA
Software de operação de transporte
MIDLet-Vendor	Nome do vendedor
Perfil de MicroEdição	MIDP -2,0
Categoria Midlet	Jogo
Nome MIDlet	TETRA
MIDlet-1	Ihm, MIDlet
MicroEdition-Configuration	CLDC -1.1
Versão polonesa	27/03/2008
Permissões MIDlet	javax.microedition.io.PushRegistry
Versão MIDlet	1.3.4