Az első a moduláció típusa: ez maga a modulációs séma, amivel konvertáljuk az analóg beszédet digitális jelekké (más néven digitalizáljuk a hangot). A legleterjedtebb modulációs módok, a GMSK(MSK), 16QAM, π/4 DPQSK és a C4FM ( 4 szintű FSK). Mindegyiknek van előnye és hátránya, amiről később lesz szó.
A második a kommunikáció típusa: ez nem más, mint maga a módszer a modulált jelek multiplikálásának és adásának. Mint az előző részben is említettem, FDMA(Frequency Domain Multiple Acces), TDMA (Time Division Multiple Access), CDMA (Code division Multiple Access) az elterjedtek. Ezekről az előző részben már írtam.
A harmadik a protokoll: maga az eljárás, ahogyan a jelet eljuttatjuk az adótól a vevő hangszórójáig. A protokoll talán az egyik legfontosabb tényező a digitális rádiók tervezésénél még akkor is, ha azonos modulációt és kommunikációs rendszert használunk. Egyik legfontosabb eleme például a tömörítési eljárás, hogy a hasznos információt nem tartalmazó adatokat lecsökkentsük, illetve a hibás bitek érzékelése és hibajavítása. Ez utóbbi nélkül a vevő hangszórójában a beszéd szaggatott lenne. Amíg egy analóg rádiónál csak a moduláció típusa számít, addig a digitálisnál a kommunikáció típusa és a protokoll is fontos az összeköttetéshez.
Nézzük át a modulációs módok előnyeit és hátrányait!
GMSK moduláció
A GMSK modulációs áramkör viszonylag egyszerű. Ezt a modulációs módot alkalmazták a mobiltelefonoknál, a TETRAPOL rendszernél 1980-1990 között. Mostanában már elavultnak minősül. A GMSK modulációt használja még ma is a D-STAR. A modulátor blokk diagramja az 1-es ábrán látható. Az MSK és GMSK modulációról bővebb információ itt található: https://en.wikipedia.org/wiki/Minimum-shift_keying
1. ábra
π/4 DQPSK moduláció
Ez egy magasabb szintű modulációs mód. Ennek az egyik legnagyobb előnye, hogy rendkívül alacsony a jeltorzulás, habár ez a moduláció lineáris RF fokozatokat igényel ( A osztályút akárcsak az SSB) és ráadásul meglehetősen bonyolult az áramkör. Ez egyben az adófokozat alacsonyabb hatásfokával jár együtt, ami kihatással van az akku élettartamára is. Emiatt ez a modulációs mód nem terjedt el széles körűen, kivéve néhány alkalmazást. Egyik ilyen az európai TETRA rendszer (Magyarországon EDR néven ismert) illetve a TDMA alapú mobil telefonok (USA). Ezen moduláció blokk diagramja a 2-es ábrán látható. Aki bővebben el szeretne mélyedni a DQPSK moduláció világában az itt talál egy részletes leírást: http://wsl.stanford.edu/~ee359/doppler2.pdf
2. ábra
C4FM (4 level FSK) moduláció
Összehasonlítva az előző két modulációval, a C4FM áramkör egyszerűbb és a bit hibaarány (BER) is kedvezőbb. Ezen előnyök miatt hamar kiszorította a GMSK modulációt a professzionális rádiók fejlesztésében. Az egyik legismertebb az APCO P-25, amit elsősorban kormányzati kommunikációra (rendőrség, katasztrófavédelem stb.) használják az USA-ban és néhány más országban. A C4FM modulációs módszer nagyon népszerű a professzionális rádiók között. Ezt használja a nálunk is ismert DMR rendszer. Ez a modulációs módszer egyre kedveltebbé kezd válni az amatőr rádiózásban is. A modulátor blokk diagramja a 3-as ábrán látható. Legegyszerűbben az alábbi kis ábrán érthető meg a technika. Míg a bináris jeleknek két stabil állapota van 0 és 1 addig a négyszintű jelnek négy stabil állapota van 00, 01, 11 és 10.
3. ábra
A különböző digitális kommunikációs rendszereknek képességei különbözőek, ami függ a moduláció típusától, a multiplikálás módszerétől és a protokolltól. Manapság a legmegbízhatóbb, hatékony hibajavítást használó, kiváló hanghűségű, a legjobb lefedettségű, és a leghosszabb akku élettartamot nyújtó rendszer a C4FM modulációt használó FDMA és TDMA (DMR). Ezért választották a YAESU mérnökei a C4FM modulációs módot és az FDMA kommunikációs technológiát, amikor kifejlesztették a SYSTEM FUSION digitális rendszert a rádióamatőröknek.
A SYSTEM FUSION lelke a DR-1X kétsávos analóg/digitális átjátszó, aminek fő alkotó elemei az FTM-400 mobil rádiók részegységei (adó és vevő) valamint az ehhez csatlakozó vezérlő áramkör.
A SYSTEM FUSION rendszer akár C4FM digitális, akár analóg módban használható és nem kompatibilis a D-STAR GMSK rendszerrel. A SYTEM FUSION automatikus üzemmód választóval van ellátva, ami érzékeli a vett jel üzemmódját:
- V/D egyidejű beszéd/adat kommunikációs mód: a digitális beszéd az egyik logikai csatornán, míg az adatfolyam a másik logikai csatornán zajlik kettéosztva a 12.5 kHz-es csatornát. Az adatfolyamban kapnak helyet a hibajavító kódok is.
- Voice FR mode (beszéd teljes sávszélességen): ebben az üzemmódban a teljes 12.5 kHz-es csatornát a beszédkommunikációra használjuk. Ezzel a megnövelt sávszélességgel kiváló minőségű beszédátvitel érhető el.
- Data FR mode (nagy sebességű adatátviteli mód): ez az üzemmód kihasználja a teljes 12.5 kHz-es csatornát adatátvitelre. A készülékek automatikusan átkapcsolnak erre a módra, ha például a kamerával készült képet akarjuk kisugározni.
- FM mód: ebben a módban tudunk kommunikálni azokkal az amatőrökkel, akiknek nincs digitális rádiója, vagy használhatjuk akkor, ha a kis térerősség miatt a digitális jel már szakadozik, analógban még zajosan, de hellyel-közzel még megérthető az ellenállomás.
Automatikus mód szelektálás
A DR-1X egyik egyedülálló tulajdonsága, hogy lecserélhető a meglévő átjátszó berendezés akár VHF akár UHF sávról van szó. A meglévő antennákat, duplex szűrőt megtartva csak az RF egységet kicserélve máris a legmodernebb digitális átjátszónk van. A zökkenőmentes átálláshoz az átjátszó akár analóg FM átjátszóként akár C4FM digitális átjátszóként üzemel. Ha a vett jel analóg, akkor analógban sugározza le, ha digitális, akkor digitálisban sugározza le a beszédet.
Új funkciók a C4FM digitális rendszerben
- Digital Group Monitoring Funkció: Ebben az esetben a készüléke ellenőrzi, hogy az egyedi azonosítóval ellátott készülék (ilyen a hívójel) tagja-e az adott beszédcsoportnak vagy nem, illetve azt, hogy milyen távolságra és irányban vannak a többiek. Ennek a használatával könnyedén küldhető üzenet vagy akár egy állókép a csoport többi tagjának.
- Snapshot funkció: Az MH-85A11U kamerával felszerelt mikrofon csatlakoztatása után, készíthetünk állóképet (fényképet) és elküldhetjük a C4FM rendszeren keresztül.
- Smart Navigation funkció: A valós idejű navigációs funkció lehetővé teszi a helymeghatározást minden helyzetben. Digitális V/D üzemmódban az információk, mint például a pozíció adatok a beszéddel együtt kisugárzásra kerülnek és így a készülék használója a kijelzőn láthatja valós időben a beszédpartner irányát és távolságát.
- Arra is van lehetőség, hogy egy adott pontra navigáljon a készülék. Például természetjáráskor rögzítjük a kiindulási pontot és később oda visszanavigálhatunk.
A DR-1X C4FM átjátszóval kapcsolatos részletes leírások, specifikációk magyar nyelven itt találhatóak: http://www.radioamatorwebshop.eu/yaesu_dr_1xe
A facebook-on is megalakult egy nyilvános magyar csoport Yaesu C4FM System Fusion Hungary névvel. Akit érdekel a digitális rádiózás, és szeretné megosztani tapasztalatait, csatlakozhat a csoporthoz.
Dévényi József
HA0LC
Okleveles Villamosmérnök
