Công nghệ TDMA
Nâng cao năng lực và chức năng cho máy bộ đàm kỹ thuật số chuyên nghiệp
Tóm tắt nội dung
Máy bộ đàm chuyên nghiệp, được cấp phép đang trên đà tạo ra bước tiến lớn nhất kể từ khi phát minh ra bóng bán dẫn - bước chuyển từ tương tự sang kỹ thuật số. Radio kỹ thuật số mang lại nhiều lợi thế hơn so với analog, bao gồm cải thiện chất lượng thoại ở phạm vi lớn hơn, quyền riêng tư tốt hơn, các tính năng điều khiển cuộc gọi tinh vi, khả năng dễ dàng tích hợp với hệ thống dữ liệu, v.v. Hiện tại, chúng ta đang ở giai đoạn đầu của quá trình sẽ nhanh chóng trở thành sự chuyển đổi quy mô lớn sang đài kỹ thuật số trong các ứng dụng chuyên nghiệp. Đồng thời, áp lực pháp lý kết hợp với nhu cầu hoạt động trong thế giới thực đang thúc đẩy các nhà sản xuất và người dùng vô tuyến truyền đạt nhiều thông tin hơn trong một phần phổ RF nhất định - nói cách khác, để tăng “hiệu quả phổ”. Các kênh trước đây thực hiện một cuộc gọi tại một thời điểm hiện đang được chia để chúng có thể thực hiện hai cuộc gọi.
Hai công nghệ tồn tại để cho phép "tách" các kênh này, cho phép nhiều quyền truy cập trên một kênh duy nhất. Đa truy nhập theo phân khu tần số (FDMA) chia tần số kênh thành hai kênh phụ nhỏ hơn có thể thực hiện các cuộc gọi riêng biệt song song với nhau. Đa truy nhập phân chia theo thời gian (TDMA) bảo toàn độ rộng kênh đầy đủ, nhưng chia nó thành các khe thời gian xen kẽ để mỗi người có thể thực hiện một cuộc gọi riêng lẻ. Cả hai công nghệ đều đã được sử dụng ở Bắc Mỹ để thực hiện
FCC bắt buộc phân chia các kênh 25 kHz thành các kênh 12,5 kHz và cả hai đều đang được sử dụng trên toàn thế giới để đạt được mức tăng tương tự về hiệu quả quang phổ cho dù hiện tại có bắt buộc hay không. Trong những năm tới, các quy định mới gần như chắc chắn sẽ yêu cầu cải thiện dung lượng hiệu dụng của các kênh 12,5 kHz: chỉ còn là vấn đề thời gian trước khi khả năng mang hai đường dẫn thoại trong một kênh 12,5 kHz duy nhất - còn được gọi là hiệu suất tương đương 6,25 kHz - trở thành một yêu cầu. Nhưng vì công nghệ tồn tại ngày nay để thực hiện mục tiêu này, người dùng đài chuyên nghiệp không cần phải đợi các quy định để bắt kịp các lợi ích có sẵn ngay lập tức. Ngay cả khi không được ủy quyền, người dùng chuyên nghiệp có thể tăng gấp đôi dung lượng của các kênh được cấp phép hiện có của họ bằng cách áp dụng các công nghệ kỹ thuật số cho phép hiệu quả tương đương 6,25 kHz. Với những lợi ích tiềm năng bao gồm tăng dung lượng, giảm chi phí thiết bị, tích hợp dữ liệu, các tính năng bổ sung, v.v., bây giờ là thời điểm thuyết phục để người dùng vô tuyến tương tự chuyển sang các hệ thống kỹ thuật số cung cấp độ tương đương 6,25 kHz.
Sách trắng này xem xét hai công nghệ điều chế kỹ thuật số hàng đầu có khả năng đạt được hiệu suất phổ gấp đôi: 6,25 kHz FDMA và 12,5 kHz TDMA hai khe. Các doanh nghiệp muốn chuyển sang các hệ thống kỹ thuật số chuyên nghiệp hiệu quả nhất để đạt được công suất và hiệu suất cao hơn sẽ cần phải chọn cái này hay cái kia - FDMA và TDMA không tương thích với nhau.
Hệ thống dựa trên TDMA 12,5 kHz hai khe cắm, cung cấp độ tương đương 6,25 kHz, là lựa chọn phù hợp cho hầu hết các chuyên gia di động.
Các tiêu chuẩn vô tuyến chuyên nghiệp dựa trên công nghệ TDMA đã được sử dụng rộng rãi trên khắp thế giới và các yêu cầu trong tương lai về hiệu suất phổ thậm chí cao hơn cũng gần như chắc chắn dựa trên TDMA. Ngày nay và ngày mai, công nghệ TDMA cung cấp các lợi thế về tính linh hoạt của tính năng, chi phí thiết bị thấp hơn, tuổi thọ pin dài hơn, khả năng sẵn sàng trong tương lai và khả năng đã được chứng minh để tăng hiệu quả phổ mà không có nguy cơ gia tăng tắc nghẽn hoặc nhiễu kênh vô tuyến.
Ưu điểm của máy bộ đàm kỹ thuật số
Kể từ khi bộ thu phát không dây đầu tiên được lắp đặt trong xe cảnh sát Bayonne, New Jersey vào năm 1933, máy bộ đàm đã trở thành một công nghệ quan trọng đối với cảnh sát, lính cứu hỏa, nhân viên tìm kiếm và cứu hộ và những người khác trên tuyến đầu của an toàn công cộng. Và càng ngày, khi các mô hình mới đã giảm kích thước và chi phí của bộ đàm hai chiều, công nghệ này cũng được các chuyên gia kinh doanh áp dụng.
Các ngành bao gồm giao thông vận tải, giáo dục, xây dựng, sản xuất, năng lượng và tiện ích, an ninh tư nhân, chính phủ, khách sạn, bán lẻ và nhiều ngành khác đang phát hiện ra rằng máy bộ đàm có thể cải thiện hiệu quả, năng suất của công nhân và khả năng đáp ứng bằng cách cho phép các nhóm di động chia sẻ kinh doanh và khách hàng thông tin ngay lập tức.
Trong hầu hết lịch sử của nó, máy bộ đàm có nghĩa là giọng nói tương tự - đại diện của sóng âm thanh dưới dạng sóng radio được điều chế biên độ (AM) hoặc sóng radio được điều chế tần số (FM). Trên thực tế, đây là một trong những lĩnh vực truyền thông chuyên nghiệp cuối cùng được công nghệ kỹ thuật số chạm tới. Nhưng điều đó đang thay đổi rất nhanh vì những lý do rất chính đáng.
Điều chỉnh giọng nói thành tín hiệu kỹ thuật số, thay vì tín hiệu tương tự, cung cấp một số lợi thế. Đầu tiên và quan trọng nhất, công nghệ kỹ thuật số cung cấp khả năng loại bỏ tiếng ồn tốt hơn và duy trì chất lượng âm thanh trong phạm vi lớn hơn so với analog. đặc biệt là ở các cạnh xa nhất của phạm vi truyền dẫn, người dùng có thể nghe những gì đang được nói rõ ràng hơn nhiều - tăng phạm vi hiệu quả của giải pháp vô tuyến và giữ cho người dùng phản ứng với các tình huống thay đổi trong thực địa.
Tùy thuộc vào công nghệ được sử dụng, các hệ thống kỹ thuật số cũng có thể được thiết kế để:
• Sử dụng hiệu quả hơn phổ tần RF có sẵn, được cấp phép
• Kết hợp truy cập dữ liệu và thoại trong cùng một thiết bị, cung cấp nhiều thông tin hơn đồng thời trao quyền cho nhân viên hiện trường với các hệ thống di động, linh hoạt và dễ sử dụng hơn nhiều so với hai hệ thống khác nhau và không tương thích
• Cho phép tích hợp và khả năng tương tác với hệ thống dữ liệu back-end và hệ thống bên ngoài
• Kết hợp giọng nói tương tự và kỹ thuật số trong cùng một thiết bị, giúp dễ dàng chuyển đổi sang kỹ thuật số trong khi vẫn duy trì các khoản đầu tư vào công nghệ tương tự
• Cung cấp các giải pháp bảo mật mạnh mẽ, thiết thực, dễ sử dụng mà không làm giảm chất lượng thoại đáng kể mà việc xáo trộn tương tự có thể gây ra
• Kích hoạt khả năng điều khiển và báo hiệu cuộc gọi linh hoạt và đáng tin cậy
• Thích ứng linh hoạt với các nhu cầu kinh doanh đang thay đổi và các ứng dụng mới thông qua kiến trúc mô-đun
Những lợi thế rõ ràng của vô tuyến kỹ thuật số - cùng với áp lực quy định ngày càng tăng để sử dụng phổ tần RF hiệu quả hơn - sẽ thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi các giải pháp vô tuyến kỹ thuật số hai chiều chuyên nghiệp trong những năm tới. Nếu hôm nay bạn đang sử dụng đồng hồ analog, thì gần như chắc chắn ngày mai bạn sẽ chuyển sang kỹ thuật số. Bây giờ là lúc để nghiên cứu các công nghệ hiện có để khi bạn sẵn sàng di chuyển, bạn sẽ chọn các hệ thống mang lại lợi ích lớn nhất dài hạn.
Hiệu suất âm thanh kỹ thuật số nâng cao
Giọng nói kỹ thuật số vẫn giữ được chất lượng tốt hơn so với giọng nói tương tự khi cường độ tín hiệu giảm.
Thị trường và tiêu chuẩn vô tuyến kỹ thuật số
Mặc dù bối cảnh thị trường cho Máy bộ đàm có phần khác nhau trên toàn thế giới, nhưng thị trường có thể được chia thành ba loại lớn: (1) ứng dụng thương mại và công nghiệp nhẹ, (2) ứng dụng chuyên nghiệp, ứng dụng kinh doanh tới hạn và (3) công chúng quan trọng. ứng dụng an toàn. Với một số chồng chéo, có các tiêu chuẩn vô tuyến hai chiều kỹ thuật số có liên quan thường được áp dụng cho từng loại này.
Mặc dù chúng tôi sẽ không xem xét các yêu cầu quy định cụ thể đối với đài phát thanh ở các quốc gia và khu vực khác nhau, nhưng chúng ta hãy xem xét kỹ hơn cách các tiêu chuẩn quan trọng nhất, được quốc tế công nhận, ánh xạ nhu cầu của người dùng trong các danh mục thị trường chung. Sự hiểu biết về toàn cảnh thị trường sẽ cung cấp bối cảnh cho cuộc thảo luận của chúng tôi về nhu cầu của người dùng trong danh mục chuyên nghiệp / doanh nghiệp quan trọng.
Thương mại và Công nghiệp nhẹ.
Nhiều công nghệ kỹ thuật số có liên quan tồn tại cho thị trường này, bao gồm các công nghệ kỹ thuật số tại chỗ như phổ trải rộng nhảy tần (FHSS) được sử dụng ở các băng tần 900 MHz và 2 GHz chưa được cấp phép. Viện Tiêu chuẩn Viễn thông Châu Âu, hay ETSI, cũng đã xác định hai giao thức Tier-1 cho vô tuyến điện thoại di động kỹ thuật số (DMR) trong băng tần PMR 446 không được cấp phép; giao thức DMR Tier-1 sử dụng 12,5 kHz FDMA, trong khi giao thức dPMR sử dụng 6,25 kHz FDMA. Cả hai giao thức đều cung cấp cho các ứng dụng tiêu dùng và các ứng dụng thương mại công suất thấp, sử dụng công suất RF tối đa 0,5 watt. Với một số kênh hạn chế và không sử dụng bộ lặp, không sử dụng kết nối điện thoại và ăng-ten cố định / tích hợp, thiết bị DMR / dPMR Cấp 1 phù hợp nhất cho mục đích sử dụng cá nhân, giải trí, bán lẻ nhỏ và các cài đặt khác không yêu cầu vùng phủ sóng rộng và các tính năng tiên tiến.
An toàn công cộng quan trọng trong sứ mệnh.
Loại thị trường này được xác định bởi các nhu cầu truyền thông, bảo mật và khả năng tương tác quan trọng. ở các quốc gia được ETSI đề cập, một tiêu chuẩn kỹ thuật số có liên quan là Tiêu chuẩn vô tuyến đường trục mặt đất (TETRA), được sử dụng để hỗ trợ nhiều nhóm nói chuyện trên nhiều tần số, bao gồm một-một, một-nhiều và nhiều-nhiều cuộc gọi. TETRA là một tiêu chuẩn kỹ thuật số sử dụng TDMA bốn khe ở các kênh 25 kHz để tăng hiệu quả phổ và cho phép đa truy cập. Tại Hoa Kỳ, Hiệp hội Công nghiệp Viễn thông (TIA) đã thành lập Dự án 25 để xác định các khả năng tương tự cho thị trường quan trọng. Không giống như TETRA, Project 25 Phase I sử dụng các kênh 12,5 kHz và hiện đang sử dụng FDMA cho cả hệ thống trung kế và hệ thống kỹ thuật số thông thường. Giai đoạn II sẽ bổ sung các khả năng TDMA hai khe cho vô tuyến trung kế kỹ thuật số. Cả hai hệ thống tuân thủ TETRA và Dự án 25 đều dựa vào cơ sở hạ tầng tinh vi để đạt được độ tin cậy chịu được lỗi và chức năng gọi nâng cao cần thiết trong an toàn công cộng và các ứng dụng quan trọng khác.
Chuyên gia quan trọng trong kinh doanh.
Nằm giữa các danh mục thị trường thương mại / công nghiệp nhẹ và thị trường an toàn công cộng / sứ mệnh là một thị trường rộng lớn cho các tổ chức không tham gia vào công việc quan trọng của sứ mệnh và không có ngân sách hoặc nhu cầu về cơ sở hạ tầng có khả năng chịu lỗi, đắt tiền— nhưng ai có thể vẫn được hưởng lợi từ việc tăng dung lượng trong các kênh được cấp phép, các tính năng nâng cao, phạm vi phủ sóng trên diện rộng và các lợi ích khác thường đi kèm với các hệ thống quan trọng của sứ mệnh. Các doanh nghiệp trong danh mục này bao gồm vận tải, giáo dục, xây dựng, sản xuất, an ninh tư nhân, các đô thị nhỏ và nhiều ngành công nghiệp khác. Tiêu chuẩn ETSI DMR Tier-2 là tiêu chuẩn vô tuyến kỹ thuật số có liên quan được nhắm mục tiêu đến những người dùng này, cung cấp hiệu quả phổ, các tính năng thoại nâng cao và dịch vụ dữ liệu IP tích hợp trong các băng tần được cấp phép cho truyền thông công suất cao. ETSI DMR Tier-2 gọi TDMA twoslot ở các kênh 12,5 kHz. Công nghệ TDMA hai khe là trọng tâm chính của cuộc thảo luận của chúng tôi trong bài báo này Bộ đàm analog đã được sử dụng trong các ứng dụng quan trọng trong kinh doanh trong nhiều năm. Tuy nhiên, khi các nhà sản xuất giới thiệu bộ đàm kỹ thuật số công suất cao cho thị trường này, họ có một sự lựa chọn: họ có thể xây dựng hệ thống truyền thông của mình bằng công nghệ độc quyền như FDMA kỹ thuật số 6,25 kHz hoặc họ có thể tận dụng TDMA dựa trên tiêu chuẩn. Cả hai không tương thích hoặc tương tác với nhau.
Motorola tin rằng TDMA hai khe cắm phù hợp nhất cho hầu hết các ứng dụng vô tuyến kỹ thuật số hai chiều chuyên nghiệp, quan trọng đối với doanh nghiệp. Hơn nữa, ETSI đã chọn TDMA làm giao thức tiêu chuẩn cho các ứng dụng vô tuyến hai chiều chuyên nghiệp Tier-2 và nó đáp ứng các yêu cầu và mục tiêu về phát xạ kênh ETSI về hiệu quả phổ. Mặc dù FCC không bắt buộc các giao thức tiêu chuẩn, các thiết bị tuân theo tiêu chuẩn ETSI Tier-2, TDMA hai khe cắm sẽ đáp ứng các yêu cầu phát xạ kênh FCC hiện có đối với các kênh 12,5 kHz và vượt quá các yêu cầu tương lai về hiệu quả quang phổ ở Hoa Kỳ với các lợi thế kỹ thuật cho thị trường chuyên nghiệp và sự hậu thuẫn của các tổ chức tiêu chuẩn viễn thông có ảnh hưởng nhất trên thế giới, TDMA hai khe cắm là sự lựa chọn rõ ràng cho các tổ chức đang tìm cách triển khai các hệ thống vô tuyến hai chiều kỹ thuật số mới hoặc để nâng cấp vô tuyến tương tự hiện có của họ thành kỹ thuật số. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn TDMA hai khe và lý do tại sao nó là công nghệ đa truy cập tốt nhất cho phần lớn các ứng dụng chuyên nghiệp.
Đa truy cập và hiệu quả phổ
Mục tiêu chính của bất kỳ công nghệ RF đa truy cập nào là đạt được hiệu quả phổ lớn hơn, cho phép nhiều người dùng hơn chia sẻ một kênh nhất định trong phổ RF được cấp phép. Trong lịch sử, các sóng không khí được cấp phép được chia thành các kênh 25 kHz tương đối lớn. Có rất nhiều khoảng trống để các đài truyền hình sử dụng các kênh này tồn tại song song với nhau mà không gặp sự cố nhiễu đáng kể. Tuy nhiên, trong những năm qua, sóng không khí ngày càng trở nên đông đúc, tạo ra nhu cầu về các tiêu chuẩn và công nghệ mới cho phép nhiều người dùng radio hơn chia sẻ phổ tần có sẵn trong bất kỳ khu vực nhất định nào.
Nhu cầu về hiệu suất quang phổ lớn hơn đang được thúc đẩy một phần bởi các cơ quan quản lý. Ví dụ: ở Mỹ, FCC yêu cầu các nhà sản xuất chỉ cung cấp các thiết bị hoạt động trong các kênh VHF và UHF 12,5 kHz vào năm 2011. Đến năm 2013, tất cả người dùng VHF và UHF sẽ được yêu cầu hoạt động trong 12,5 kHz - điều đó có thể cho số người dùng chia sẻ sóng cao hơn gần gấp đôi so với giấy phép 25 kHz ngày nay.
Bước hợp lý tiếp theo là nâng cao hơn nữa dung lượng hiệu quả của các kênh 12,5 kHz. mặc dù không có nhiệm vụ hiện tại yêu cầu chuyển sang 6,25 kHz, các cuộc thảo luận đang tiếp tục tại FCC và các cơ quan khác và chỉ còn là vấn đề thời gian trước khả năng mang hai đường dẫn thoại trong một kênh 12,5 kHz duy nhất, còn được gọi là 6,25 kHz hiệu quả tương đương, trở thành một yêu cầu trong băng tần VHF và UHF. Trong khi đó, TDMA hai khe cung cấp một cách để chia kênh 12,5 kHz thành hai khe thời gian độc lập, đạt được hiệu suất tương đương 6,25 kHz ngày nay.
Với các thiết bị dựa trên TDMA hai khe cắm, không có lý do gì để chờ đợi ủy quyền của chính phủ để đạt được nhiều dung lượng hơn trên các kênh được cấp phép hiện có. Doanh nghiệp có thể chủ động để đạt được hiệu quả phổ lớn hơn trước các quy định không thể tránh khỏi - và đi trước đối thủ cạnh tranh. Và ngay cả khi không có yêu cầu quản lý, hiệu quả quang phổ lớn hơn mang lại nhiều lợi ích hoạt động. Chúng ta sẽ thảo luận về những lợi ích đó sau, nhưng trước tiên hãy khám phá cách hoạt động của TDMA hai thời điểm
TDMA: Cách thức hoạt động
TDMA là viết tắt của “Đa truy cập phân chia theo thời gian”. Giống như FDMA, hay “Đa truy cập phân chia theo tần số”, TDMA là công nghệ cho phép nhiều cuộc hội thoại chia sẻ cùng một kênh vô tuyến. Mặc dù mục tiêu giống nhau nhưng hai công nghệ hoạt động rất khác nhau.
FDMA 6,25 kHz
Trong FDMA, tần số kênh được chia thành các phần nhỏ hơn - ví dụ: tách băng tần 25 kHz thành hai “kênh con” hẹp hơn truyền song song để đạt được hiệu suất phổ tương đương 12,5 kHz. Kỹ thuật tương tự có thể được sử dụng để đạt được hiệu suất tương đương 6,25 kHz trong kênh 12,5 kHz - mặc dù kỹ thuật này sẽ hoạt động tốt như thế nào vẫn chưa được xác định trong việc triển khai thế giới thực trên quy mô lớn. Khi các phân khu của kênh được cấp phép ngày càng hẹp, khả năng xảy ra sự cố do tắc nghẽn và nhiễu trong hệ thống tương đương 6,25 kHz dựa trên FDMA, như được minh họa trong hình minh họa ngày càng tăng.
Khi bạn cố gắng ép hai tín hiệu 6,25 kHz vào một kênh 12,5 kHz, bạn vẫn phải đáp ứng mặt nạ phát thải quy định của kênh. Để làm như vậy, độ lệch tín hiệu (được biểu thị bằng chiều cao và chiều rộng của các dải trong hình minh họa) nhất thiết phải nhỏ hơn những gì có thể đạt được với một tín hiệu 12,5 kHz. Độ lệch nhỏ hơn này có nghĩa là độ nhạy giảm, do đó làm giảm phạm vi tín hiệu hiệu quả trong điều kiện thế giới thực. Đồng thời, có rất ít dung sai cho các lỗi do bộ tạo dao động lão hóa và tín hiệu 6,25 kHz chứa nhiều năng lượng hơn ở gần các cạnh của mặt nạ - khiến nó dễ bị nhiễu kênh lân cận và các vấn đề nhiễu gần / xa. Điều này dẫn đến giảm chất lượng dịch vụ trong điều kiện thực tế.
TDMA hai khe
Để so sánh, TDMA cung cấp một phương pháp đã được chứng minh để đạt được độ tương đương 6,25 kHz trong các kênh lặp 12,5 kHz - một lợi ích chính cho người dùng các băng tần được cấp phép ngày càng đông đúc. Thay vì chia kênh thành hai lát nhỏ hơn, TDMA sử dụng toàn bộ chiều rộng kênh, chia kênh thành hai khe thời gian xen kẽ. Do đó, TDMA về cơ bản tăng gấp đôi dung lượng bộ lặp trong khi vẫn bảo toàn các đặc tính hiệu suất RF nổi tiếng của tín hiệu 12,5 kHz.
Từ quan điểm của vật lý RF - nghĩa là công suất truyền thực tế và phát bức xạ - tín hiệu 12,5 kHz của TDMA hai khe chiếm kênh, lan truyền và hoạt động về cơ bản giống như tín hiệu tương tự 12,5 kHz ngày nay. với các lợi thế bổ sung của công nghệ kỹ thuật số, bộ đàm dựa trên TDMA có thể hoạt động trong một kênh lặp lại duy nhất để cung cấp công suất gần gấp đôi so với công suất tương tự trong khi cung cấp hiệu suất RF tương đương hoặc tốt hơn đài phát thanh tương tự ngày nay. Như chúng ta sẽ thấy, hai khe thời gian có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Hầu hết các tổ chức xem xét Máy bộ đàm dựa trên TDMA có thể sẽ Như chúng ta sẽ thấy, hai khe thời gian có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Hầu hết các tổ chức xem xét Máy bộ đàm dựa trên TDMA có lẽ sẽ quan tâm đến việc tăng gấp đôi dung lượng thoại trên mỗi kênh lặp được cấp phép. Bằng cách cho phép tương đương 6,25 kHz, TDMA hỗ trợ hai cuộc gọi bán song công đồng thời, độc lập trong một kênh lặp lại 12,5 kHz.
Nếu bạn đã quen với việc nghĩ về máy bộ đàm analog, thì công suất hai cho một này ở hai khe thời gian khác nhau có vẻ có vấn đề. Chẳng phải hai cuộc gọi bị ngắt quãng khi các khoảng thời gian xen kẽ nhau, khiến cả hai cuộc trò chuyện gần như không thể hiểu được sao?
Nhưng hãy nhớ rằng, đây là thế giới kỹ thuật số, nơi giọng nói được mã hóa thành từng bit. Mặc dù tín hiệu tương tự thể hiện thời lượng thực của lời nói, nhưng tín hiệu kỹ thuật số có thể mã hóa thời lượng đó theo cách cho phép nén đáng kể mà không làm giảm chất lượng giọng nói. Mỗi khe thời gian TDMA khá ngắn - theo thứ tự 30 mili giây. Mạch chuyển giọng nói thành các bit thực sự có thể đóng gói giọng nói số hóa trị giá 60 mili giây vào mỗi khe thời gian 30 mili giây. Đến lượt người nhận, giải nén các bit đó thành lời nói có giá trị thời gian 60 mili giây đầy đủ của nó.
Đó là lý do tại sao, với TDMA, hai cuộc hội thoại có thể diễn ra đồng thời và liền mạch thông qua một bộ lặp duy nhất. Sự luân phiên của các khe thời gian là điều chỉ xảy ra trong công nghệ, không phải trong trải nghiệm của người dùng. Trên thực tế, công nghệ kỹ thuật số cung cấp khả năng khử nhiễu nền tốt hơn so với tương tự trong khi vẫn duy trì tính toàn vẹn của tín hiệu ở các điểm xa nhất trong phạm vi của bộ phát - vì vậy cả hai cuộc hội thoại kỹ thuật số có thể rõ ràng hơn nhiều so với một cuộc hội thoại tương tự đơn lẻ trên cùng một kênh. Và bởi vì cả hai cuộc trò chuyện đều sử dụng toàn bộ băng thông của kênh, nên không có sự suy giảm về hiệu suất phạm vi và không có thêm nguy cơ nhiễu với các kênh lân cận.
Ưu điểm của TDMA hai khe cho các tổ chức chuyên nghiệp
Nếu bạn thuộc danh mục máy bộ đàm chuyên nghiệp và bạn đang tìm kiếm công suất hệ thống tăng lên ở các kênh 12,5 kHz cùng với hiệu suất cao hơn và các tính năng nâng cao được kích hoạt bởi các giải pháp radio kỹ thuật số, bạn cần quyết định chọn công nghệ nào: 6,25 kHz FDMA hoặc 12,5 kHz TDMA hai khe. 12,5 kHz FDMA vẫn là một công nghệ quan trọng trong các hệ thống vô tuyến tương tự và hiện là tiêu chuẩn cho vô tuyến kỹ thuật số quan trọng theo Dự án 25, Giai đoạn I. Tuy nhiên, FDMA 6,25 kHz chưa được chứng minh rõ ràng và không phù hợp hoàn toàn với cấu trúc kênh 12,5 kHz ngày nay . Các chuyên gia đang tìm kiếm một giải pháp kỹ thuật số nên xem xét mạnh mẽ TDMA hai khe cắm vì nhiều lợi thế mà nó cung cấp. Tăng hiệu quả quang phổ
Như chúng ta đã thảo luận, TDMA hai khe cung cấp một cách đã được chứng minh để cho phép hiệu quả tương đương 6,25 kHz trong các kênh lặp 12,5 kHz được cấp phép. Điều này tăng gấp đôi dung lượng truyền thông trên mỗi kênh, đồng thời đáp ứng các yêu cầu quy định trong tương lai để có hiệu suất tương đương 6,25 kHz. Và không giống như các phương pháp truyền 6,25 kHz được xây dựng trên công nghệ FDMA, TDMA hoàn toàn phù hợp với các cấu trúc kênh được cấp phép hiện có trong UHF và VHF - hiệu suất đã biết, không cần phải giải phóng lại hoặc giảm tải và không có nguy cơ gây nhiễu kênh vô tuyến mới. Việc lựa chọn công nghệ kỹ thuật số TDMA giúp bạn nhanh chóng và dễ dàng đạt được hiệu quả phổ tần và cải thiện thông tin liên lạc vô tuyến hai chiều của bạn.
Chi phí thiết bị thấp hơn
So với 6,25 kHz FDMA, TDMA hai khe cho phép bạn đạt được hiệu suất tương đương 6,25 kHz trong khi giảm thiểu đầu tư vào bộ lặp và thiết bị kết hợp. Đây là một lý do tại sao TDMA rất phù hợp với các ứng dụng chuyên nghiệp, nơi ngân sách dành cho radio kỹ thuật số hai chiều có thể bị hạn chế so với cấp quan trọng. FDMA yêu cầu một bộ lặp chuyên dụng cho mỗi kênh, cộng với thiết bị kết hợp đắt tiền để cho phép nhiều tần số chia sẻ một ăng-ten trạm gốc duy nhất. Có thể đặc biệt tốn kém để làm cho thiết bị kết hợp hoạt động với tín hiệu 6,25 kHz và thường bị giảm chất lượng và phạm vi tín hiệu khi sử dụng theo cách này. Ngược lại, TDMA hai khe đạt được sự tương đương hai kênh bằng cách sử dụng thiết bị đơn kênh. Không cần thêm bộ lặp hoặc thiết bị kết hợp.
Tính năng nâng cao và tính linh hoạt
Trong triển khai vô tuyến hai chiều FDMA truyền thống, mỗi lần truyền chiếm một kênh 12,5 kHz đầy đủ. Một kênh duy nhất có thể đáp ứng một cuộc gọi song công, đơn lẻ. Các triển khai độc quyền sử dụng FDMA để đạt được hai kênh tương đương 6,25 kHz cho phép hai cuộc hội thoại diễn ra trong một kênh 12,5 kHz - nhưng một lần nữa, cả hai cuộc hội thoại này đều là bán song công và không có sự linh hoạt để đặt thêm dung lượng cho bất kỳ mục đích sử dụng nào khác. Các hệ thống kỹ thuật số dựa trên TDMA có hai khe thời gian không bị ràng buộc bởi các hạn chế kỹ thuật này. Hai khe thời gian có thể được sử dụng để thực hiện hai cuộc hội thoại bán song công - như với hai kênh phụ trong hệ thống dựa trên FDMA - nhưng không cần thêm thiết bị và không có nguy cơ giảm hiệu suất. Tuy nhiên, không giống như FDMA, cũng có thể sử dụng khe thời gian TDMA thứ hai cho các mục đích khác.
Ví dụ, các thiết kế thiết bị cho thế hệ thứ nhất của vô tuyến hai chiều dựa trên TDMA bao gồm khả năng sử dụng khe thời gian thứ hai cho tín hiệu kênh ngược. Khả năng này có thể được sử dụng để điều khiển cuộc gọi ưu tiên, điều khiển từ xa đài phát, tính năng ưu tiên cuộc gọi khẩn cấp, v.v. Khe thời gian thứ hai cũng có thể được sử dụng để truyền dữ liệu ứng dụng như nhắn tin văn bản hoặc dữ liệu vị trí song song với hoạt động cuộc gọi - một khả năng hữu ích, ví dụ, trong các hệ thống điều phối cung cấp cả hướng dẫn điều phối bằng lời nói và hình ảnh
Các hệ thống dựa trên TDMA cũng mang lại sự linh hoạt để thích ứng khi các ứng dụng mới xuất hiện để tận dụng thêm hai khe thời gian - bảo toàn các khoản đầu tư ban đầu trong khi cung cấp một con đường mở cho các mô hình sử dụng trong tương lai cho đài hai chiều kỹ thuật số. Ví dụ: lộ trình tương lai cho các ứng dụng TDMA hai khe bao gồm khả năng kết hợp tạm thời các khe để tăng tốc độ dữ liệu hoặc sử dụng cả hai khe với nhau để cho phép các cuộc gọi riêng song công.
Các khả năng bổ sung cũng sẽ xuất hiện, do nhu cầu trong thế giới thực của người dùng máy bộ đàm trong thị trường chuyên nghiệp. Bằng cách chọn TDMA, các chuyên gia ngay lập tức có thể đạt được các lợi ích như dung lượng thoại 2: 1 và tín hiệu kênh ngược trong một kênh duy nhất, với tùy chọn thêm các khả năng khác khi có sẵn. Ngược lại, FDMA được tối ưu hóa cho một mục đích duy nhất - gọi halfduplex.
Tuổi thọ pin lâu hơn
Một trong những thách thức lớn nhất với các thiết bị di động luôn là thời lượng pin. Trước đây, chỉ có một số tùy chọn để tăng thời gian đàm thoại trong một lần sạc pin. Có một cách là tăng dung lượng pin. Các nhà sản xuất pin đã thực hiện một công việc đáng chú ý trong việc tối đa hóa dung lượng, nhưng chỉ có thể tăng thêm dung lượng bằng cách tăng kích thước của bộ pin - và do đó giảm tính di động.
Lựa chọn khác là giảm công suất phát, đây là chức năng tiêu tốn nhiều năng lượng nhất của máy bộ đàm. Nhưng điều này đồng nghĩa với việc giảm phạm vi truyền dẫn và tăng khả năng gây nhiễu từ các thiết bị khác - một sự đánh đổi không thể chấp nhận được trong các tình huống chuyên nghiệp. TDMA hai khe cung cấp một tùy chọn khác, rất hiệu quả. Vì mỗi cuộc gọi chỉ sử dụng một trong hai khe cắm nên nó chỉ yêu cầu một nửa công suất của máy phát. Máy phát không hoạt động trong nửa thời gian - tức là bất cứ khi nào đến "lượt" của khe thời gian không sử dụng.
Ví dụ: trong một chu kỳ nhiệm vụ điển hình là truyền 5 phần trăm, nhận 5 phần trăm và không hoạt động 90 phần trăm, thời gian truyền chiếm khoảng 80 phần trăm tổng lượng tiêu hao hiện tại trên pin của radio. Bằng cách cắt giảm một nửa thời gian truyền hiệu quả, TDMA hai khe cắm do đó có thể cho phép giảm tới 40% mức tiêu hao pin hiện tại hoặc cải thiện tới 40% thời gian thoại. Do đó, mức tiêu thụ pin tổng thể cho mỗi cuộc gọi được giảm đáng kể, cho phép thời gian sử dụng lâu hơn trong trường giữa các lần sạc. Các thiết bị kỹ thuật số hiện đại cũng bao gồm các công nghệ quản lý năng lượng và ngủ giúp tăng tuổi thọ pin hơn nữa.
Sự lựa chọn phù hợp cho người chuyên nghiệp
Radio kỹ thuật số hai chiều: TDMA Đối với người dùng chuyên nghiệp, radio kỹ thuật số hai chiều trong các băng tần được cấp phép là làn sóng của tương lai. Cho dù họ đang sử dụng đài phát thanh tương tự ngày nay hay đang tìm cách triển khai hệ thống Máy bộ đàm đầu tiên, các tổ chức kinh doanh thuộc mọi loại hình sẽ sớm lựa chọn các giải pháp Máy bộ đàm kỹ thuật số đầu tiên của họ. Những lợi thế và cơ hội đơn giản là quá lớn để bỏ qua - trong giao thông vận tải, giáo dục, xây dựng, sản xuất, năng lượng và tiện ích, an ninh tư nhân, các đô thị nhỏ và nhiều ngành công nghiệp khác.
Đối với hầu hết các doanh nghiệp trong những ngành nghề này, TDMA cung cấp phương pháp tốt nhất để đạt được hiệu suất tương đương 6,25 kHz trong các kênh 12,5 kHz được cấp phép:
• TDMA đang được tận dụng trong các sáng kiến tiêu chuẩn của Châu Âu và Hoa Kỳ nhằm mang lại hiệu quả phổ cao hơn cho thị trường vô tuyến di động mặt đất.
• Không giống như các phương pháp FDMA chuyển băng các kênh hiện có thành các kênh 6,25 kHz rời rạc, các hệ thống TDMA hai khe cắm được thiết kế phù hợp hoàn toàn phù hợp với cấu trúc kênh hiện có mà không cần thiết phải cắt lại hoặc giảm tải.
• TDMA ngày nay cải thiện dung lượng, đồng thời đưa ra con đường tuân thủ các yêu cầu về hiệu quả kênh hơn nữa có thể được yêu cầu trong tương lai.
• Bởi vì nó tăng dung lượng mà không cần thêm bộ lặp và cơ sở hạ tầng khác, TDMA có thể giảm chi phí tổng thể của việc triển khai vô tuyến hai chiều kỹ thuật số.
• TDMA cung cấp hiệu suất và tính linh hoạt để hỗ trợ các yêu cầu chức năng của các chuyên gia di động trong hầu hết mọi ngành
Máy bộ đàm kỹ thuật số chuyên nghiệp dựa trên TDMA thế hệ tiếp theo của Motorola
Motorola đã phát minh ra máy bộ đàm di động đầu tiên và có hơn 65 năm kinh nghiệm cung cấp các hệ thống liên lạc không dây cho chính phủ và ngành công nghiệp. Motorola đã nổi lên như một nhà lãnh đạo được công nhận trong công nghệ vô tuyến hai chiều kỹ thuật số, với các giải pháp đã được chứng minh ở các cấp độ quan trọng, chuyên nghiệp và không có giấy phép.
Giờ đây, Motorola đang cho phép các giải pháp sáng tạo dành cho cấp chuyên nghiệp được cấp phép. Hệ thống vô tuyến hai chiều kỹ thuật số chuyên nghiệp MOTOTRBO ™ là nền tảng truyền thông kỹ thuật số kết hợp tốt nhất của vô tuyến hai chiều với công nghệ kỹ thuật số dựa trên TDMA để tăng dung lượng và hiệu quả phổ, ứng dụng dữ liệu tích hợp và liên lạc bằng giọng nói nâng cao. MOTOTRBO được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu của các tổ chức chuyên nghiệp cần một giải pháp truyền thông quan trọng cho doanh nghiệp có thể tùy chỉnh bằng cách sử dụng phổ tần được cấp phép.
MOTOTRBO là một hệ thống riêng có thể được điều chỉnh để đáp ứng các nhu cầu về tính năng và phạm vi bảo hiểm duy nhất của các môi trường điều phối và định hướng theo nhóm. Và, MOTOTRBO cung cấp lợi tức đầu tư chỉ cần một khoản đầu tư trả trước nhỏ mà không có phí định kỳ và thường sẽ tự thanh toán trong vòng chưa đầy 18 tháng so với các giải pháp mạng di động hoặc công cộng. Để biết thêm thông tin về Hệ thống máy bộ đàm Kỹ thuật số Chuyên nghiệp MOTOTRBO, hãy truy cập www.motorola.com/mototrbo
>>> Bài viết được dịch từ tài liệu của hãng Motorola tại địa chỉ: https://www.motorolasolutions.com/content/dam/msi/docs/business/_documents/static_files/why_digital_white_paper_5_08.pdf
>>> Liên hệ để tư vấn dòng bộ đàm cũng như hệ thống phù hợp nhất với nhu cầu của bạn - 0911159881 (Zalo)