TETRA
En los años 80 había multitud de redes con diferentes tecnologías y fabricantes, después entre los gobiernos y los usuarios profesionales surgió la necesidad de coordinar eventos donde pudieran intervenir múltiples flotas y En la CEE apostó por compartir los recursos radio mediante sistemas digitales troncalizados avanzados y en nuevas bandas de frecuencias. A principios de los 90 se implantaron redes trunking propietarias (iDEN, Rubis/Acropol, Tetrapol, EDACS, etc.), paralelamente a esto, ETSI comenzó a desarrollar su estándar abierto PMR digital.
El acrónimo TETRA proviene de TErrestrial Trunked RAdio y partió del estándar abierto PMR normalizado por ETSI con la siguiente cronología:
- 1990: Comienzo de la normalización TETRA
- 1991: Convenio para usar TDMA y 4 slots en 25 kHz
- 1995: Se completa la primera fase de los estándares
- 1996: Se armoniza el espectro en Europa
- Nov 1997: Se completa la segunda fase de los estándares
- 1997: Puesta en marcha de las primeras redes TETRA
- 2000: Se comienzan los trabajos de TETRA release2
La aplicación de este estándar está orientada a soluciones altamente especializadas en el ámbito profesional, donde las características anteriores (fiabilidad, costes, etc.) son un requerimiento importante, se observa en sectores críticos como lo son servicios de emergencias (policía, bomberos, ambulancias, etcétera) y para transmisión de otros datos.
Las características técnicas de sistema de comunicaciones TETRA son las siguientes:
- Rango de frecuencias de 150 a 900 MH
- Transmisión FDDh
- Separación bandas UL-DL
- Portadoras FDMA
- Separación entre portadora: 25 kHz
- Canales TDMA
- 4 canales por portadora
- Duración de trama: 56.67 ms
- Velocidad de canal de 7,2 kbps
- Agregación de canales
- Modulación π/4-DQPSK
- VocoderACELP de 4.56 kbpsnetos
- 7.2 kbps
- Acceso al canal por ALOHA ranurado
- Rechazo de canal adyacente > 60 dBc
- Potencia de estaciones base: de 0.6 a 40 W
- Potencia de equipos móviles: 1, 3 y 10 W
Características técnicas del espectro:
- Espectro en España según el CNAF 2017 (Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias)
- UN -28 Usos militares en la banda 235 a 399,9 MHz
- UN -31 Banda 406,1 a 470 MHz
- UN -40 Bandas 862 a 942 MHz
En la siguiente imagen se puede ver claramente cuál es la diferencia entre FDMA y TDMA, aunque realmente es una composición mixta ya que como se ha expresado cada 25 KHz encontraremos una portadora que porta 4 timeslot.
Existen dos bandas: una de subida y otra de bajada y se pueden ver mejor en la siguiente imagen.
En Europa, la tecnología TETRA utiliza las siguientes frecuencias:
Características técnicas del TDMA:
- Time División Multiple Access
- Velocidades de datos variable
- Banda demasiado estrecha para compatibilidad hacia atrás
- Cuatro canales por portadora en 25 kHzen TETRA
- Canal de 7,2 kbps, en un tiempo de 14,167 ms
- Tasa bruta por portadora: 36 kbps. Tasa neta: 28,8 kbps
Por otro lado en la imagen siguiente podemos ver las características técnicas de la estructura de tramas.
- Si un emplazamiento tiene un portadora
- Un canal para tráfico de control (el primero)
- Tres canales para tráfico de usuario (datos o voz)
- Si un emplazamiento es multi-portadora, sólo un canal de control por emplazamiento
La estructura uplink está retardada dos slots de tiempo respecto a la referencia downlink
- Se le da tiempo al terminal para que pueda conmutar de estado RX a TX (o viceversa) funcionando en semidúplex
- Canal de subida (uplink)
- Ráfaga normal
- 22 bits de entrenamiento
- 2 x 216 bits de datos
- 2 x 4 bits de cola
- 34 bits de linealización
- 14 bits de guarda
- Ráfaga de control half slot
- 30 bits de entrenamiento
- 2 x 84 bits de datos
- 15 bits de guarda
- Ráfaga de linealización half slot
- 240 bits de linealización
- Canal de bajada (downlink) en modo V+D
- Ráfaga normal
- 12+22+10 bits de entrenamiento
- 2+2 bits ajuste de fase
- 2 x 216 bits de datos
- 30 ACCH (broadcast)
- Ráfaga de sincronismo
- 2+2 bits ajuste de fase
- 80 bits de correción de frecuencia
- 120 bits de sincronización
- 38 bits de entrenamiento de sincronismo (broadcast)
- 216 linealización(o datos)
Las características técnicas de los canales físicos son:
- Conjunto formado por un par de frecuencias (uplinky downlink) y un timeslot. El sistema dispone de 4 de ellos por cada par de frecuencias
- Tipos de canales físicos:
- Canales de control
- Llevan información de control
- El canal de control principal (MCCH) siempre suele ir en el timeslot 1 de la portadora principal
- Canales de tráfico
- Transportan información de tráfico (ocasionalmente algo de control utilizando ‘stealing’)
- Canales no asignados
Las características técnicas de los canales lógicos de control son:
- Transportan señalización y paquetes de datos:
- Información de la red (BNCH).
- Información de sincronismo y aleatorización (BSCH).
- Información específica para un terminal o grupo de ellos (SCH/F, SCH/HU, SCH/HD).
- Información downlinksobre derechos de uso de los timeslots(AACH).
- Señalización de control sobre canal físico de tráfico (STCH).
- Canales para uso durante la linealizaciónde los transmisores (CLCH, BLCH).
Las características técnicas de los canales lógicos de datos son:
- Transportan voz o datos en modo de conmutación de circuitos:
- Información de Voz (TCH/S)
- Datos en modo circuitos (TCH/2.4, TCH/4.8, TCH/7.2)
Las características técnicas de agregación de canales son:
- La tasa de transmisión de datos puede incrementarse asignando múltiples canales consecutivos
- La operación con 2 slots simétrico –Requiere “fast switching”
- Terminales dúplex en frecuencia
Las características técnicas de acceso son:
- Sincronización
- Acceso al canal (búsqueda o en memoria)
- El MS busca la portadora de la celda
- Obtiene información de sincronismo de trama (BSCH) y de la frecuencia de la portadora y del canal de control secundario (BNCH)
- Localiza el MCCH
- Se escucha la BS en canales de control
- Acceso al canal radio por ALOHA ranurado
- Según la información recibida, el terminal decide cuando transmitir
- La BS le da al terminal
- Cuando comienza a transmitir
- Canales reservados
- Patrón de monitorización para escuchar la señalización
- Tiempo de establecimiento de llamada < 300 ms
- Acceso aleatorio
- Estación base
- Control de las colisiones para el acceso
- Gestión de recursos por prioridades
- Proporciona GoSa los terminales
- Evita inestabilidad del protocolo
- Acceso reservado
- Mecanismo de robo (Stealing)
- Se roba parte del canal para señalización sin cambiar el modo de operación
- Se usa stealing para señalización o envío de SDS o estado breves, simultáneamente con la llamada en curso
- Se puede robar un máximo de dos subslots consecutivos
Las características técnicas del establecimiento de llamada las veremos a través de la siguiente imagen
Por último, también veremos a través de una imagen las características técnicas del tratamiento de la voz
