Dijital Haberleşmede Yeni Standartlar – Üçüncü Bölüm

 P25 Sistemini anlatan bu son bölümde kapsama alanlarını ve performansı ile Amatör Telsizciliğe uygulaması

Dijital Haberleşmede Yeni Standartlar – Üçüncü Bölüm

P25 Sistemini anlatan bu son bölümde kapsama alanlarını ve performansı ile Amatör Telsizciliğe uygulanmasını inceleyeceğim. P25’in ABD’de ve TETRA’nın Türkiye’de kullanıldığını tekrar hatırlatmakta fayda var.

ANALOG ve SAYISAL P25 KAPSAMA ALANLARI

Bir sayısal radyo sinyali ile analog radyo sinyalinin RF kapsama alanı hakkında birçok görüş mevcuttur. Teoride P25 sayısal radyo sinyali, aynı yere yerleştirilmiş olan analog radyoya göre daha fazla alana yayılmaktadır. Ancak öyle durumlar vardır ki, analog sinyaldeki enterferans, sayısal sinyalde daha fazla olabilmektedir.

P25 ‘1. aşama’, C4FM modülasyonunu kullanır. C4FM sabit genlik modülasyonu olduğundan doğrusal olmayan güç yükselteçlerinin kullanımına olanak sağlamaktadır. Doğrusal olmayan güç yükselteçlerinin sayısal cihazlarda kullanılması ile şuandaki analog cihazların güç seviyelerine eşit RF güç seviyelerine ulaşılmaktadır. Sistemler az yada hiç kapsama kaybı olmadan uygulanabilmektedir. Analog bir verici aynı çıkış gücündeki bir P25 ‘1. aşama’ sayısal verici ile değiştirilebilmektedir.

Bazı TDMA sistemleri dar bir bant genişliğine sığabilmek için doğrusal güç yükselteçlerine gerek duyan modülasyonları kullanmaktadırlar ve bu sistemlerde verici çıkış gücü ciddi sorun olabilmektedir. Mesela GSM 8 ses kanalı için 200 kHz genişlikteki bir kanal kullanır ve sabit GMSK genlik modülasyonunu kullanır. TETRA bunun yanında 4 kanal için 25 kHz genişlikteki bir kanal kullanır ve TETRA modülasyonunda genlik ve faz kısımları olan DQPSK kullanır. Doğrusal bir yükselteç kullanarak, değişken genlik modülasyonu uygulamaları kıyaslamalı olarak daha düşük çıkış gücü üretir. Daha yüksek veri hızları da bit oranı ve bileşik bit zamanlamasından dolayı kapsama alanını daraltmaya yol açar. Bu ‘1. Aşama’ FDMA sistemlerine kıyasla TDMA sistemlerini uygulamak için çok daha fazla bir altyapı gerektirebilir. FDMA abone telsizlerin güç seviyelerinden ve herhangi bir destekleyici altyapı zorunluluğunun olmamasından dolayı, aynı zamanda çok güvenilir olan direkt mod operasyonunun gelişmesine yardımcı olur. Bu direkt mod veya geriden görüşme, herhangi bir altyapı gereksinimi olmadan cihazdan cihaza güvenilir görüşmeleri garantiler. Tekrar edersek, doğrusal olmayan güç yükselteçlerinin kullanılmasından dolayı, sayısal P25 cihazlarının taşınabilir radyo verici güçleri piyasada kullanılan analog FM cihazlarının güç seviyeleri ile kıyaslanabilir.

Piyasadaki analog FM ve sayısal P25 cihazların RF güç çıkış seviyeleri eşit olduğundan, sayısal kapsama alanı ile analog kapsama alanı eşit sanılabilir.  Sayısal P25 sinyali gönderirken çok daha fazla kapsama alanı kullanılabildiğinden bu doğru değildir.  Abone telsizlerde sinyal gürültü oranı analog sistemlerde kritik bir unsurdur. P25 sistemleri içlerindeki hata düzeltme devresi ile gürültüden kaynaklanan hataları düzeltmeye çalışmaktadır, öyle ki, analog sistemlerde net olarak duyulamayan kenar noktaların sayısal P25 ile net ve güçlü olarak duyulma şansı vardır.

Analog ve Sayısal Ses Kalitesi:

Sayısal radyo sinyali bir analog radyo sinyaline göre daha fazla alan kapsıyor görünse de, çok yönlü yansıma gibi diğer faktörleri de dikkate almak gerekir.RF taşıyıcının çok yönlü sansımaları, aynı merkezci iki veya daha fazla sinyalin alıcı antenine doğru farklı yol almalarından dolayı veya yansımaların ve dağılmaların yayılma ortamından dolayı zamanla gecikmeli olarak ulaşmasından dolayı oluşur. Kapsama alanları planlamasında sinyalin bu şekilde kötüleşmesi dikkate alınmalıdır.

Çok yönlü yansıma etkisi:

Çok yönlü RF yansıması, yüksek frekansların daha fazla etkilenmesinden dolayı frekansa bağlı bir problemdir. Alıcı hareket halinde iken, çok yönlü enterferans mobil FM dinleyicilerin bildiği kesilmelere benzer bir etki ile genlik modülasyonu etkisi yapar. En kötü durumda, alıcı boş bir sinyal yerinde durursa, sinyal oldukça düşer ve tek bir güçlü yansıma, verici sinyalini tamamen iptal edebilir. Analog sinyaller gürültülü olursa, sayısal sinyaller tamamen kayıp olabilmektedir. Güç arttırımı hem doğrudan hem de yansımalı sinyallerin enterferans boşluklarını koruyarak, orantılı olarak artmasından dolayı uygulanabilir bir önlem değildir.

P25 RADYO SİSTEMİ PERFORMANS TESTLERİ

P25 radyo sistemlerinin performansını test etmek, yapılan testlerin çoğunda analog sistemlerdeki testlere benzemektedir. Birçok durumda, radyo sistemi analog modda ayarlanabilir ve sayısal modun doğruluğu, uyum sağlamak için sonra test edilebilir.

Aşağıdakiler sayısal veya analog P25 radyo sistemlerine uygulanabilecek bazı radyo sistem testleridir:

Analog Alıcı Referans Hassasiyeti: FM sinyaller için algılanabilir en düşük RF sinyal seviyesi. Analog modda uygulanır. SINAD metre dB olarak oranı verir:

Sinyal + Gürültü + Bozulma / Gürültü + Bozulma

Sayısal Alıcı Hassasiyeti (BER):  C4FM sinyali demodüle edildiğinde anlaşılabilir ses seviyesi elde etmek için gereken RF sinyal seviyesini ölçmek içindir. Sayısal modda uygulanır. Hassasiyet BER (Bit Hata oranı) ile ölçülür. BER alınan hatalı bitlerin toplam aktarılan bitlere oranıdır.

Ses Seviyeleri ve Bozulma: Sayısal ve Analog modlarda uygulanır. Analog cihazlardaki ölçme prosedürü uygulanır. Sayısal modda ses seviye okuması vericide şifrelemeden önce ve ses seviye ve bozulma okumaları alıcıda deşifrelemeden sonra yapılır.

Alıcı Frekans Ölçümleri: FM ses frekans ölçümleri standart frekansmetre ile ölçülür. C4FM ses frekans ölçümleri doğru ölçülememektedir.

RF Güç Ölçümü (FM ve C4FM): Standar Peak Güç metre ile yapılır.

Analog FM Modülasyon Doğruluğu: Sapma, deviasyon metre ile ölçülür. Deviasyon metre orta taşıyıcı frekansın üst ve altındaki en üst taşıyıcı hareketini izler ve ortalama sapmayı gösterir. Doğru ölçüm yapabilmek için birçok IF bant genişliği filtresi gerekmektedir.

Sayısal Modülasyon Doğruluğu (Modülasyon Uygunluğu): Gerçek modülasyon ile ideal teorik modülasyonun arasındaki doğruluk derecesidir.

Ortak Hava Arabirimi (Common Air Interface) protokol Testi: CAI protokol testi 9600 baud veriyi her iki yönde ses ve veri bilgisinin şifreleme ve deşifreleme yeteneğini gerektirir. Şifreleme ve deşifreleme yeteneği ile radyonun programlanması, acil durum testleri, grup konuşması ve havadan röle ulaşım kodlarının doğruluğunun kontroluna izin verilir.

AMATÖR TELSİZCİLİK ve P25 (APCO-25)

Dar bantlı sayısal haberleşme (ses ve veri) standardı P25 veya APCO-25, ABD’de sivil güvenlik haberleşmesi için kullanılmakta (Türkiye’de TETRA) ve gelecek yazılarda bahsedeceğim Amatör Radyoculuk sayısal standardı olan D-STAR’a benzemektedir.

ABD’de P25’in amacı sayısal haberleşmeye geçmek için idi. Bunu da eski telsizlere uyum sağlayarak başarmışlar. Zamanla sadece sayısal telsizler üretilmeye başlanmış. Acil bir durumda bu tip telsizleri kullanmanın faydası farklı kuruluşların sorunsuz olarak birbirleri ile görüşebilmesi içindir.

Amatör telsizciliğin en önemli faydalarından birisi olan acil durum haberleşmesinde sayısal telsizlerin kullanılması yaygın olan analog sistemlere göre zamanla daha çok artacaktır. Hem bant genişliği açısından hem de ses kalitesi ve kapsama alanı açısından çok büyük faydalarının olacağına inanıyorum.

Bunun yanında Amatör Telsizcilik araştırma ve geliştirmeye en açık uğraşlardan birisi olduğundan (Hem Türkiye’de hem de ABD’de yasalar da bunu desteklemektedir) ve P25 standardı da açık kod olduğundan, ABD’de bunu deneyen Amatör Telsizciler de vardır. Ancak Amatör Telsizcilere yönelik P25 telsiz satışları bulunmamaktadır. Bu sebeple ABD’de piyasadaki ticari P25 telsizleri Amatör frekanslara uyumlu hale getiren ve P25 röleler kuranlar vardır. İnternette kullanılmış P25 telsizler satılmaktadır. Bunlar VHF ve UHF frekanslarında, el cihazı veya sabit olarak bulunmaktadır.

Aslında bu tip modifikasyonlar yazılımda yapılan değişikliklerden başka birşey değildir. Yeni telsizlerin fonksiyonları bilgisayar kontrollu olduğundan çalışma özelliklerini değiştirmek mümkün olmaktadır. Ancak her model ve markanın yazılımı da farklı olmaktadır. Bir maliyet konusu var ki; umarım zamanla ucuzlayacaktır.

ABD’de APCO-25 röleleri daha çok yeniler. Bunlar hem analog hem de sayısal modda çalışmaktalar. Her iki modda da çalışabilmeleri Amatör APCO-25’i güçlendirmektedir.

Zamanla güneş enerjisi ile çalışan, acil durumlarda kesintisiz hizmet verebilecek, tüm ülkemizi saran bir ağ ile sayısal Amatör Telsiz haberleşmesine kavuşmamız bizlerin Amatör Telsizcilerin elindedir.

—

P25 Sayısal Standardının detayları için ‘Daniels Electronics’ P25 eğitim kitabını internette aramanızı öneririm.

—-

Bundan sonraki bölümlerde Amatör telsizcilikte kullanılmakta olan sayısal sistemleri (DV ve D-STAR) anlatacağım.

2010 yılında bol sayısal günler dilerim.

Tunç Gündoğdu
TA2P
New York

Diğer Bölümler:
DV: Digital Voice
D-STAR: Yüksek Hızda Ses ve Veri Aktarımı ve Röleleri