Преимущества использования цифровой технологии

Что получат конечные пользователи при использовании цифрового радио:

• Постоянное качество передачи голоса во всей зоне покрытия без постепенного ухудшения при удалении от источника сигнала (базовой станции или абонента).
• Чистота звука.
• Подавление фоновых шумов.

Что НЕ получат конечные пользователи от цифрового радио:

• Высококачественное (Hi-fi) аудио, аналогичное «CD Quality».
• Полное решение существующих проблем на ВЧ (проблемы интерференции, помех) → «цифра» не может решить ВЧ проблемы, однако переход на сетку частот 6,25 позволит увеличить количество используемых номиналов частот и как следствие - предоставит дополнительные возможности маневра частотным ресурсом.

Тематическое исследование проблем аудио

Подавление фонового шума

Одна из сильных сторон вокодера AMBE+2 – подавление шума - функция, которая подчеркивает речь говорящего, устраняя фоновый шум. В этом процессе вокодер осуществляет цифровую обработку шумового сигнала с целью уменьшить воспринимаемый уровень мешающего сигнала.
Когда пользователь говорит далеко от микрофона, на качество передачи его голоса может влиять шумовое подавление вокодера, который не в состоянии четко идентифицировать речь. В таком случае, в приёмнике речь может звучать неестественно, издавать резкий металлический звук.


         Рис. 10-2. Концептуальное изображение интенсивной шумовой помехи в окружающей обстановке

В чрезвычайно шумных средах человеческая речь может смешаться с фоновым шумом. В этом случае, чтобы улучшить разборчивость речи, стоит подумать об использовании таких аксессуаров, как микрофонные гарнитуры или микрофон с подавителем шумов.

Высокочувствительный микрофон

Если диспетчерский центр представляет собой маленькую комнату, где расположен также приемник, установленным для контроля прохождения вызовов диспетчера должным образом, в настольный микрофон с высокой чувствительностью микрофона, с большой задержкой (по сравнению с аналогом) может поступать речевой сигнал от приемника и может возникнуть эффект акустической завязки – особенно, если использовать режим VOX.


  Рис. 10-3. Концептуальное изображение проблемы микрофона с высокой чувствительностью

Разборчивость и уровень сигнала

В то время как обычный аналоговый сигнал на краях зоны покрытия (слабый сигнал) постепенно искажается шумом приемника (белый шум), поскольку увеличивается расстояние, у цифровых приемников нет такого постепенного увеличения уровня шума. Однако в такой области с низким уровнем приемного сигнала, цифровой приемник больше не может обеспечить достаточную разборчивость аудио сигнала, поскольку полученные цифровые данные будут иметь ошибки из-за увеличения дальности распространения, поэтому исходное качество звука будет хуже. Это утверждение справедливо для любых цифровых систем радиосвязи.
При проектировании системы связи нужно учитывать необходимость обеспечения достаточного уровня ВЧ сигнала в пределах необходимой зоны обслуживания.


Рис. 10-4. Различие между цифрой и аналогом на краю покрытия


Рис. 10-5. Усиленная работа коррекции ошибок в слабом сигнальном поле.

Антенна и уровень сигнала

При проектировании системы необходимо учитывать характеристики антенн и условия, в которых будут эксплуатироваться радиосредства.
Некоторых антенны имеют выраженную направленную поляризационную характеристику. Например, когда антенна установлена на высшей точке высотного здания или башни, уровень ВЧ под антенной может быть очень плохим (особенно внутри этого здания). Для обеспечения устойчивой связи в многоэтажных высотных зданиях с железобетонными перекрытиями иногда приходится задействовать несколько ретрансляторов либо специальные излучающие ВЧ кабели.
При использовании радиостанций внутри зданий, на этапе проектирования системы нужно помнить, что строительные конструкции создают серьезные препятствия распространению радиоволн. Уровень потерь сигнала внутри зданий может достигать 10-35дБ (уровень потерь сильно зависит от этажа, где находится абонент, наличия и ориентации наружных окон в помещении, типа строительных конструкций, а также других факторов).
При использовании портативных радиостанций в сочетании с гарнитурами и стандартными антеннами (размещение радиостанции на поясе) нужно иметь в виду, что человеческое тело так же способно создавать потери сигнала. Уровень таких потерь за счет тела может достигать 5-15 дБ.


     Рис. 10-6. Направленные характеристики антенны, которые рассматриваются

Восходящие и нисходящие сигналы

Уровень ВЧ сигнала должен быть одинаков для восходящего канала и нисходящего канала радиосвязи системы ретранслятора. Вы не можете объективно судить об условиях для осуществления связи только по уровню мощности сигнала, принимаемого от ретранслятора (измеряя нисходящий сигнал RSSI).


Рис. 10-7. Различный уровень сигнала на восходящем и нисходящем канале радиосвязи - в данном случае применять мощный передатчик на ретрансляторе бессмысленно.

Проектирование зон покрытия следует осуществлять исходя из типа абонентского оборудования, для которого строится система.

Анализ основных причин возможного ухудшения качества звука

Ухудшение качества принимаемого звукового сигнала при условии достаточного уровня ВЧ сигнала может быть спровоцировано следующими причинами:

• можно предположить, что на входе передатчика наряду с голосом присутствует фоновый аудио шум.

В случае случайного пропадания звука (выпадения звуков либо слов):

• сигнал может стать слабым или с помехой.

В случае заметного ухудшения звука с прерываниями:

• приемник может находиться в области края покрытия (как правило, аналоговые средства в этой зоне уже не могут использоваться).

Если пользователь имеет неустойчивую передачу в определенных областях ожидаемой зоны покрытия, необходимо рассмотреть варианты изменения конфигурации сайта (применение более качественных антенн, высококачественных ВЧ кабелей, усилителей и т.д.) либо установки дополнительных или временных сайтов.

Рекомендация при проектировании системы

В отличие от аналоговых систем, невозможно по шуму приемника определить, когда Вы находитесь на краю зоны покрытия. Для оптимизации покрытия системы необходима проверка допустимого уровня сигнала ВЧ.


                           Рис. 10-8. Увеличение покрытия цифровой системы NXDN™

Для систем связи с повышенными требованиями к качеству речевого сигнала, при проектировании размещения ретрансляторов, следует учитывать "Зону с устойчивым речевым покрытием".

Улучшение разборчивости аудио

Улучшить разборчивость, используя цифровой приемопередатчик можно несколькими методами:
a. Использовать соответствующие дополнительные аксессуары для условий работы интенсивной шумовой обстановке. Специально для этого разработаны некоторые типы гарнитур или ларингофоны (аксессуары с микрофоном около рта). Выбор пользователем оптимального варианта работы, может существенно улучшить разборчивость на приемной стороне.
b. Пользователям следует располагать микрофон на расстоянии
1.5 - 5 см. ото рта и направлять речь непосредственно в микрофон. Это очень увеличит разборчивость аудиосигнала.


                               Рис. 10-9. Рекомендуемые позиции для разговора

c. При разговоре говорить громко и четко. Это может значительно улучшить разборчивость сигнала.
d. Удалите (удалитесь от) источник(а) шумов насколько это возможно.



e. Звуки с постоянной частотой, такие как предупредительные тональные сигналы или аварийные сигналы могут вредить разборчивости аудиосигнала в цифровых радиостанциях.
Размещение микрофона как можно дальше от источника аварийного сигнала или прикрытие его свободной рукой могут существенно улучшить разборчивость.