Accueil🇫🇷Chercher

Terrestrial Trunked Radio

Terrestrial Trunked Radio (ou TETRA) est un système de radio numérique mobile professionnel bi-directionnel (comme des talkie-walkies évolués), spécialement conçu pour des services officiels tels que services de secours, forces de polices, ambulances et pompiers, services de transport public et pour l'armée.

Logo de TETRA

L’European Telecommunications Standards Institute a élaboré cette norme pour harmoniser les moyens de télécommunications en Europe, conformément aux normes ETSI EN 300 392-1 et EN 300 392-2. La norme a permis d’homogénéiser les différentes spécifications associées à la ressource radio dans les bandes de spectre radio définies.

Un réseau de type TETRA offre un canal radio partagé ouvert en permanence, et réservé à un groupe d'utilisateurs. Chaque utilisateur peut pousser sur un bouton de son appareil pour parler, et tous les autres utilisateurs entendront sa voix. Ceci permet d'établir une communication immédiate entre un utilisateur sur le terrain et un dispatcher, ou un groupe d'utilisateurs. Les appels de groupe sont essentiels lorsque les instructions d'un officier ou d'un dispatcher doivent être entendues immédiatement par un groupe d'utilisateurs.

Description

Les équipements radio portatifs TETRA peuvent fonctionner comme des téléphones mobiles, avec un raccordement direct au réseau téléphonique (RTC). L'utilisation normale pour un groupe d'appel est d'appuyer une fois sur le bouton PTT (Push to Talk). L'utilisateur sera relié au dispatcher et à tous les autres utilisateurs dans ce groupe. Le terminal radio peut aussi fonctionner comme un talkie-walkie entre deux personnes, mais sans la limitation de portée puisque l'appel circule toujours via le réseau. Le bouton de secours se trouvant sur le terminal radio permet à l'utilisateur de transmettre des signaux de secours prioritaires au dispatcher, en interrompant si nécessaire toute autre activité radio en cours.

TETRA utilise le TDMA avec quatre canaux utilisateurs multiplexés sur une porteuse radio ; les porteuses sont espacées de 25 kHz. Les communications Point-à-Point et le transfert point-à-multipoint peuvent être employés. La transmission de données numériques est également incluse dans la norme, mais à faible débit.

Les stations mobiles TETRA (MS) peuvent communiquer en mode direct ou employer l'infrastructure du réseau (commutation et infrastructure de gestion ou SwMI) faite de stations de base TETRA (TBS). Cela permet des communications directes dans les situations où la couverture radio du réseau a été perdue. Ce mode direct (DMO) inclut également la possibilité d'employer un terminal (ou une chaîne de terminaux) TETRA comme relais pour un signal. Cette fonctionnalité s'appelle passerelle DMO (de DMO à TMO) ou répéteur DMO (DMO à DMO). Dans des opérations de secours, ce dispositif a pu permettre des communications directes en sous-sol ou dans des secteurs avec une mauvaise couverture radio.

En plus des services voix et de gestion des services, le système TETRA peut acheminer plusieurs types de communication de données. Les messages de statut et les services courts de données (SDS) sont fournis sur le canal principal de contrôle du système. Les données en mode paquet ou la communication de données avec commutation de circuits utilisent des canaux dédiés à ces trafics.

Tout le trafic est chiffré grâce à l'algorithme de chiffrement TEA. TETRA assure aussi bien le cryptage de l'émission que le chiffrement de bout en bout.

Des versions adaptées ont vu le jour, les chiffrements TEA1 et TEA4 offrent une sécurité de base et sont destinés à un usage commercial. Le chiffrement TEA2 est réservé aux organisations européennes de sécurité publique tandis que TEA3 s'applique aux situations où TEA2 est approprié mais non disponible.

Avantages

Les avantages principaux de TETRA par rapport Ă  d'autres technologies (telle que le GSM) sont :

  • Une frĂ©quence radio utilisĂ©e plus basse, ce qui permet une grande couverture gĂ©ographique avec un petit nombre d'Ă©metteurs, rĂ©duisant ainsi le coĂ»t d'infrastructure.
  • Un Ă©tablissement d'appel rapide - un appel de groupe (un vers tous) est gĂ©nĂ©ralement Ă©mis en 0,5 seconde (typiquement moins de 250 millisecondes pour un appel simple), comparĂ© Ă  plusieurs secondes lors d'un appel sur le rĂ©seau GSM.
  • Le fait que son infrastructure puisse ĂŞtre sĂ©parĂ©e de celle du rĂ©seau public mobile, et ĂŞtre rendue plus diverse et rĂ©siliente par le fait que les stations de base peuvent ĂŞtre Ă  une certaine distance du secteur couvert.
  • Ă  la diffĂ©rence de la plupart des technologies cellulaires, les rĂ©seaux TETRA fournissent typiquement un certain nombre de modes de secours tels que la capacitĂ© pour une station de base de passer des appels locaux en l'absence du reste du rĂ©seau, et « le mode direct » oĂą les mobiles peuvent continuer Ă  partager des canaux directement si l'infrastructure du rĂ©seau TETRA est hors service ou hors de portĂ©e.
  • Un mode "passerelle" - oĂą un mobile simple avec un raccordement au rĂ©seau peut agir en tant que relais pour d'autres mobiles voisins qui sont hors de portĂ©e de l'infrastructure.
  • L'infrastructure TETRA fournit Ă©galement une fonction de point-Ă -point que les systèmes radio analogiques traditionnels des services de secours ne peuvent pas fournir.

Ceci permet à des utilisateurs d'avoir une liaison radio un–à-un entre mobiles sans devoir passer par un opérateur ou un dispatcher.

  • Ă€ la diffĂ©rence des technologies cellulaires, qui relient un abonnĂ© Ă  un autre abonnĂ© (un Ă  un), TETRA est construit pour supporter les communications un Ă  un, un vers plusieurs et de plusieurs vers plusieurs. Ces modes opĂ©rationnels sont parfaitement adaptĂ©s Ă  la sĂ©curitĂ© publique et aux utilisateurs professionnels.
  • Avec TETRA, les communications, tant vocales que donnĂ©es, ne circulent pas en clair. Elles sont toujours chiffrĂ©es, aussi bien au niveau de l'Ă©mission que de bout Ă  bout.
  • Il existe aussi des possibilitĂ©s d'appel de secours direct en court-circuitant les prioritĂ©s des autres mobiles pour avoir un acheminement direct. Dans l'industrie, ce système peut aussi ĂŞtre couplĂ© Ă  un système de localisation et d'homme mort (utilisĂ© dans les centrales nuclĂ©aires françaises par exemple).
  • Au niveau sĂ©curitĂ©, il y a la possibilitĂ© grâce Ă  l'inscription des mobiles au dĂ©marrage de n'autoriser Ă  l'inscription au rĂ©seau qu'une liste prĂ©dĂ©finie de mobiles.

Inconvénients

Ses inconvénients principaux sont:

  • TETRA ne peut supporter qu'un nombre de terminaux mobiles très infĂ©rieur Ă  ce qu'un rĂ©seau GSM et les technologies semblables permettent dans un secteur donnĂ© (ceci n'est pas un problème dans les applications pour lesquelles il est normalement employĂ©, mais cela limite la plupart du temps l'utilisation de TETRA Ă  ces applications).
  • les combinĂ©s sont onĂ©reux (environ 750 Euros en 2003, environ 600 Euros en 2006), Ă  cause des Ă©conomies d'Ă©chelle rĂ©duites, des modèles diffĂ©rents adaptĂ©s Ă  des besoins variĂ©s, comparĂ© au marchĂ© des tĂ©lĂ©phones mobiles grand public. La nĂ©cessitĂ© d'avoir un terminal sĂ»r et robuste fait aussi augmenter son prix.
  • le transfert de donnĂ©es est lent Ă  7,2 kbit/s par time-slot (le flux de donnĂ©es utilisable n'est que de 3,5 kbit/s), bien que jusqu'Ă  4 time-slots puissent ĂŞtre combinĂ©s pour atteindre des taux plus Ă©levĂ©s, en raison de l'adaptation nĂ©cessaire Ă  la largeur des canaux de 25 kHz.
  • en raison de la nature pulsĂ©e (burst) du TDMA utilisĂ© par le protocole, les combinĂ©s peuvent interfĂ©rer avec des dispositifs Ă©lectroniques sensibles tels que les stimulateurs et dĂ©fibrillateurs cardiaques, de mĂŞme qu'avec d'autres Ă©quipements de transmission radio quand ils sont utilisĂ©s Ă  proximitĂ© immĂ©diate (en particulier Ă  moins d'un mètre de distance.)

RĂ©seaux en fonctionnement

RAKEL, VIRVE(Viranomaisverkko), C2000, Airwave, et A.S.T.R.I.D. sont actuellement les seuls réseaux TETRA couvrant un pays entier.

Fréquences radio

En Europe, la technologie TETRA utilise les fréquences suivantes :

Systèmes de Secours
Numéro Couple de Fréquence (MHz)
Bande 1 Bande 2
1 380-383 390-393
2 383-385 393-395
Systèmes Public
Numéro Couple de Fréquence (MHz)
Bande 1 Bande 2
1 410-420 420-430
2 870-876 915-921
3

460-470

4 385-390 395-399.9

Aspects Radio et modulation

TETRA utilise une modulation numérique connue sous le nom de π/4 DQPSK qui est une forme de codage en verrouillage de phase. La technologie TETRA utilise le TDMA (voir ci-dessus). La fréquence des symboles est 18000 symboles par seconde, et chaque symbole est codé sur 2 bits. Un intervalle de temps (time-slot) se compose de 255 symboles, une trame simple se compose de 4 TS (time-slot), et une multi-trame (dont la durée est approximativement de 1 seconde) se compose de 18 trames. Grâce à une forme verrouillage de phase, la puissance du down-link (liaison-descendante) est constante. Le down-link (c.-à-d. le signal venant de la station de base vers le terminal mobile) est une transmission continue qui comprend les communications spécifiques avec les terminaux mobiles, des données de synchronisation et d'autres flux d'émission (signalisation).

Bien que le système emploie 18 trames par seconde seulement 17 sont employées pour les canaux de trafic. La 18e trame est réservée pour la signalisation ou la synchronisation des différents équipements.

La technologie TETRA n'utilise pas la modulation d'amplitude. Cependant, TETRA Ă©met 17,65 trames par seconde (18 000 symboles/sec/255 symboles/time-slot/4 time-slots/trame), ce qui est la cause de la « modulation d'amplitude » perçue Ă  17 Hz.

Resélection de cellule en Images

SRT FRT de Cellules voisines
SĂ©lection Initiale de la Cellule
Cellule Améliorable
Cellule Utilisable (Usable)
Cellule Abandonnable (Relinquishable)
Liaison radio descendante perdue (failed)

Le diagramme montre deux cellules qui se recouvrent l’une avec l'autre. Il montre aussi les seuils (SRT) lents et (FRT) rapides de sélection par rapport au niveau de champ électrique décroissant de la porteuse radio.

  • Les seuils sont situĂ©s de telle sorte que les procĂ©dures de resĂ©lection de cellules se produisent Ă  temps et assurent la continuitĂ© de la communication.
  • La procĂ©dure de sĂ©lection initiale de cellules assure que l’équipement mobile MS choisit une cellule avec laquelle il peut dĂ©coder les donnĂ©es du lien descendant (downlink) et un canal principal de commande (MCCH) avec lequel il a une probabilitĂ© Ă©levĂ©e de bonne communication sur le lien montant (uplink).

SĂ©lection de la cellule initiale

Le choix initial de la cellule est réalisé par des procédures situées dans le MLE et dans la couche MAC. Quand le choix de la cellule est fait, et quand l'enregistrement de la station mobile est effectué, l’équipement (MS) sera attaché à la cellule.

On permet au mobile de choisir au commencement n'importe quelle cellule appropriée qui a une valeur positive de C1, c.à.d. dans laquelle le niveau reçu de la porteuse radio est plus grand que le niveau minimum de réception défini par les paramètres d'accès. L'accès au réseau sera conditionné par le choix réussi d'une cellule

À l’allumage, le mobile fait un choix initial de cellules parmi une des stations de base, qui envoie les paramètres d'échanges initiaux lors de l'activation.

L’équipement mobile lance la resélection (handover) de cellules dans les cas suivants :

  • La cellule serveuse devient relinquishable, c'est-Ă -dire la qualitĂ© de la liaison radio est telle que l’équipement radio doit chercher une autre cellule radio.
  • La cellule serveuse devient amĂ©liorable, c'est-Ă -dire, la qualitĂ© du raccordement est affaiblie et une meilleure qualitĂ© est offerte par une cellule voisine. S'il y a un appel en cours, la resĂ©lection est remise Ă  plus tard.
  • Une cellule voisine devient utilisable, c'est-Ă -dire, elle a la qualitĂ© suffisante de raccordement et elle offre un meilleur service radio.

Cellule Improvable (Améliorable)

La cellule serveuse devient améliorable (improvable) lorsque : Le C1 de la cellule serveuse est au-dessous de la valeur définie dans les paramètres radio de resélection des cellules : le seuil de resélection lent SRT "Slow Reselect Threshold", pendant une période minimum de 5 secondes, et lorsque le C1 ou le C2 d'une cellule voisine excèdent la valeur du C1 de la cellule serveuse de la valeur d’hystérésis définie dans les paramètres radio de resélection de cellules : SRH "Slow Reselect Hysteresis" (l'hystérésis de resélection lente) pendant une période minimale de 5 secondes.

Aucune resélection d'une cellule ne doit avoir eu lieu dans les 15 secondes précédentes, à moins que la MS ait demandé une resélection de cellules.

Cellule utilisable

Une cellule voisine devient utilisable au niveau radio quand :

  • La cellule a un lien radio de qualitĂ© downlink suffisant.
  • Les conditions suivantes sont rĂ©unies afin de dĂ©clarer une cellule radio voisine utilisable
  • La cellule voisine a des paramètres path-loss C1 ou C2 qui sont plus grands que ce qui suit :
    • (FAST_RESELECT_THRESHOLD+FAST_RESELECT_HYSTERISIS) pendant une pĂ©riode minimum de 5 secondes, et le niveau de service fourni par la cellule voisine a une prioritĂ© plus haute que celle de la cellule serveuse actuelle.
  • Aucune resĂ©lection rĂ©ussie n'a eu lieu dans les 15 secondes prĂ©cĂ©dentes, Ă  moins que le MM ait demandĂ© une resĂ©lection de cellule.

L’équipement radio MS-MLE examine les critères d’abandon potentiel de la cellule serveuse à chaque fois qu'une cellule voisine est détectée ou surveillée.

Cellule utilisable signifie : {C1 > (Fast Threshold+ Fast Hysteresis)}

Cellule relinquishable (abandonnable)

La cellule serveuse devient abandonnable lorsque :

  • le C1 de la cellule serveuse est au-dessous de la valeur dĂ©finie dans les paramètres radio de resĂ©lection de cellules d'un rĂ©seau : le seuil rapide de resĂ©lection "FRT" (Fast Reselection Treshold), pendant une pĂ©riode de 5 secondes, et
  • le C1 ou le C2 d'une cellule voisine excède le C1 de la cellule serveuse de la valeur dĂ©finie dans les paramètres radio de resĂ©lection de cellules : "FRH" (Fast Reselection Hysteresis) l'hystĂ©rĂ©sis rapide de resĂ©lection, pendant une pĂ©riode de 5 secondes.
  • Aucune resĂ©lection rĂ©ussie ne doit avoir eu lieu dans la cellule dans les 15 secondes prĂ©cĂ©dentes, Ă  moins que le MM (Mobility Management) le gestionnaire de mobilitĂ©, ait demande une resĂ©lection de cellules.
  • L’équipement radio mobile (MS-MLE) doit examiner les critères d’abandon de cellule serveuse Ă  chaque fois qu'une cellule voisine est dĂ©tectĂ©e ou surveillĂ©e.
  • Une liaison downlink se termine quand le taux de perte de message (MER) "Message Error Rate" progresse au-dessus de la valeur du seuil DLTO.
  • La figure ci-dessus dĂ©crit les diffĂ©rents niveaux de seuil dĂ©finis par les critères de resĂ©lection de cellules.
  • Quand le seuil FRT a Ă©tĂ© dĂ©passĂ©, la MS (station mobile) est dans une situation oĂą il est nĂ©cessaire d'abandonner la cellule serveuse pour une cellule avec laquelle les communications sont meilleures. C'est-Ă -dire, la station mobile se rend compte que la porteuse radio se dĂ©tĂ©riore rapidement, et elle doit resĂ©lectionner rapidement une autre cellule, avant que les communications soient interrompues en raison de la disparition de la liaison radio. Quand le signal radio de station mobile devient infĂ©rieur au seuil minimum de RXLEV, la radio n'est plus en mesure de maintenir des communications acceptables pour l'utilisateur, et la liaison radio finira par s’interrompre.

Path delay exceeded

Paramètre infra-Tetra à Vérifier
Cette table sert seulement de guide.
Type de couvertureParamètreDistance en kmType de communication
Ville < 4< 8Piéton / Métro
Banlieue 10 Ă  1820 Ă  36Bus / Train
Campagne 18 to 3136 Ă  62Train inter RĂ©gional
En Air > 32> 64en Vol

Interface homme-machine de TETRA

L'interface utilisateur (homme-machine) de TETRA doit ĂŞtre conforme aux normes JSR-118, Mobile Information Device Profile, JSR-37, Wireless Messaging API, JSR120, Connected Limited Device Configuration JSR-139 et Java Technology for the Wireless Industry JTWI 185.

Un tool-kit pour l'utilisation de TETRA dans des applications de transport public a été défini. il sert à :

  • Autoriser tout agent dans l'exercice de ses fonctions Ă  exploiter tout terminal radio chargĂ© et disponible sans contrainte matĂ©rielle.
  • Fournir les applications spĂ©cifiques aux agents utilisateurs du transport public, notamment : les prises de service), les alerte de fraude, l'alerte agression…

Le menu principal présenté à l’utilisateur, offre au moins trois possibilités :

  1. Prises de service,
  2. Statut SDS,
  3. Paramètres de l'utilisateur.

La prise de service permet de personnaliser n'importe quel terminal radio chargé, et en état de bon fonctionnement, de l'adapter à son utilisateur sur le réseau TETRA, pour la durée de sa mission, ou tant qu'il le conserve en sa possession.

Exemple de TETRA Java MIDlet
Manifest-Version 1.0 Operational TETRA MIDlet
Transport Operation Software
MIDLet-Vendor Vendor name
MicroEdition-Profile MIDP-2.0
Midlet-Category Game
MIDlet Name TETRA
MIDlet-1 Ihm, MIDlet
MicroEdition-Configuration CLDC-1.1
Polish Version 2008-03-27
MIDlet-Permissions javax.microedition.io.PushRegistry
MIDlet-Version 1.3.4

Voir aussi

Articles connexes

Cet article est issu de wikipedia. Text licence: CC BY-SA 4.0, Des conditions supplémentaires peuvent s’appliquer aux fichiers multimédias.