La Radio

Scopo di un sistema radio mobile professionale

La rete cellulare pubblica (GSM) non è adatta alla gestione delle emergenze perché in tali situazioni il canale di accesso delle celle può saturare rapidamente e il traffico diminuisce sino al blocco delle comunicazioni. Pardossalmente tutti chiedono un canale per comunicare e il sistema non riesce ad assegnarne nemmeno uno. Un sistema radio dedicato invece assicura le comunicazioni anche durante eventi che potenzialmente possono sovraccaricare la rete pubblica. Durante le emergenze spesso c’è la necessità di comunicare in modalità di gruppo (punto – multipunto). Questo può facilitare notevolmente le operazioni perché ognuno viene aggiornato in tempo reale sull’evolversi della situazione. Caratteristica di fondamentale importanza è anche la velocità di instaurazione di una chiamata di gruppo che è dell’ordine di mezzo secondo, notevolmente inferiore al tempo necessario per instaurare una chiamata in una rete GSM (tipicamente da 5 a 10 secondi). Infine, si deve considerare anche il fatto che le reti di telefonia cellulare pubblica sono dimensionate in modo da massimizzare l’area di copertura urbana, lasciando scoperte le aree potenzialmente a rischio come montagne, tunnel e aree isolate. Per queste ragioni gli Enti preposti alla gestione di situazioni di emergenza hanno bisogno di una rete radio proprietaria, affidabile e flessibile, possibilmente costi contenuti.

Sistemi PMR: da analogico a digitale

Differenti tecnologie sono usate nel mondo nell’ambito del PMR: analogico o digitale, a canali dedicati o Trunking e così via. Anche se le comunicazioni analogiche FM rimarranno ancora per diversi anni una valida soluzione per le comunicazioni radio PMR, i sistemi digitali sono spesso considerati più avanzati e migliori di quelli analogici dal momento che offrono all’utente numerosi vantaggi operativi:

• Migliore qualità della voce anche al limite dell’area di copertura
• Migliore efficienza spettrale (minore costo per licenze d’uso dello spettro)
• Possibilità di inviare messaggi dati
• Importanti funzionalità come:
• Chiamate individuali, di gruppo e broadcast o Chiamate di emergenza Comunicazioni digitali sicure senza degradare la qualità della voce. Terminal ID on PTT. Late entry. Call alert on individual call. Polite/impolite channel access. Messaggi dati basati su protocollo IP. Messaggi di testo o Messaggistica di posizionamento automatica. Remote radio monitor/ disable/ check
• Soluzioni standard multi-vendor.
• Rete di trasporto tra i siti a basso costo basata su TCP/IP
• Migliore efficienza spettrale (minore costo per licenze d’uso dello spettro)
• Possibilità di inviare messaggi dati

Tuttavia va notato che i terminali digitali possono introdurre anche alcuni effetti indesiderati:

• Al limite dell’area di copertura la qualità delle comunicazioni degrada bruscamente fino ad interrompersi. In queste condizioni “l’utente analogico” continua a capire, seppur con difficoltà dato che si tratta di una comunicazione molto rumorosa. Questa condizione non riguarda l’up-link cioè le base station con ricevitore diversity, che aumenta notevolmente la qualità del segnale ricevuto.
• La qualità dell’audio codificato non è così buona come quella del segnale analogico. Quando il campo RF è buono, il segnale analogico ha qualità “HI-FI”, quello digitale invece “sufficiente/buona”.
• La codifica può eliminare o modificare diversi segnali audio non vocali (es.: segnalazioni di libero telefoniche, suoni di centralino, sirene, …) captati dal microfono.

Attualmente i principali sistemi digitali presenti sul mercato sono:

• TErrestrial TRunked RAdio (TETRA)
• Digital Mobile Radio (PMR)
• Digital Private Mobile Radio (dPMR)
• Project 25 (P-25 or APCO-25)
• TETRAPOL
• …ecc

Il sistema TETRA

Il sistema TETRA, fornisce 4 canali per ogni carrier, con canalizzazione a 25KHz, è adatto per sistemi trunking ed è in grado di assicurare un volume di traffico medio/alto. Il TETRA utilizza una modulazione π/4DQPSK che richiede un amplificatore RF lineare o linearizzato. Il link che connette le stazioni richiede molta disponibilità di banda per trasferire le segnalazioni necessaria (tipicamente nell’ ordine di 2Mb/s). La rete è di tipo cellulare e utilizza differenti frequenze di lavoro per ogni ripetitore. La grandezza delle celle è inferiore di quella usata in sistemi analogici. Molti paesi europei utilizzano il TETRA per consentire l’interoperabiltà tra forze di polizia.

Il sistema DMR

Il sistema DMR (ETSI TS 102-361) consente di utilizzare carrier con canalizzazione a 12.5KHz per trasmettere due canali radio simultaneamente. L’efficienza spettrale di una singola base station è la stessa del TETRA (1 CH/6.25KHz) che migliora ulteriormente se si adotta una soluzione simulcast (non necessita di canale di controllo). Diversamente dal TETRA la modulazione è a inviluppo costante. Questo permette di ottenere un minore consumo di corrente e una migliore efficienza inoltre, non dovendo utilizzare amplificatori RF lineari, si semplificano notevolmente i terminali e le apparecchiature di rete. L’area di copertura di una stazione radio è circa la stessa di una radio analogica. Queste reti sono adatte per un carico di traffico medio/basso e per sistemi di comunicazioni miste dati/voce (e.g. audio + geographical localization). Infine è da notare che la rete e i terminali sono “dual mode”, cioè consentono la coesistenza di apparati analogici tradizionali e moderni apparati digitali, consentendo una migrazione graduale dai sistemi analogici a quelli digitali.