Terrestrial Trunked Radio

Logo de TETRA

TETRA (TErrestrial Trunked RAdio) est un système de radio numérique mobile professionnel bi-directionnel (comme les Talkie-walkies), spécialement conçu pour les services officiels tel que services de secours, forces de polices, ambulances et pompiers, services de transport public et l'armée.

L’European Telecommunications Standards Institute a élaboré la norme pour harmoniser les moyens de télécommunications en Europe, conformément à la norme ETSI EN 300 392-1 et EN 300 392-. 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.

Détails

Les équipements radio portatifs TETRA peuvent fonctionner comme téléphone portable, avec un raccordement direct au Réseau RTC. L'utilisation habituelle dans 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 boutons de secours se trouvant sur le terminal radio permet à l'utilisateurs 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 sur une porteuse radio et 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 au sous-sol ou dans les secteurs de mauvaise couverture.

En plus des services voix et 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 de paquet ou la communication de données avec commutation de circuit utilisent des canaux spécifiquement dédiés à ce trafic.

Tout le trafic est normalement chiffré. TETRA assure aussi bien le cryptage d'émission que le chiffrement de bout en bout.

Avantages

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

• La fréquence utilisée est plus basse, ce qui permet des niveaux très élevés de couverture géographique avec un petit nombre d'émetteurs, réduisant ainsi le coût d'infrastructure.
• Établissement d'appel rapide - un appel de groupe (un vers tous) est généralement établi en 0.5 seconde (typiquement moins de 250 millisecondes pour un appel simple), comparé aux nombreuses secondes lors d'un appel sur le réseau GSM.
• Le fait que son infrastructure puisse être séparée de celle du réseau public mobile, et être rendue essentiellement plus diverse et résiliente par le fait que les stations de base peuvent être à une certaine distance du secteur couvert.
• à la différence de la plupart des technologies cellulaires, les réseaux TETRA fournissent typiquement un certain nombre de modes de secours tels que la capacité pour une station de base de passer des appels locaux en l'absence du reste du réseau, et « le mode direct » où les mobiles peuvent continuer à partager des canaux directement si l'infrastructure du réseau TETRA est hors service ou hors de portée.
• Le mode de passerelle - où un mobile simple avec un raccordement au réseau peut agir en tant que relais pour d'autres mobiles voisins qui sont hors de portée avec l'infrastructure.
• L'infrastructure TETRA fournit également une fonction de point-à-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.

• À la différence des technologies cellulaires, qui relient un abonné à un autre abonné (un à un), TETRA est construit pour supporter les communications un à un, un à plusieurs et de plusieurs à plusieurs. Ces modes opérationnels sont parfaitement adaptés à la sécurité publique et aux utilisateurs professionnels.
• Avec TETRA, les communications, tant vocales que données, ne circulent pas en clair. Elles sont toujours chiffrées, aussi bien au niveau de l'émission que de bout à bout.
• Il existe aussi des possibilités d'appel de secours direct by-passant les priorités des autres mobiles pour avoir un acheminement direct. Dans l'industrie ce système peut aussi être couplé à un système de localisation et d'homme mort (utilisé dans les centrales nucléaires françaises par exemple).
• Au niveau sécuritaire, il y a la possibilité grâce à l'inscription des mobiles au démarrage de n'admettre à l'inscription au réseau qu'une liste définie de mobile.

Inconvénients

Ses inconvénients principaux sont:

• TETRA ne peut supporter qu'un nombre de terminaux mobiles très inférieur à ce qu'un réseau GSM et les technologies semblables permettent dans un secteur donné. (Ceci n'est pas un problème dans les applications avec lesquelles il est normalement employé, mais cela limite la plupart du temps l'utilisation de TETRA à ces applications).
• les combinés sont onéreux (environ 750 EUR en 2003, environ 600 EUR en 2006), dus aux économies d'échelle réduites, aux modèles différents adaptés aux besoins variés, comparés au marché des téléphones mobiles grand public. La nécessité d'avoir un terminal sûr et robuste fait aussi augmenter son prix.
• le transfert de données est lent à 7.2 kbit/s par time slot (le flux de données utilisable n'est que de 3.5 kbit/s), bien que jusqu'à 4 time-slots puissent être combinés pour atteindre des taux plus élevés, en raison de l'adaptation nécessaire à la largeur des canaux de 25kHz.
• en raison de la nature pulsée (burst) de TDMA utilisé par le protocole, les combinés peuvent interférer avec les dispositifs électroniques sensibles tels que des stimulateurs et défibrillateurs cardiaques, de même qu'avec d'autres équipements de transmission radio quand ils sont utilisés à proximité immédiate (en particulier à moins d'un mètre de distance.)

Réseaux en fonction

• En Grande-Bretagne le service public TETRA est connu sous le nom d'Airwave.
• En Belgique, sous le nom A.S.T.R.I.D.
• Aux Pays-Bas, le système TETRA est appelé C2000.
• En Suède le système RAKEL utilise TETRA.
• En Finlande Le réseau VIRVE (VIRanomaisVErkko, pouvant être traduit par « réseau officiel ») utilise TETRA.

RAKEL VIRVE Viranomaisverkko C2000 Airwave VIRVE et C2000 sont actuellement les seuls réseaux TETRA couvrant un pays entier.

Fréquences radio

En Europe, La Technologie TETRA utilise les fréquences suivantes :

Aspects Radio et modulation

TETRA utilise une modulation numérique connue sous le nom de π/4 DQPSK qui est une forme de commutation de verrouillage de phase. La technologie TETRA utilise le TDMA (voir ci-dessus). Le taux de symbole est 18.000 symboles par seconde, et cartes de chaque symbole à 2 bits. Une fente simple (time-slot) se compose de 255 symboles, une frame simple se compose de 4 fentes (time-slot), et un multi-frame (dont la durée est approximativement 1 seconde) se compose de 18 frames. Car une forme de phasage verrouillant la puissance de down-link (liaison-descendante) est constante. Le down-link (c.-à-d. le signal de sortie 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 ou d'autres émissions générales.

Bien que le système emploie 18 frames par seconde seulement 17 sont employées pour les canaux trafic. La 18ème frame est réservée pour la signalisation ou la synchronisation des différents équipements.

La technologie TETRA n'utilise pas la modulation d'amplitude. Cependant, TETRA a 17.65 frames par seconde (18000 symboles/sec/255 symboles/time-slot/4 time-slots/frame), ce qui est la cause de la « modulation d'amplitude » PERÇUE à 17Hz.

Cell Re-Sélection en Images

RSSI SRT FRT des Cellules Voisines

Selection Initiale de la Cellule

Cellule Améliorable

Cellule Utilisable (Usable)

Cellule Relinquishable (Abandonnable)

Liaison radio descendante Fail

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

• Les seuils sont situés de sorte que les procédures de resélection de cellules se produisent à temps et assurent la continuité de communication.

• La procédure de sélection initiale de cellules s'assurera que l’équipement MS choisit une cellule par laquelle il peut décoder des données du lien descendant (downlink), c.-à-d. sur un canal principal de commande (MCCH), et avec lequel il a une probabilité élevée de communication avec le lien montant (uplink).
• Les conditions minimum qui devront être rencontrées sont : C1 > 0. L'accès au réseau sera fonction du choix réussi d'une cellule.

Sélection de la Cellule Initiale

Le choix initial de cellules est exécuté par des procédures situées dans le MLE et dans MAC. Quand le choix de cellule est fait, et quand l'enregistrement possible 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. que le niveau reçu de la porteuse radio est plus grand que le niveau minimum de Rx pour le paramètre d'accès.

La procédure de sélection initiale de cellules s'assurera que l’équipement MS choisit une cellule par laquelle elle peut sûrement décoder des données de downlink, c.-à-d. sur un canal principal de commande (MCCH), et avec laquelle elle a une probabilité élevée de communication d'uplink. Les conditions minimum qui devront être rencontrés sont : C1 > 0. L'accès au réseau sera fonction du choix réussi d'une cellule.

A l’allumage, le mobile fait son choix initial de cellules parmi une des stations de base, qui indique les échanges initiaux à l'activation.

L’équipement radio lance la re-sélection (hand-over) de cellules dans les cas suivants :

• La cellule serveuse devient relinquishable, c.-à-d., la qualité du raccordement radio est telle que l’équipement radio doit chercher une autre cellule radio.

• La cellule serveuse devient améliorable, c.-à-d., la qualité du raccordement est affaiblie et une meilleure qualité est offerte par une cellule voisine. S'il y a un appel continu, la re-sélection est remise à plus tard.

• Une cellule voisine devient utilisable, c.-à-d., elle a la qualité suffisante de raccordement et elle offre un meilleur service radio.

Sélection de la Cellule Improvable (Améliorable)

La cellule serveuse devient améliorable (improvable) lorsque : C1 de la cellule serveuse est au-dessous de la valeur définie dans les paramètres radio de re-sélection des cellules du réseau, le seuil re-sélection lents SRT, pendant une période minimum de 5 secondes, et le C1 ou le C2 d'une cellule voisine excède la valeur du C1 de la cellule serveuse par la valeur d'Hysteresis définie dans les paramètres radio de re-sélection de cellules de paramètre de réseau, SRH (slow reselect hysteresis) l'hystérésis re-sélection lents une période minimum de 5 secondes.

Aucune re-sélection réussie n'aura eu lieu des cellules dans les 15 secondes précédentes, à moins que le MM ait demandé une re-sélection de cellules.

L’équipement radio MS–MLE examinera le critère pour assurer l’abandon de la cellule serveuse aussi souvent qu'une voisine la cellule est balayée ou surveillée.

Sélection de la Cellule Usable (Utilisable)

Une cellule voisine devient utilisable radio quand :

• La cellule a un lien radio de qualité downlink suffisant.
• Les conditions suivantes doivent être réunies afin de déclarer une cellule radio voisine utilisable:
• La cellule voisine a un paramètre path-loss C1 ou C2 qui sont plus grands que ce qui suit :

(FAST_RESELECT_THRESHOLD+FAST_RESELECT_HYSTERISIS) pour une période minimum de 5 secondes, et le niveau de service fourni par la cellule voisine a une priorité plus haut que cela de la cellule serveuse actuelle.

Aucune re-sélection réussi n'aura eu lieu de cellule dans les 15 secondes précédentes, à moins que le MM a demandé une re-sélection de cellule.

L’équipement radio MS -MLE examinera le critère pour assurer l’abandon de cellule serveuse aussi souvent qu'une cellule voisine est balayée ou surveillée.

Cell Usable: {C1> (Fast Threshold+ Fast Hysteresis)}

Sélection de Cellule Relinquishable (Abandonnable)

La cellule serveuse devient relinquishable lorsque:

• C1 de la cellule serveuse est au-dessous de la valeur définie dans les paramètres radio de re-sélection de cellules de paramètre de réseau, le seuil rapides de re-sélection, pendant une période de 5 secondes, et
• le C1 ou le C2 d'une cellule voisine excède le C1 de la cellule serveuse par la valeur définie dans les paramètres radio de re-sélection de cellules de paramètre de réseau, FRH (Fast Re-sélection Hysteresis) l'hystérésis, rapides de re-sélection ne, pendant une période de 5 secondes.
• Aucune re-sélection réussi n'aura eu lieu des cellules dans les 15 secondes précédentes, à moins que MM (Mobility Management = gestion de mobilité) a demande une re-sélection de cellules.
• L’équipement radio MS -MLE examinera le critère pour assurer l’abandon de cellule serveuse aussi souvent qu'une cellule voisine est balayée ou surveillée.

Radio Downlink Failure

• Une liaison downlink échoue quand le taux d'effacement de message (MER) Message Erasure Rate se régresse progressivement au-dessous de la valeur du seuil DLTO.
• La figure ci-dessous décrit les différents niveaux de seuil produits par les critères de re-sélection de cellules.
• Quand le seuil de FRT a été percé, le MS est dans une situation où il est essentiel d'abandonner (ou abandon) la cellule serveuse pour une cellule avec laquelle les communications sont encore possibles. C'est-à-dire, la station mobile se rend compte que la porteuse radio se détériore rapidement, et il doit re-sélectionner rapidement une autre cellule, avant que les communications soient interrompues en raison de l'échec de la liaison radio. Quand le signal radio de station mobile perce le 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

TETRA IHM en KVM

Conformant aux 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, il sert à :

• Autoriser tout agent dans l'exercice de ses fonctions à exploiter tout terminal radio chargé et disponible sans contrainte de matériel.
• Fournir des applications spécifiques au transport aux agents utilisateurs transport public, notamment les acquisitions des Services (prise de service), de fraude alerte, de l'alerte agression, et de contrôle.

Le Menu Principal se présente à l’utilisateur, avec trois possibilités :

1. Acquisition de services (prise de service),
2. Statut SDS,
3. Paramètres de l'utilisateur IHM

Le Service d'acquisition (prise de service) permet de personnaliser pratiquement n'importe quel terminal radio bien chargé, et en état de bon fonctionnement, à son utilisateur communiquant sur le réseau TETRA, et pour la durée de sa mission utilisateur, ou tant qu'il le conserve en sa possession.

Voir aussi

Articles connexes

• EADS
• Police nationale
• ANTARES
• ACROPOL
• Private Mobile Radiocommunications

Liens externes

• (en) ETSI
• (en) Forum des exploitants de TETRA
• SELECOM (fabricant de répéteurs TETRA / TETRAPOL)
• Teltronic (fabricant de réseaux et terminaux TETRA)
• ROHILL (concepteur de produits TETRA à licences dites ouvertes)
• ETELM (fabricant d'infrastructures TETRA)
• (pl) Forum

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