В телекоммуникациях система непрерывного шумоподавления с тональным кодированием или CTCSS — это один из типов внутриполосной сигнализации , который используется для уменьшения раздражения от прослушивания других пользователей на общем канале двусторонней радиосвязи . Иногда его называют шумоподавителем или PL от Private Line, торговой марки Motorola. [1] Это достигается путем добавления к голосу низкочастотного звукового тона. Если более одной группы пользователей находятся на одной и той же радиочастоте (так называемые пользователи совмещенного канала ), схема CTCSS отключает звук тех пользователей, которые используют другой тон CTCSS или не используют CTCSS.
Тональные коды CTCSS иногда называют подканалами , но это неправильное название, поскольку дополнительные радиоканалы не создаются. Все пользователи с разными тонами CTCSS на одном и том же канале по-прежнему передают на одной и той же радиочастоте , и их передачи мешают друг другу; однако; В большинстве случаев помехи маскируются. Хотя CTCSS обеспечивает некоторую защиту от помех, он не обеспечивает никакой защиты от перехвата или помех, и приемники без включенного CTCSS все равно будут слышать весь трафик.
Приемник только с несущей или шумоподавителем не подавляет достаточно сильный сигнал; в режиме CTCSS он включается только тогда, когда сигнал также содержит правильный суб-слышимый звуковой тон. Тоны на самом деле не ниже диапазона человеческого слуха, но плохо воспроизводятся большинством динамиков коммуникационного класса и в любом случае обычно отфильтровываются перед отправкой на динамик или наушники.
Радиопередатчики, использующие CTCSS, всегда передают свой собственный тональный код при каждом нажатии кнопки передачи. Тон передается на низком уровне одновременно с голосом. Это называется кодировкой CTCSS . Частота тонов CTCSS варьируется от 67 до 257 Гц . Эти сигналы обычно называют суб-слышимыми тонами . В системе двусторонней радиосвязи FM уровни кодера CTCSS обычно устанавливаются на 15 % отклонения системы . Например, в системе с отклонением 5 кГц уровень тона CTCSS обычно устанавливается на отклонение 750 Гц. В инженерных системах могут потребоваться различные настройки уровня в диапазоне от 500 Гц до 1 кГц (10–20%).
Способность приемника отключать звук до тех пор, пока он не обнаружит несущую с правильным тоном CTCSS, называется декодированием . Приемники оснащены функциями, позволяющими отключить «блокировку» CTCSS. На консоли базовой станции микрофон может иметь разделенную кнопку «Нажми и говори». Нажатие половины кнопки (часто отмеченной значком динамика или буквами «MON», сокращенно от «MONitor») отключает декодер CTCSS и возвращает приемник в режим прослушивания любого сигнала на канале. Это называется функцией монитора . Иногда возникает механическая блокировка: пользователь должен нажать и удерживать кнопку монитора, иначе кнопка передачи блокируется и ее нельзя нажать. Эта опция блокировки называется обязательным контролем перед передачей (пользователь вынужден контролировать аппаратную конструкцию самого оборудования). В мобильных радиостанциях микрофон обычно хранится в зажиме для подвешивания или в коробе для подвешивания, в котором находится зажим для микрофона. Когда пользователь вытаскивает микрофон из зажима для отбоя, чтобы позвонить, переключатель в зажиме (коробке) заставляет приемник вернуться в обычный режим шумоподавления («монитор»). В некоторых конструкциях переключатель перемещается в корпус самого микрофона. В портативных радиостанциях светодиодный индикатор может светиться зеленым, желтым или оранжевым светом, указывая на то, что по каналу разговаривает другой пользователь. Ручные радиостанции обычно имеют переключатель или кнопку для контроля. Некоторые современные радиостанции имеют функцию под названием «Блокировка занятого канала», которая не позволяет пользователю осуществлять передачу, пока радиостанция принимает другой сигнал.
Декодер CTCSS основан на очень узкополосном фильтре, который пропускает желаемый тон CTCSS. Выходной сигнал фильтра усиливается и выпрямляется, создавая напряжение постоянного тока всякий раз, когда присутствует желаемый тон. Напряжение постоянного тока используется для включения, включения или отключения звука динамиков ресивера. Когда сигнал присутствует, приемник включен, когда его нет, приемник молчит.
Поскольку период обратно пропорционален частоте, декодирование более низких частот тона может занять больше времени (зависит от конструкции декодера). Приемникам в системе, использующим частоту 67,0 Гц, может потребоваться заметно больше времени для декодирования, чем для приемников, использующих 203,5 Гц, и им может потребоваться больше времени, чем для декодирования 250,3 Гц. В некоторых системах ретрансляторов временная задержка может быть значительной. Более низкий тон может привести к обрезанию одного или двух слогов до того, как звук приемника будет включен (слышен). Это связано с тем, что получатели декодируют по цепочке. Приемник-ретранслятор должен сначала обнаружить сигнал несущей на входе, а затем декодировать тон CTCSS. Когда это происходит, передатчик системы включается, кодируя тон CTCSS на своем несущем сигнале (выходная частота). Все радиостанции в системе начинают декодирование после того, как они обнаруживают сигнал несущей, а затем распознают тон несущей как действительный. Любое искажение закодированного тона также повлияет на время декодирования.
Специально разработанные системы часто используют тоны в диапазоне от 127,3 до 162,2 Гц, чтобы сбалансировать быстрое декодирование и исключить попадание тонов в слышимую часть принимаемого звука. Большинство производителей контроллеров радиолюбительских репитеров предлагают опцию задержки звука — она задерживает повторяющийся речевой звук на выбранное количество миллисекунд перед его повторной передачей. В течение этого фиксированного периода задержки (величина которого регулируется во время установки, а затем блокируется) декодер CTCSS имеет достаточно времени, чтобы распознать правильный тон. Таким образом, проблема с потерей слогов в начале передачи может быть решена без использования более высокочастотных тонов.
В ранних системах было принято избегать использования соседних тонов. На каналах, где не используются все доступные тона, это хорошая инженерная практика. Например, в идеале было бы избегать использования частот 97,4 Гц и 100,0 Гц на одном канале. Тоны настолько близки, что некоторые декодеры могут периодически ложно запускаться. Пользователь иногда слышит один или два слога пользователей совмещенного канала, говорящих с другим тоном CTCSS. По мере старения электронных компонентов или из-за производственных отклонений некоторые радиоприемники в системе могут лучше других подавлять близлежащие тональные частоты.
CTCSS — аналоговая система. Более поздняя система Digital-Coded Squelch (DCS) была разработана Motorola под торговой маркой Digital Private Line (DPL). General Electric ответила той же системой под названием Digital Channel Guard (DCG). Общее название — CDCSS (система непрерывного цифрового шумоподавления). Использование цифрового шумоподавителя на канале, в котором уже есть пользователи тонального шумоподавителя, исключает использование тонов 131,8 и 136,5 Гц, поскольку цифровая скорость передачи данных составляет 134,4 бита в секунду, а декодеры, настроенные на эти два тона, будут воспринимать прерывистый сигнал (упоминаемый как в поле двусторонней радиосвязи как «фальсификация» декодера). [2]
Тоны CTCSS стандартизированы EIA /TIA . Полный список тонов можно найти в исходном стандарте RS-220A [3] и самом последнем стандарте EIA/ TIA -603-E; [4] Тоны CTCSS также могут быть указаны в инструкциях производителя, руководствах по техническому обслуживанию или эксплуатации. Некоторые системы используют нестандартные тоны. [5] Военные радиостанции НАТО используют частоту 150,0 Гц, информацию об этом можно найти в руководствах пользователя радиостанций. В некоторых областях не используются определенные тона. Например, в Соединенном Королевстве избегают использования тона 100,0 Гц, поскольку это вдвое превышает частоту сети электропередачи Великобритании; неправильно сглаженный источник питания может вызвать нежелательное открытие шумоподавителя (это справедливо и во многих других областях, где используется мощность 50 Гц). Тоны обычно относятся к одной из трех серий, перечисленных ниже, вместе с двухзначным кодом PL, используемым Motorola для идентификации тонов. Наиболее распространенный набор поддерживаемых тонов — это набор из 39 тонов, включая все тональные сигналы с кодами Motorola PL, за исключением тональных сигналов 8Z, 9Z и 0Z (ноль-Z). [6] Самая нижняя серия имеет соседние тона, которые находятся примерно в гармоническом отношении 2 0,05 к 1 (≈1,035265), в то время как две другие серии имеют соседние тона примерно в соотношении 10 0,015 к 1 (≈1,035142). Пример технического описания можно найти в технической информации Philips о продуктах CTCSS. [7]
Некоторые профессиональные системы используют изменение фазы тона CTCSS в конце передачи, чтобы устранить шумоподавление или хвост шумоподавителя. Это характерно для систем мобильной радиосвязи General Electric и Motorola. Когда пользователь отпускает кнопку «Нажми и говори», тон CTCSS меняет фазу примерно на 200 миллисекунд. В старых системах декодеры тонов использовали механические язычки для декодирования тонов CTCSS. Когда звук резонансной высоты подавался в трость, он резонировал, что включало звук динамика. Реверс фазы в конце передачи (называемый Motorola «Reverse Burst» (и зарегистрированный у них товарным знаком) и «Squelch Tail Elimination» или «STE» от GE [8] ) приводил к резкому прекращению вибрации геркона, что приводило к звук для мгновенного отключения звука. Первоначально использовался фазовый сдвиг на 180 градусов, но опыт показал, что сдвиг от ±120 до 135 градусов является оптимальным для остановки механических язычков. В этих системах часто используется логика отключения звука только для CTCSS. Если используется передатчик без функции реверса фазы, шумоподавитель может оставаться включенным до тех пор, пока язычок продолжает вибрировать — до 1,5 секунд в конце передачи, когда он останавливается (иногда это называют «маховиком»). эффект» или называемый «свободный ход»).
В некритических целях CTCSS также можно использовать для сокрытия присутствия мешающих сигналов, таких как интермодуляция, создаваемая приемником. Приемники с плохими характеристиками, такие как сканеры или недорогие мобильные радиостанции, не могут подавлять сильные сигналы, присутствующие в городских условиях. Помехи по-прежнему будут присутствовать и могут заблокировать приемник, но декодер не позволит их услышать. Это по-прежнему приведет к снижению производительности системы, но пользователю не придется слышать шумы, возникающие при приеме помех.
CTCSS обычно используется для этой цели в радиолюбительских работах ОВЧ и УВЧ. Широкополосные и чрезвычайно чувствительные радиостанции широко распространены в любительской радиосвязи, что накладывает ограничения на достижимую интермодуляцию и характеристики соседнего канала. [9]
Служба семейной радиосвязи (FRS), PMR446 и другие радиоприемники потребительского уровня часто включают функцию CTCSS, называемую «коды устранения помех», «подканалы», «тональные сигналы конфиденциальности» или «коды конфиденциальности». Они не обеспечивают конфиденциальность или безопасность, а служат только для уменьшения раздражающих помех со стороны других пользователей или других источников шума; ресивер с выключенным шумоподавителем будет слышать все на канале. [10] Радиостанции GMRS/FRS, предлагающие коды CTCSS, обычно предоставляют выбор из 38 тонов, но количество тонов и используемые частоты тонов могут варьироваться от одного производителя к другому (или даже в пределах продуктовой линейки одного производителя), и их не следует предполагать быть последовательным (т. е. «Тон 12» в одном наборе радиостанций может не совпадать с «Тоном 12» в другом). [11]