M6D_v2

Egy Duna-menti autópálya-szakasz rádiórendszerének feltámasztása

Egy rádiórendszer vált abból, ami nem az volt.

Átjátszó, duplex szűrő helyett különböző iránykarakterisztikájú adó- és vevőantennával. Bekötő rádió, melynek mindenféle szűrő nélkül 20 km távolságban lévő átjátszót kellene vennie kb. 200 kHz frekvenciakülönbséggel a saját árbócán dübörgő átjátszó adófrekvenciájától. Világvevő antennaerdő, holott a rádiók az égvilágon semmit sem tudnak venni.

Ebben a történetben a Rádió Profil Kft. tevékenységénél lehet, hogy érdekesebb az, ami a segítségkérő megkeresésünk előtt végbement, illetve ahogy elkanyarodott a korábbi hálózatépítő folyamat egy katasztrofális állapotba.

Első felmérésünk megállapításai vannak sarkosan megfogalmazva itt, a nyitó képen. A megbízónk a vétlen és tájékozatlan tulajdonos volt, így a fellelt nyomokból kellett összerakni a külső vállalkozás baklövéseinek sorozatát. A korabeli jelentés részletes állapotelemzést, műszaki értékelést tartalmaz. A jobb oldali idővonal képre, vagy ide kattintva letölthető a pdf anyag.

Amit átvettünk, az rádiórendszer ?
Mi történt korábban?

▪ A kezdeti lépéseink

A felmérés során tapasztaltak a rendszerszintű problémákon túlmenően a telepített antennák, készülékek, valamint a járművek URH berendezései, antennái terén is bőven adtak feladatot. Ezek a javítások megtörténtek, sorban eltüntettük az egyedi problémákat. Ezektől a műveletektől természetesen a rendszertechnikai elvi hibák okozta hatótávolság anomáliák nem szűntek meg. A pillanatnyi cél a megrendelő napi működésének támogatása volt azzal, hogy ne legyen “rendszám-függő” a járművek elérhetősége – ha a térbeli helyzet-függés meg is maradt.

Az átjátszók felkeresése, bemérése, a szükséges javítások elvégzése mellett lehetőség adódott a távoli átjátszók elérhetőségének feltérképezésére is. Ezekeket a méréseket értékelve raktuk össze a működőképes rendszer kialakításának terveit.

▪ A rádiórendszer hálózati topológiája

Az átjátszók rádiós hatótávolság-tesztje egyértelműen azt adta ki, hogy az antennacserén átesett egyik átjátszó a többi három átjátszó telepítési pontjáról a saját frekvenciáján jó térerő-paraméterekkel elérhető. Ez a fejlemény végképp eltörölte azt az irányvonalat, hogy a mérnökségi telephelyen oldjuk meg az átjátszók problémáját. Ott a berendezések kerítésen belüli áthelyezése és a félduplex bekötőrádiók lecserélése még szűrők alkalmazásával együtt is kétséges eredményt adott volna. Adott a lehetőség: egy csillagpontos összekötő rádióhálózatot lehet és kell létrehozni.

Átjátszókat összekötő pont-multipont struktúrájú rádióhálózat

Sematikus rajz a felületi besugárzást végző átjátszók pont-multipont struktúrájú rádióhálózattal történő összekötéséről. A véletlen-összenyomás fordulatát leszámítva esetenként egyetlen ágon van felmenő forgalom, és három ágon történik a szétosztás. Az összekötő átjátszó értelemszerűen duplex működésű, de az összeköttetések és a végpontok félduplexek.

▪ A frekvencia-összeférhetőség

Az átjátszókat összekötő rádióhálózatot nem lehet a területi ellátást biztosító átjátszókkal azonos frekvenciasáv-tartományban üzemeltetni, mert kölcsönösen zavarnák egymást. Az NMHH a mozgó hálózatok számára többek között a 458/468 MHz frekvenciával jellemezhető sávrészben, míg a pont-multipont típusú összeköttetésekre a 444/449 MHz környezetében ad ki frekvenciákat. Ekkora frekvenciatávolság különböző sávszűrőkkel már kezelhető azonos telephelyű berendezések esetén is.

Miután rádiórendszer ágaiban a feltételezhető kölcsönös zavarási relációkra megtaláltuk a megfelelő és beszerezhető eszközöket, a rádióhálózat tervét véglegesítettük. Elkészítettük az engedélyezéshez szükséges rendszertechnikai tervet, és az NMHH engedélyeit megkértük.

▪ A rádiórendszer bővítésének eszköz igénye

Antennák

Az átjátszóállomásokon új elemként megjelenő bekötőrádiók számára 12 decibel nyereségű Yagi-típusú antennák kerültek fel az oszlopokra, amiket be is kellett kábelezni. A két végponti állomáson 1-1 darab antenna lett üzembe helyezve. Az összekötő-átjátszó számára két irányba néző, splitterrel közösített 2 db iránysugárzó csatlakozik a levezető kábel felső végére. A mérnökségi antennabőség miatt ott egy meglévő antennának adtunk új rendeltetést, és az átjátszó vissza- vagy megkapta a régi Yagi antennapárt.

Rádióberendezések

A leszerepelt mérnökségi telepített adóvevők újrahasznosításával lehetett gazdaságosan előteremteni a bekötőrádiókat.

Új beszerzésként egyedül az összekötő átjátszóberendezés került a rádiórendszer eszközei közé.

Sávszűrők

A duplexer nélkül gyötrődő mérnökségi átjátszóhoz és a tervezett csillagponti összekötőhöz duplex szűrőket kellett beépíteni. Továbbá a négy bázisállomásnál a zavarok elkerülése érdekében sáváteresztő szűrőket vagy sávzáró szűrőket kellett alkalmazni bizonyos összekapcsolódásokban.

Vezérlő áramkörök

Az átjátszóállomások megfelelő működését a vezérlőáramkörök biztosítják. Feladatuk az átjátszó vevőrádiójából, vagy a bekötőrádió/bekötőátjátszó vételeként megjelenő hangjel továbbítása a pályaátjátszó adójába, illetve a bekötőrádió/bekötőátjátszó adójába. Az áramkör tehát hangjeleket továbbít a megjelenési helytől függő irányokba, illetve a vételjelző logikai rádiókimenetekből adásindító jelet hoz létre, szintén sorrendi prioritásban.

Az URH rádiórendszer egy-egy átjátszó-elemének sematikus működési rajza

Az átjátszók duplex berendezések, vagyis vétellel egyidejűleg adásra is képesek. A bekötő rádiók adásra kapcsolásakor a vétel megszűnik. Ezek a berendezések félduplexek.

A vezérlő modulokat saját fejlesztéssel állítottuk össze.

A vezérlőáramkörök a kapcsolódó többféle rádióberendezés különböző jelkimenete miatt általában nem egyforma áramköri megoldásokat tartalmaznak, azonban a működési logikájuk azonos. Hasonló okból a hangjelek kiegyenlítésére erősítő és szabályozó elemek kerültek beépítésre.

Az összekötő átjátszó vezérlőáramköre egy külön bővítéssel a helyi két átjátszót  kb. 25 másodpercenként adásra kapcsolja, amit az összes pályaátjátszó hasonlóképpen követ. A periodikusan megjelenő adás a szkennelő (Motorola GM340) rádiók csatornakeresését segíti, illetve csatornán tartását végzi el.

– A vételjelzés generálása

A „vételjelzés” logikai jel időtartama két összetevő állapotától függ a vezérlőáramkörön belül: amennyiben a kapcsolódó rádió vevőáramköre a csatornán megjelenő térerőt jelez, a vezérlőáramkör azonnal adásra kapcsolja a megszabott adófokozato(ka)t, ezzel segítve a rádióláncolat gyors indulását. A vezérlés ezután várja a vevőáramkör felől a térerő forrására vonatkozó „idegen⇆barát” vizsgálat eredményét. A CTCSS kód azonosságát jelző kimenet igen állapotának megjelenése továbbra is adáson tart. Amennyiben ez a logikai jel nem jelenik meg időben, az azt jelenti, hogy idegen forrásból származik a térerő, amit ki kell zárni a rendszerből. Ez esetben az adás az áramkörben meghatározott működési idő után megszűnik.
A kialakult rövid adásimpulzus azonban nem hallható a mobil eszközökön, ugyanis a downlink irányban alkalmazott szubaudió kód alacsonyabb frekvenciájú a felmenőnél. Az ehhez tartozó hosszabb dekódolási időtartomány miatt a mobil rádiók vevője később nyílna meg, mint ahogy az adásimpulzus lezárul. Ezzel a módszerrel az adásra kapcsolódás az egész láncon annyit késik csak, mint a közreműködő rádiók PTT-aktivált adáséledésének összege. A CTCSS ilyen szempontból nem játszik késleltető szerepet. A CTCSS-dekódolásra várakozás csak a végberendezésekben blokkolja a hangátvitelt.

▪ A CTCSS kódok kiosztása

A rádiórendszer CTCSS táblázata

1. állomás2. állomás3. állomás4. állomás
Pálya átjátszó vevő CTCSS250,3241,8254,1233,6
Pálya átjátszó adó CTCSS127,3127,3127,3127,3
Bekötő vevő CTCSS127,3127,3254,1127,3
Bekötő adó CTCSS254,1254,1127,3254,1

A pályaátjátszók különböző és “lólépéses” kiosztású belépőkódja a hibásan beállított csatornával az átjátszó közvetlen közelében adást kezdeményező fél kizárását valósítja meg, ezáltal nem indíthat két átjátszót egyszerre. Ugyanilyen szituációban a vétel viszont megvalósulhat a lejövő kódok azonossága miatt.

Az átalakításokkal elértük azt, hogy a gerinchálózat eszközei a saját hálózatuktól már nem szenvednek zavarást. A lefedettség és az átjátszók elérhetősége a továbbiakban csak a bázisállomások helyéből adódó fizikai törvényszerűségektől függ. Láthatóan ebben az esetben is a műszaki lehetőségek észszerű határáig fejlesztettünk, ami távolabbra mutat, mint a megrendelés sorai.