ACCUEIL >>> NUMÉRIQUE

NUMÉRIQUE

NUMÉRIQUE

On s’y perd un peu avec le numérique mais: Il existe actuellement trois systèmes numériques à bande étroite, à usage commercial ou industriel. Deux de ces systèmes sont basés sur la technologie FDMA 6,25 kHz (Un système offre également les fonctionnalités FDMA 12,5 kHz) et le troisième basé sur une trame de modulation TDMA à 2 slots opérant sur une largeur de bande de 12,5 kHz par canal.

Seront donc ici développés des éléments d’explication concernant les technologies TDMA et FDMA ainsi que les systèmes dPMR, NXDN et DMR.

 

Technologie: protocoles TDMA ou FDMA

Sans être trop technique, la différence fondamentale entre les systèmes FDMA (accès multiple par répartition de fréquence) et TDMA (accès multiple à répartition dans le temps) est la définition d’un canal et la manière de l’utiliser (d’y accéder).

TDMA-vs-FDMAEn FDMA une bande passante spécifique (par exemple, 6,25 kHz) à une fréquence spécifique (par exemple, 150,000 MHz) est utilisée pour définir un canal. C’est le mode d’allocation de canaux qui a été utilisé pendant des décennies.

En TDMA, le même principe s’applique en ce qui concerne la bande passante et la fréquence, mais le signal est divisé en intervalles de temps pour disposer d’une capacité “supplémentaire” dans la même bande passante, ce qui revient, par exemple, à disposer de “l’équivalent” de deux canaux 6,25 kHz dans un canal 12,5 kHz.

Cliquer sur le diagramme ci-dessous pour une explication graphique:

FDMA-TDMA

Jusqu’à présent le système TDMA était plus efficace avec un espacement plus large entre voies tel que 25 kHz, puisque deux ou trois utilisateurs pouvaient accéder à la même bande passante que l’utilisateur unique d’un canal FDMA. Cependant, dans le cas de la technologie récemment développée de bande FDMA étroite 6,25 kHz, cette dernière et la technologie TDMA 12,5 kHz à 2 slots obtiennent le même résultat en ce qui concerne l’indice d’occupation spectrale.

Le protocole FDMA spécifié dans les normes ETSI TS102 490 et TS102 658 (pdf) est conforme avec la norme européenne harmonisée EN301 166-2 (pdf) pour une utilisation dans des canaux de 6,25 kHz.

 

Protocoles Propriétaire ou Protocoles Libres

Le protocole du système TDMA est conforme à la norme technique libre TS102 361* de l’Institut Européen pour les Normes de Télécommunications (ETSI) communément appelée DMR (Radio Numérique Mobile). *TS102 361-1 *TS102 361-2 (pdf)

Une licence et des royalties sont exigées pour l’utilisation de ce protocole dans le développement de produit, mais par essence, n’importe quel fabricant peut développer des produits conformes à la norme DMR . De plus, en Europe la norme technique TS102 490 (pdf) de l’ETSI, communément appelée dPMR446, offre une version libre de droits du protocole FDMA 6,25 kHz. Aucune licence ou royalties ne sont réclamées pour l’utilisation de ce protocole et les fabricants, quels qu’ils soient, sont libres de développer des produits conformes à cette norme.

 

Publications ETSI relatant le standard Européen dPMR

ETSI TS 102 587-1 V1.3.1 (2010-09), ETSI TS 102 587-2 V1.3.1 (2010-09), ETSI TS 102 587-3 V1.3.1 (2010-09), ETSI TS 102 587-4 V1.2.1 (2010-09), ETSI TS 102 587-5 V1.3.1 (2010-09), ETSI TS 102 587-6 V1.2.1 (2010-09), ETSI TS 102 795 V2.1.1 (2011-06), ETSI TS 102 726-1 V2.2.1 (2014-09), ETSI TS 102 726-2 V2.1.1 (2011-06), ETSI TS 102 726-3 V2.1.1 (2011-06), ETSI TS 102 490 V1.8.1 (2014-06), ETSI TS 102 658 V2.4.1 (2014-06).

 

dPMR®

dPMR® est un protocole numérique basé sur le FDMA 6,25 kHz décrit dans les normes techniques ETSI TS102 490 et TS102 658 (pdf). Les détails sur la dPMR® et ses fonctionnalités sont disponibles sur le site de l’Association dPMR. En voici ci-après le diagramme simplifié:

dpmr-shema-principe

 

NXDN™

NXDN™ est un protocole numérique basé sur le système FDMA de 12,5 kHz ou 6,25 kHz décrit dans la suite de normes NXDN™. Des détails sur le NXDN™ et ses fonctionnalités sont disponibles sur le site NXDN™ (http://www.nxdn-forum.com/). En voici ci-après le diagramme simplifié:

nxdn-shema-principe

Plaquette NXDN™ à télécharger ici (pdf)

 

DMR™

DMR™ est un protocole numérique à 2 emplacements basé sur le TDMA 12,5 kHz décrit dans les normes techniques ETSI TS102 361**.

Il utilise aussi le protocole FDMA 12,5 Khz (en Tier I) pour le digital PMR446.

**TS102 361-1 **TS102 361-2 (pdf)

Le protocole DMR couvre les modes opérationnels sans licence (niveau I), conventionnels avec licence (niveau II) et ressources partagées avec licence (niveau III), même si en pratique les applications commerciales sont actuellement centrées sur les catégories II et III avec licence.

Des détails sur la DMR™ et ses fonctionnalités sont disponibles sur le site de l’association DMR™ (http://dmrassociation.org). En voici ci-après le diagramme simplifié:

dmr-shema-principe

 

 

Occupation spectrale: comparaison analogique et numérique

comparaison-numérique-analogique

 

 

Indice d’Occupation Spectrale et “Double Capacité”

Comme indiqué ci-dessus, les deux technologies atteignent les possibilités de la bande étroite 6,25 kHz à l’aide de méthodes différentes. La différence réside dans le fait que le système FDMA est un “vrai” canal 6,25 kHz tandis que le système TDMA crée une “équivalence” au canal 6,25 kHz en partageant le canal à 12,5 kHz en intervalles de temps.

À partir du fait que l’espacement à 12,5 kHz est considéré comme la norme actuelle de bande étroite, on peut considérer que les systèmes offrent ce qu’il est coutume d’appeler la “double capacité”. La différence est que le système FDMA est toujours en double capacité qu’il soit utilisé avec ou sans infrastructure. Dans le système TDMA, la double capacité est obtenue à condition qu’un relais synchronise les intervalles de temps et que deux utilisateurs soient dans la même zone géographique et accèdent au même relais en même temps. Voir le schéma ci-dessous.

FDMA-TDMA1-TDMA2

 

Qualité Audio

Beaucoup d’encre a coulé pour décrire la supériorité de la qualité de la technologie des radios terrestres mobiles anagogiques sur la FM analogique. Actuellement, les deux systèmes FDMA et TDMA, utilisent le même vocodeur, donc, mises à part les différences de conception ou de puissance du haut-parleur, la qualité audio des deux systèmes doit être de niveau similaire.

 

Portée d’émission

Théoriquement, en conditions identiques et à même puissance d’émission, la bande passante plus étroite du système FDMA doit permettre au signal d’atteindre une portée supérieure que le système TDMA (ou FDMA à 12,5 kHz). En effet, comme le bruit de fond de tout récepteur est proportionnel à la bande passante du filtre, plus la bande passante est étroite, plus la capacité de réception d’un signal étroit est élevée. Sur le terrain, divers facteurs tels que la topographie, la hauteur de l’antenne des stations de base et des immeubles environnants, etc. affectent la propagation des signaux. Et aucun des deux systèmes ne peut se pré- valoir d’une quelconque supériorité en l’absence de tests comparatifs spécifiques. On peut cependant affirmer que le signal numérique surpasse sans difficulté le signal FM analogique en clarté audio en limites de couverture des communications, fournissant ainsi un signal audio plus fiable sur une zone totale plus étendue, même si la portée des deux signaux en distance est la même. Le schéma comparatif ci-dessous illustre cette différence (cliquer dessus).

numérique-portée-diffusion

 

 

Autonomie de la batterie

Le fabricant du système TDMA revendique une augmentation de 40 % de l’autonomie de la batterie en mode numérique en partant du fait que la durée d’émission est réduite de moitié (c’est-à-dire un intervalle de temps). À ce jour, nous n’avons trouvé aucun document dans la documentation publiée permettant de porter un jugement pertinent sur cette affirmation.

En l’état actuel des choses, l’utilisateur ne dispose donc d’informations suffisantes pour évaluer une quelconque augmentation de l’autonomie de la batterie en mode numérique avec l’utilisation de ce système.

Comme indiqué en rubrique “Portée d’émission”, la réduction du bruit de fond, caractéristique du rétrécissement de la bande passante en mode FDMA, améliore la sensibilité du récepteur. Il est possible d’émettre à puissance d’émission réduite, ce qui à pour conséquence d’augmenter l’autonomie de la batterie et donc de prolonger la durée d’utilisation de la radio.

 

 

Fonctions Numériques

Les deux systèmes FDMA et TDMA offrent de nombreuses fonctions aussi bien en mode analogique qu’en mode numérique. Il est recommandé au lecteur d’effectuer un comparatif exhaustif de chaque système de sorte à disposer de suffisamment de connaissances pour sélectionner celui qui correspond le mieux à ses propres besoins.

La liste ci-dessous récapitule les éléments communs aux deux systèmes pour les fonctions numériques.

  • Double mode: les deux systèmes disposent d’une fonctionnalité “double mode” analogique et numérique et sont compatibles avec les systèmes analogiques FM existants.
  • Communication ‘peer to peer’: les deux systèmes peuvent communiquer ‘peer to peer’ en mode numérique. Cependant, comme indiqué, le système FDMA 6,25 kHz utilise toujours une bande passante de seulement 6,25 kHz par canal en mode numérique. Comme expliqué dans “Indice d’Occupation Spectrale et Double Capacité”, le système TDMA occupe une bande passante de 12,5 kHz de bande passante, mais utilise seulement la moitié du canal (c’est-à-dire un seul intervalle de temps). Du point de vue de l’indice d’occupation du spectre, le système FDMA a l’avantage dans le mode de communication “peer to peer”.
  • Fonction de Signalisation et Type d’appel: bien que la dénomination puisse varier d’un système à l’autre, les équivalents numériques de l’appel individuel, de l’appel de groupe, de l’appel sélectif, des transmissions de données, des messages d’états, etc. existent jusqu’à un certain point, dans les deux systèmes.
Top