Что такое сетевая рация
Мобильная рация – PTT
Прогресс развития технологий для мобильных сетей не стоит на месте и с каждым новым стандартом и технологией для мобильных сетей, перед конечными абонентами открываются новые возможности использования сети. В нашем сегодняшнем разговоре о мобильных технологиях речь пойдет о дополнительной функциональности, которая основывается на пакетной передаче речевых данных — Push-To-Talk (PTT, P2T, Press-To-Transmit).
Intro
Технология PTT или если быть точным PoC (PTT over Cellular) является совсем не новым сервисом в мобильных сетях, но особенность предоставления подобной технологии предполагает внедрения новых элементов в архитектуру сети GSM операторов, которые «заимствуются» из IMS архитектуры и тем самым в конечном счете продвигают внедрение более эффективных методов передачи информации в сети оператора, а также в некоторой степени упрощают эволюцию сети к более новых стандартам.
Давайте разберемся, что же из себя представляет эта технология в общих чертах.
Итак… Технология РоС (похожая технология Walkie-Talkie) позволяет нам использовать телефон в качестве рации в привычном понимании и позволяет передать голосовое сообщение активной группе/абоненту. Так же как и обычной рации, Вам необходимо нажать и удерживать во время разговора специальную клавишу, именуемую «тангентой». При этом основным отличием от обычного разговора с коммутацией каналов будет то, что Ваше короткое голосовое сообщение будет передано по каналам передачи пакетных данных, т.е. GPRS/EDGE и естественно будет намного дешевле для конечного пользователя. Каждый фрагмент голосовых данных доставляется получателю через выделенный в сети мобильного оператора PTT сервер. Для кодирования речи используется кодек AMR (5,15 Кб/с). Пользователь может использовать передачу голосовых данных другому пользователю (unicast) или группе пользователей (multicast).
В случае PTT оптимальное время отклика определяют на уровне 1-1,5 секунд, а время передачи голосового сообщения (задержка) исчисляется на уровне до 2 секунд. Вмешаться в передачу голосовой информации невозможно, как и в «классической» радиопередаче с помощью раций. В случае оживленной передачи собеседники будут обслуживаться по очереди, в той последовательности, к которой они будут нажимать и удерживать кнопку «Разговор» (клавиша «Тангента»).
Разговор осуществляется в классическом полудуплексном режиме (одновременная односторонняя связь), т.е. собеседник слышит Вас, лишь когда Вы удерживаете клавишу «Разговора», в свою очередь Вы сможете услышать других участников Вашей группы только когда у Вас отпущена «Тангента».
Основным преимуществом данной технологии перед «классическими» портативными радиостанциями является конечно же расстояние, на котором Вы доступны другим участникам, т.к. в этом случае ограничением является лишь зона покрытия мобильного оператора.
К основным функциям РоС сервера можно отнести оконечную SIP сигнализацию, доставку голосовых сообщений, обслуживание сообщений для групп пользователей и отдельного абонента, сбор и передача биллинг данных.
GLMS или сервер управления группами содержит информацию о составе групп, списках доступа и полномочиях участников каждой группы.
Элементы P-CSCF и S-CSCF являются частью IMS (IP Multimedia System) и представляют собой шлюз между сетью оператора и самой IMS. Не будем глубоко вдаваться в подробности IMS, т.к. это выходит за рамки нашего сегодняшнего обсуждения и более подробно будет раскрыто в соответствующей статье об IMS.
Отметим только, что существует несколько уровней разделения и основные сетевые элементы мобильного оператора располагаются на т.н. транспортном уровне (Transport Layer), а элементы IMS – на уровне выше (IMS Layer). Для «общения» между уровнями существует некий IMS GateWay.
QoS требования для РоС
В случае поддержки мобильной сетью т.н. Traffic Class Streaming, для RTP/RTCP пакетов активируется отдельный PDP Context, а для сигнализации SIP и http запросов используется т.н. Traffic Class Interactive. Если же класс Streaming не поддерживается сетью, тогда возможно использование двух отдельный PDP Context’ов для сигнализации и RTP данных соответственно. Возможно также использование одного PDP Context’a как для сигнализации, так и для RTP данных.
Схему установления сессии с другим абонентом/группой абонентов можно представить в виде диаграммы ниже. При этом примем допущения, что абонент уже совершил GPRS Attach и активировал как минимум один PDP Context (более детально эти две процедуры рассмотрены в статье: «GPRS изнутри. Часть 2»).
Как видим, установление сессии с другим абонентом, т.е. передача голосового сообщения в эфир, очень схожа с передачей голосовой информации в IP-телефонии, т.к. используется SIP протокол.
Summary
Следует отметить, на рынке мобильных аппаратов достаточно широкий выбор оных, поддерживающих сервис РоС, основная часть устройств представлена компаниями Nokia и Motorola, которые достаточно широко развивали и продвигали стандарт PoC.
Сервис РоС является востребованным для служб такси, туристических организаций, групп абонентов постоянно обменивающихся короткими голосовыми данными, является своеобразной альтернативой конференц-связи.
Само внедрение сервиса, показывает постепенных переход операторов к концепции IMS, что уже само по себе является хорошим показателем. Дальнейшее развитие сервиса PoC предполагает более глубокую интеграцию с мультимедийными сервисами, например, абонент сможет найти другого абонента с помощью т.н. LBS (Location-Based Services), затем сможет отправить ему короткое сообщение с помощью сервиса PoC, возможно отправит ему короткое текстовое сообщение (MIM) или мультимедийное сообщение (MMS).
Еще одним направлением развития сервиса PoC, является предоставления т.н. Push-To-Video [PTV] сервисов, позволяющих оправить/начать видеосообщение другому абоненту/группе абонентов с помощью мобильного терминала.
AAA Server — Authentication, Authorization & Accounting Server
BTS — Base Transceiver Station
ISC — InterSystem Communication
MIM — Mobile Instant Messaging
MMS — Multimedia Messaging Service
PS Core — Packet Switched Core
RADIUS — Remote Authentication Dial In User Service
RTCP — RTP Control Protocol
RTP — Real-time Transport Protocol
UE — User Equipment
Радиосвязь через интернет
Не секрет, что современные системы связи работают с использованием сетевых технологий, что позволяет не только увеличить радиус действия раций и зон покрытия ретрансляторов, но и предоставляет дополнительные возможности пользователям. Сегодня мы рассмотрим базовые технологии, на которых основывается возможность коммуникации через сеть Интернет, и расскажем, чем это может быть полезно как в любительских, так и в профессиональных задачах.
Free Radio Network
Радиолюбитель, живущий в одном из районов города, установил у себя дома Линк, состоящий из: рации, блока питания, кабеля сопряжения, персоняльного компьютера и высоко поднятой антенны. Рация кабелем сопряжения подключена к компьютеру, на котором запущена программа FRN. Любой радиосигнал на соответствующей частоте, который принимает эта рация, передаётся в сеть Интернет. В другом городе, на другом конце страны, живёт радиолюбитель с аналогоичными Линком. Всё, что приняла рация первого Линка, передаётся по Интернету и принимается аналогичной программой FRN, активируя на передачу рацию второго Линка. Абоненты, находящиеся в зоне действия второго Линка, слышат абонента из другого города.
А если представить, что таких линков множество по все стране, во всех городах? Возможности открываются огромные. Ведь теперь, находясь в зоне действия Линка и зная его частоты, можно общаться со всей страной на самую простую переносную портативную рацию! В том случае, если Вы пока не успели обзавестить рацией или Линком – не беда! Ведь установив программу FRN и зарегистрировавшись в системе, можно общаться со всеми абонетами даже без рации, исплоьзуя обычный микрофон для передачи и колонки для приёма сигналов.
На скриншоте приведена программа FRN-Client, открывающая возможности создания Линка или общения без рации. Видны абоненты с работающими Линками, а также абоненты, подключенные в качестве пользовтелей с компьютера.
Технология предназначена для частного и любительского использования. Благодаря специальному серверному программному обеспечению можно создать свой собственный сервер и общаться только в рамках своей группы пользователей. В качестве раций в составе Линка можно использовать как портативные, так и мощные авторации, меняя лишь интерфейсные кабели сопряжения с компьютером.
Эхолинк – это международная радиолюбительская интернет система коммуникаций, созданная на базе технологии Voice-over-IP (VoIP). Программное обеспечение позволяет связываться из любой точки Земного шара с компьютера на компьютер, а также с мобильной или стационарной радиостанции через локальные репитеры или симплексные радиоретрансляторы, подсоединенные к системе эхолинк.
Если в случае с FRN мы говорили о безлицензионном использовании, то здесь пойдёт речь о радиолюбителях с зарегистрированным позывным сигналом. Технология Эхолинк основана на тех же принципах, что и FRN, однако требует соблюдения правил работы в эфире и предоставляет пользователям больше возможностей.
В тех случаях, когда необходимо решать профессиональные задачи, используют радиошлюзы. Они представляют собой либо небольшие коробочки, размером меньше автомобильной рации, либо сервера формата 1U, которые устанавливаются в серверные стойки 19 дюймов. Радиошлюз подключается к аксессуарному разъёму радиостанции и ретранслятора и может обеспечивать не только трансляцию аудиосигналов в глобальную или локальную сеть, но и позволяет удалённо управлять подключенным к нему приёмо-передатчиком: переключать каналы, активировать на передачу, соединяться с АТС, выполнять цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразования сигналов.
Задач, решаемых радиошлюзом, множество. На основе шлюза можно реализовать удалённый приём слепых зон, связать удалённые объекты от небольших помещений до разных городов, стран и континентов, реализовать сплошное покрытие радиосвязью протяжённых объектов, например шоссе и трассы, организовать коммуникацию между собой различных экстренных служб, работающих в разных стандартах связи и многое другое. Известны случаи использования радиошлюзов в любительских целях для связи радилюбителей из разных городов.
Построение систем связи
Как уже упоминалось, современные системы радиосвязи работают вкупе с сетевыми технологиями. Если неободимо связать два удалённых объекта или увеличить зоны покрытия территории в рамках одного объекта – возможно использование ретрансляторов, способных подключаться к сети Интернет или LAN для работы в системе IP Site Connect. Site в этом случае означает ретранслятор вместе с АФУ, которые покрывают определённую территорию. Таким сайтами возможно покрыть как протяжённые объекты для достижения полного сплошного покрытия, так и удалённые друг от друга объекты. Подобные системы основаны на цифровых стандартах связи и требуют использование совместимых радиостанций, поддерживающих функцию роуминга, то есть переключения между сайтами в зависимости от того, сигнал какого из них в данных момент сильнее.
Описанные возможности можно использовать как в личных, так и в рабочих целях, как на лицензируемой, так и на безлицензионной основе, в зависимости от ваших задач.
Персональная радиосвязь. Что? Почем? Зачем?
Здесь не будет никаких схем и скучных лекций об основах радио. Цель статьи – объяснить разницу между имеющимися на рынке моделями. Почему цена может так отличаться, и как это влияет на потребительские характеристики.
Небольшой экскурс
Почти каждый раз, когда в непрофильном кругу заходит речь о средствах персональной радиосвязи, находится кто-то, кто очень удивляется, что подобные устройства все еще активно используются. А аргументация таких скептиков всегда одинаковая: зачем нужны все эти рации, если у каждого в кармане и так есть мобильный телефон с GSM, UMTS, LTE, WiFi, GPS, и еще десятком других страшных слов в комплекте.
Сразу хочу попросить прощения за некоторый снобизм, но по «религиозным» соображениям в этой статье я все-таки буду использовать слово радиостанция.
Конечно, любителям активного отдыха, равно как и профессионалам, работающим группами где-нибудь далеко за пределами теплых кабинетов, ничего объяснять не нужно. Эти люди регулярно пользуются персональной радиосвязью и ее удобство для них очевидно. Но, тем не менее, для остальных поясню ключевые различия мобильных телефонов и радиостанций. Сначала о преимуществах последних.
Автономность. В большинстве случаев персональная радиосвязь осуществляется в так называемом прямом канале, непосредственно от передающего устройства к принимающему. Соответственно, никакая внешняя инфраструктура для такой связи не требуется. Радиостанции прекрасно работают на полюсе и посреди океана, где нет сотовых сетей. Побочный продукт автономности – отсутствие какой-либо платы за связь.
Мгновенность. Радиостанция не требует набора номера и ожидания ответа. Ты просто нажимаешь на кнопку, говоришь, и твои слова сразу доносятся из любого приемного устройства, настроенного на тот же частотный канал. Это бывает очень важно в экстремальных условиях, где тыкать в сенсорный экран, свисая с края обрыва, бывает не всегда удобно.
Широковещание. Одну передающую радиостанцию принимают все, кто находится в зоне ее действия и настроены на ее канал. То есть это связь один-ко-многим, где количество приемников вообще никак не ограничено. Хоть десять, хоть тысяча. Крайне удобно при работе в большой группе, где обычным телефоном пришлось бы обзвонить каждого, потратив на это уйму времени.
Я в курсе про PTT и Zello-подобные сервисы, но мало кто знает, что сообщение через такой канал может приходить с задержкой до десятков секунд. В условиях борьбы с пожаром, например, это вечность.
Теперь о главных недостатках.
Ограниченная дальность. Обратная сторона автономности. Сигнал портативной радиостанции в условиях земной поверхности распространяется обычно на расстояние от нескольких сотен метров до пары-тройки километров. В зависимости от высоты, рельефа, и других факторов. Связи на многие десятки километров, как это иногда показывают в кино или на страничках продавцов, не будет.
Мгновенность. Да, это еще и недостаток. При входящем телефонном звонке можно не спеша вынуть его из кармана, психологически настроиться на прием информации. А вот радиостанция может начать говорить сразу и по делу, без предварительных ласк, так сказать. В результате пионер должен быть всегда готов.
Отсутствие адресности. Обратная сторона широковещания. При связи в группе нельзя вызвать отдельного человека. Максимум, что можно сделать, это в общем канале предложить абоненту перейти на другой канал, где и обсудить персональные вопросы. Это, конечно, гораздо менее удобно, чем прямой звонок по телефону. Да и еще нужно не забыть потом вернуться в общий канал.
Нет подтверждения доставки. Далеко не факт, что переданную информацию принял ее адресат. Не факт, что ее вообще хоть кто-нибудь принял. Например, все абоненты находятся слишком далеко, или их радиостанции настроены на другой канал. Именно поэтому при такой связи правилом хорошего тона является подтверждение факта приема словом «принял» или каким-то подобным образом.
Симплекс. Это когда нельзя одновременно говорить и слушать. Еще и кнопку нажимать. Более того, когда говорит кто-то один, никто другой больше говорить тоже не может. Точнее может, но кого из нескольких говорящих услышит тот или иной абонент – воля случая. Близкий передатчик перекроет дальнего, а вот сигналы равноудаленных передатчиков не наложатся как обычные голоса, а сделают друг друга полностью нечитаемыми.
Ограниченное количество каналов. В отличие от сотовой связи, где за динамическое распределение каналов отвечает сеть, здесь канал выбирают люди, причем его смена часто сопряжена с организационными, а, может, и техническими трудностями. Все это часто ведет к конфликтам в эфире. Для уменьшения влияния этого фактора придумали субтона (CTCSS, DTS и тому подобные «субканалы»), которые позволяют хотя бы не слушать чужую болтовню.
Внимание! Закрытие на субтон не является средством шифрования или иного способа ограничения доступа к вашим разговорам. Эта технология всего лишь закрывает ваш приемник от чужих сигналов на той же частоте. Другими словами, это вы перестаете слышать передачи соседей, а не они ваши.
Отсутствие приватности. Если не уходить в высокие материи шифрованной цифровой связи, то все ваши разговоры могут быть не просто легко услышаны посторонними, но и нарушены чужим в них вмешательством. Некоторые радиостанции имеют в своем составе аналоговый обфускатор сигнала – скремблер, но это сравнительная редкость, да и как шифрование он так себе, что-то типа WEP из мира WiFi, кто захочет – легко раскодирует. Поэтому не забываем старую армейскую мудрость.
Как видим, недостатков выше крыши. Часть из них устранена в профессиональной аппаратуре, но все равно понятно, что радиостанции – это не про бытовую или деловую связь, т.е. не замена телефону.
Мне очень нравится аналогия с сетевыми протоколами.
Сотовый телефон – это TCP. Связь точка-точка; обязательно предварительное соединение с получением согласия на связь от принимающей стороны; гарантированная доставка пакетов; нотификация сторон об аварийном разрыве канала; используется как в локальных, так и в глобальных сетях.
Радиостанция – это UDP. Связь как точка-точка, так и точка-многоточка; никаких предварительных соединений, просто шлешь пакеты и все; нет не только гарантии доставки, но и гарантии того, что кто-то вообще слушает данный порт; аварийный разрыв канала обнаруживается только по отсутствию входящего трафика; чаще применяется в локальных сетях.
При этом никто не говорит, что TCP должен стать заменой UDP. Более того, в «тяжелых» сетевых условиях рекомендуется использовать как раз-таки UDP.
Но, не смотря на все недостатки, такая связь снискала популярность у озвученных выше категорий пользователей. А теперь переходим к теме статьи.
Чуть более десяти лет назад выбора радиостанций фактически не было. Конечно, была и есть дюжина производителей, предлагающих похожие решения по похожей (высокой) цене. Но разница между этими продуктами заключается в основном в оформлении и сервисных функциях. Строятся они все по одному принципу и работают примерно одинаково.
Приемный тракт этих радиостанций построен по супергетеродинной схеме на дискретных элементах или аналоговых микросхемах малой степени интеграции. Передатчик состоит из задающего генератора, совмещенного с модулятором, нескольких каскадов умножения частоты, и усилителя мощности. Тут тоже используются отдельные транзисторы или простенькие микросхемы (а так же гибридные сборки). То есть передатчик и приемник являются аналоговыми устройствами, а из-за того, что некоторые части схемы используются ими совместно, радиостанции такого типа еще называют трансиверами.
Такие устройства я буду далее называть «классическими», ведь принципы их работы известны уже более ста лет.
Сегодня же, благодаря китайским товарищам, на рынке представлено около сотни моделей. Порой похожих друг на друга как близнецы, порой очень не похожих. Но, что главное, цены разных моделей тоже порой отличаются чуть ли не на порядок. Дело в маркетинге и «свистелках», или не только?
RDA и все-все-все
Начнем с самого вкусного по цене и оттого крайне любимого в народе бренда под названием Baofeng. Не буду отрицать, он просто перевернул рынок с ног на голову. Благодаря ему портативные радиостанции превратились из гаджетов в расходный материал. Теперь не нужно откладывать целую зарплату на радиостанцию, достаточно разок не сходить в ресторан. В чем же секрет?
Секрет в этой маленькой микросхеме, всего 5×5 мм, одна тетрадная клетка
Несмотря на некоторый антагонизм радиостанций и мобильных телефонов, своим появлением на свет «Баофенги» обязаны как раз разработкам в области сотовой связи.
Однажды, один инженер спросил себя: если в любом копеечном мобильнике прямо в процессор встроен приемопередатчик с неплохими характеристиками, то почему радиостанции такие сложные и дорогие? Нельзя ли наработки мобильной связи применить для построения такой же дешевой радиостанции?
И закономерно оказалось, что вполне можно. Ведь приемопередатчик радиостанции структурно значительно проще приемопередатчика сотового терминала. Тут и частоты ниже, и переключение прием-передача проще, и требования к стабильности характеристик на порядок мягче. Почему бы и да?
В результате всех этих логических заключений, а потом и инженерных усилий, на свет появилась замечательная микросхема RDA1846, которая включает в себя почти всю радиостанцию. Тут и синтезатор частот, и тракты приемника с передатчиком, включающие в себя все ключевые узлы, и даже интерфейсы SPI и I 2 C для связи с внешним микроконтроллером, более характерные для периферии «ардуин» с «малинками».
Короче, идея сработала на все 200%. Радиостанции на базе этой микросхемы получились примерно той же цены, что и самые дешманские мобильники на базе высоко-интегрированных SoC типа все-в-одном, то есть буквально от двух десятков долларов. И, что тоже очень важно, по некоторым параметрам они даже превзошли классические изделия начального уровня при кратно более низкой цене!
Но наш мир устроен так, что не бывает, чтобы все было хорошо. Где-то должен быть подвох. И он, к сожалению, есть.
Что находится внутри радиостанции Motorola или Kenwood, стоимостью двести долларов? Там очень много разных деталей, среди которых уйма конденсаторов и катушек. Причем, часть катушек еще и с переменной индуктивностью, которую нужно вручную подгонять в каждом экземпляре на этапе производства. Еще обычно есть несколько увесистых кварцевых резонаторов и керамических фильтров.
Все эти детали не запихнуть внутрь кристалла микросхемы. Особенно подстроечные элементы. А если просто вынести их наружу, то получится не намного проще и дешевле, чтобы считать это революцией.
Аналоговые микросхемы приемников и передатчиков, которые содержат в своем составе все, что можно разместить на кристалле, конечно, давно существуют. Но их применение не дает радикальных преимуществ, поэтому многие классические радиостанции все еще базируются на дискретных транзисторах в своей высокочастотной части.
Именно по этой причине интегральные приемники и передатчики строятся по другому принципу. В них аналоговый сигнал подвергается лишь самой минимальной обработке.
Если несколько упростить, то приемник после непродолжительной подготовки переносит сигнал на более низкую частоту, попутно разделяя его на составляющие, и сразу же оцифровывает. Все последующие манипуляции производятся уже над цифровым потоком. Ровно тот же принцип, что у SDR, только алгоритмической обработкой занимается встроенное DSP-ядро, а не отдельный компьютер.
Передатчик наоборот, формирует целевой сигнал полностью «в цифре», и только перед самым выводом его на ножку чипа, подвергает цифро-аналоговому преобразованию и переносу на нужную частоту.
Такой подход позволяет избавиться от 90% тех деталей, которые нельзя вытравить на поверхности кремниевой подложки, а заодно и от всех тех, которые нужно подкручивать в процессе настройки.
Конечно, по количеству элементов схема такого трансивера оказывается на три порядка сложнее аналогового. Но благодаря тому, что вся она теперь размещается на кристалле, который можно штамповать миллионными тиражами, итоговая цена оказалась очень низкой.
В результате получается отличный передатчик, и приемник, который обладает очень хорошей чувствительностью, но имеет некоторые проблемы.
Тот, кто использовал приемники типа RTL-SDR в городе, хорошо знает, как они ведут себя при наличии в эфире мощного мешающего сигнала. Сигнал этот начинает приниматься везде, а не только на своей частоте. А в момент появления такой помехи «проседает» весь спектр, как будто уровень всех остальных сигналов резко уменьшился.
Происходит это из-за того, что диапазон входных напряжений, которые такой приемник может обработать, ограничен схемотехникой входных цепей и разрядностью АЦП. Если типичная чувствительность приемника равна примерно 0.1 мкВ, то даже в идеальных условиях 16-разрядный АЦП упрется в верхний предел своего динамического диапазона уже при входном напряжении всего около 3 мВ. В реальности еще в несколько раз ниже. А такой сигнал легко можно «словить» даже в нескольких километрах от его источника, особенно на внешнюю антенну.
Что происходит при «переполнении» АЦП мощным сигналом? Примерно то же самое, что и при засветке камеры прямым солнечным светом. Каждый видел подобные кадры.
Внутри яркого круга тоже есть ветки и листья, но их не видно
На снимке мы видим, что из-за солнца все цвета поменялись. Темные тона превратились в серые, причем чем ближе к солнцу, тем сильнее искажается цвет. А начиная с некоторой степени приближения уже все пиксели сливаются в сплошной белый цвет и информация о них теряется полностью. Этот порог яркости и есть предел возможностей аналоговых ячеек или АЦП матрицы.
Ровно те же эффекты происходят и в «ослепленном» приемнике. Сильный сигнал заметно подавляет даже то, что далеко отстоит от его частоты. Слабые сигналы при этом начинают тонуть в шумах. А все то, что оказалось рядом с частотой «засветки» – полностью перекрывается помехой.
Это далеко не все негативные последствия перегрузки приемника, но уже достаточно, чтобы объяснить такую неприятную особенность «Баофенгов», как способность принимать помехи от автосигнализаций на любой частоте, даже при большой отстройке от мусорного канала 433.920 МГц. Сигнал рядом расположенной жужжалки в данном случае играет ту же роль, что и прямой солнечный свет на испорченной фотографии.
Можно, конечно, повысить разрядность АЦП до 24 бит и получить неплохой динамический диапазон от 0.1 мкВ до 0.7 В, но тогда нужно будет перевести на 24-битные рельсы и DSP. И заодно не забыть про аналоговые цепи на входе, которые должны потреблять значительный ток для того, чтобы без искажений пропускать через себя почти вольт входного напряжения. Все это можно сделать, но итоговая цена и потребление энергии подобного чипа уже делает его почти бессмысленным по сравнению с аналоговой «классикой».
Кстати, такие решения активно применяются, например, на рынке коротковолновых радиостанций, где проблема динамического диапазона стоит гораздо острее. Но цена их, как я уже сказал, даже выше, чем у классических аппаратов, и вся возня затеяна не для удешевления, а ради огромных возможностей, предоставляемых цифровой обработкой сигнала.
Итак, что мы имеем? «Баофенги» дешевые, компактные, экономичные, чувствительные по приему, но плохо чувствуют себя в загруженном городском эфире.
Их идеальная «среда обитания» – на природе, в море, в пустыне, на полюсе. Короче, подальше от помех, где полностью сможет раскрыться потенциал их чувствительного приемника.
Соответственно, где их применять не нужно – это в авиации и воздухоплавании, на электротранспорте, а в городских условиях быть готовым слушать все сигнализации в радиусе ста метров. И ни в коем случае даже не думать о подключении внешней антенны, в том числе и автомобильной. Вообще ничего кроме штатного «крысиного хвостика» подключать крайне не рекомендую. Чем лучше антенна, тем сильнее проявляются все недостатки RDA-чипа. Вплоть до того, что прием слабых сигналов на внешнюю антенну будет хуже, чем на штатную.
RDA на стероидах
Описанные выше недостатки заставили некоторых производителей пойти на небольшое усложнение и удорожание радиостанции с целью улучшить ее приемные характеристики.
Суть улучшения простая. Раз однокристальный приемник так боится сильных помех, нужно его от них по возможности оградить. Для этого на входе приемника ставятся дополнительные фильтры, состоящие из катушек индуктивности и электрически управляемых конденсаторов переменной емкости – варикапов.
На самом деле варикап – это простой диод, но сейчас не об этом.
Во время установки частоты процессор при помощи встроенного ЦАП меняет напряжение на варикапах так, чтобы их емкость в комбинации с индуктивностью катушек образовывала LC-контуры, настроенные примерно на эту же частоту. Буквально пара таких контуров, соединенные в цепочку, образуют фильтр, который позволяют прямо на входе приемника эффективно отсеять все сигналы, отстоящие от рабочей частоты более чем на несколько мегагерц. В результате радиостанция перестает слышать сигнализации по всему диапазону и вообще работает на прием гораздо лучше.
Ценой улучшений кроме подорожания становится небольшое ухудшение чувствительности приемника из-за потерь в фильтре (ведь остальная схема, в частности усилитель ВЧ, осталась без изменений). Но эти потери с лихвой компенсируется улучшением помехозащищенности, в результате чего способность к приему слабых сигналов в условиях города становится только лучше.
ShiQun SQ-UV25 выглядит точно так же
Какие выводы? Эти радиостанции по качеству приемника занимают промежуточное положение между «Баофенгами» и супергетеродинами. Их можно достаточно комфортно применять в городе со штатной антенной. А в отдаленных местностях даже присоединить наружную антенну по необходимости.
По-прежнему плохо RDA себя чувствует в городе с внешней антенной, и на электротранспорте.
Классика
Классическая схемотехника позволяет приемнику работать в трудных условиях городского эфира и на электротранспорте, где помех еще больше. Но во всем нужно знать меру. Входные цепи даже у супергетеродинного приемника портативной радиостанции заточены в первую очередь на чувствительность и экономичность. Способность противостоять сильным мешающим сигналам хоть и выше, чем у RDA, но использовать внешнюю антенну все равно надо с осторожностью.
Для работы с полноразмерными антеннами рекомендуются только стационарные и некоторые автомобильные аппараты. Их разработчикам не нужно было экономить каждый миллиметр на плате. Даже в режиме приема с закрытым шумоподавителем эти аппараты потребляют от источника питания ток до нескольких ампер. Именно такой ценой достигается широкий динамический диапазон, и поэтому портативная радиостанция никогда не сравнится с ними по этому параметру.
Каков итог? Классические аппараты можно использовать почти без ограничений в любых условиях кроме варианта с внешней антенной в особо загруженном эфире.
Из недостатков более высокая цена и энергопотребление, обычно меньше разных сервисных функций.