1. Repository at ChSTU
  2. Випускні кваліфікаційні роботи
  3. Магістр
  4. 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка (Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані системи та компоненти)
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6437
Назва: Дослідження моделей захищеної системи зв’язку для критичної інфраструктури на основі стандарту TETRA
Автори: Зубко, Ігор Анатолійович
Ступніков, Володимир Романович
Дата публікації: січ-2026
Короткий огляд (реферат): У кваліфікаційній роботі магістра розглянуті загальні характеристики радіо- та стільникових систем зв'язку, їхні принципи роботи та основні відмінності. Описані загальні принципи та функціональні особливості транкінгових мереж, їхні переваги та недоліки. Подано огляд транкінгових мереж, що використовують стандарт TETRA, включаючи їхню поширеність, особливості та застосування. Розглянуті принципи роботи та функціональні можливості систем зв'язку на основі стандарту TETRA. Описані можливості сумісного використання транкінгових мереж з іншими системами зв'язку та їхні впливи на функціональність та ефективність. Надано огляд алгоритму CELP для кодування мовного сигналу в системах зв'язку. Проведено оцінку обсягу та характеристик мовного трафіку, що пересилається в мережі на основі стандарту TETRA. Проведено розрахунок основних параметрів трафіку даних в транкінгових мережах з урахуванням специфіки їхнього використання. Проведено порівняльний аналіз експлуатаційних та технічних характеристик різних стандартів цифрового транкінгового радіозв'язку. Проаналізована економічна ефективність використання систем цифрового радіозв'язку на основі різних стандартів. Порівняні радіочастотні ресурси, необхідні для розгортання мережі зв'язку з використанням різних стандартів. Проведено загальний порівняльний аналіз основних характеристик та переваг різних стандартів цифрового транкінгового зв’язку.
URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6437
Розташовується у зібраннях:174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка (Автоматизація та комп'ютерно-інтегровані системи та компоненти)

Файли цього матеріалу:
Файл Опис РозмірФормат 
М_174_2025_Ступніков.pdf
  Restricted Access		645.71 kBAdobe PDFПереглянути/Відкрити    Запит копії
Показати повний опис матеріалу Перегляд статистики


Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.

Extracted text 
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 
ФАКУЛЬТЕТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ І СИСТЕМ 
КАФЕДРА РОБОТОТЕХНІКИ ТА СПЕЦІАЛІЗОВАНИХ 
КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ 
Пояснювальна записка 
до кваліфікаційної роботи 
освітнього ступеня «магістр» 
  
на тему: Дослідження моделей захищеної системи зв’язку для 
критичної інфраструктури на основі стандарту TETRA 
 
Виконав: здобувач вищої освіти  2 курсу, групи 
МАКІТС-2409 
 174 Автоматизація, комп'ютерно-
інтегровані технології та робототехніка  
освітня програма «Автоматизація та 
комп'ютерно-інтегровані системи та 
компоненти» 
 Володимир СТУПНІКОВ 
 (прізвище та ініціали) 
Керівник Ігор ЗУБКО 
 (прізвище та ініціали) 
Рецензент  
 (прізвище та ініціали) 
 
Захист дозволяю:   
зав. кафедри, д.т.н., професор   Валентина ЛУКАШЕНКО 
 (підпис)  (ім’я та ПРІЗВИЩЕ) 
 
Черкаси 2025 року 
  
1 
 
 
 
ЗМІСТ 
 
СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ ................................. 2 
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ .................................................... 3 
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД СУЧАСНИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ ТА ТРАНКІНГОВИХ 
МЕРЕЖ ............................................................................................................. 7 
1.1 РАДІО І СТІЛЬНИКОВІ ЗАСОБИ ЗВ’ЯЗКУ ..................................................... 7 
1.2 ЗАГАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНКІНГОВИХ МЕРЕЖ ............................. 11 
1.3 ТРАНКІНГОВІ МЕРЕЖІ СТАНДАРТУ TETRA ............................................ 12 
1.4 ПРИНЦИП РОБОТИ СИСТЕМ НА ОСНОВІ СТАНДАРТУ TETRA ................ 13 
1.5 СУМІСНЕ ВИКОРИСТАННЯ МЕРЕЖІ ......................................................... 18 
1.6 ЗАГАЛЬНИЙ ОПИС АЛГОРИТМУ КОДУВАННЯ МОВНОГО СИГНАЛУ CELP 26 
РОЗДІЛ 2. АНАЛІЗ ІНФОРМАЦІЙНОГО ТРАФІКУ І СИСТЕМНИХ 
ХАРАКТЕРИСТИК ....................................................................................... 34 
2.1 ОЦІНКА МОВНОГО ТРАФІКУ В МЕРЕЖІ СТАНДАРТУ TETRA .................. 34 
2.2 РОЗРАХУНОК ОСНОВНИХ ПАРАМЕТРІВ ТРАФІКУ ДАНИХ ......................... 42 
РОЗДІЛ 3. ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ СТАНДАРТІВ ЦИФРОВОГО 
ТРАНКІНГОВОГО РАДІОЗВ'ЯЗКУ ............................................................ 48 
3.1 ЕКСПЛУАТАЦІЙНО-ТЕХНІЧНІ КРИТЕРІЇ ................................................... 50 
3.2 ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ЦИФРОВОГО РАДІОЗВ'ЯЗКУ ........ 70 
3.3 ПОРІВНЯННЯ РАДІОЧАСТОТНИХ РЕСУРСІВ СТАНДАРТІВ TETRA, APCO 
25 ТА TETRAPOL ..................................................................................... 72 
3.4 ПОРІВНЯННЯ СТАНДАРТІВ ЦИФРОВОГО ТРАНКІНГОВОГО РАДІОЗВ'ЯЗКУ 74 
ВИСНОВКИ ....................................................................................................... 76 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ......................................................... 78 
 
 
2 
 
 
 
СПИСОК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ТА СКОРОЧЕНЬ 
 
СМЗ – стільникові мережі зв'язку 
БС – базова станція  
АС – абонентська станція 
ЦС – центральна станція 
ТМЗК – телефонні мережі загального користування  
ПСРЗ – приватні системи рухомого зв'язку 
ССРЗ – стільникові системи рухомого зв'язку 
СПРВ – системи персонального радіовиклику 
СРТ – стільниковий радіотелефон 
ПМР – професійний мобільний радіозв'язок 
TETRA (Trans-European Trunked Radio) – Трансєвропейське транкінгове 
радіо  
ЦМІО – цифрова мережа з інтеграцією обслуговування  
БДТР (TDMA) – багатостанційний доступ з тимчасовим розділення 
БДЧР (FDMA) – багатостанційний доступ з частотним розділенням 
CELP (Code Excited Linear Prediction) – кодер з лінійним прогнозом  
СМО – системи масового обслуговування 
ЧНН – час найбільшого навантаження 
РЧС – радіочастотний спектр 
2 
 
 
 
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ 
Актуальність теми 
Нині в багатьох країнах, що розвиваються, активно впроваджуються 
стільникові мережі зв'язку (СМЗ). Ці мережі призначені для забезпечення 
телефонного зв'язку та передачі даних як для рухомих, так і для 
стаціонарних об'єктів. У СМЗ рухомими об'єктами можуть бути наземні 
транспортні засоби або люди з портативними абонентськими станціями 
(рухомі абоненти). Можливість передачі даних рухомим абонентам значно 
розширює їхні можливості, дозволяючи не лише здійснювати телефонні 
дзвінки, але й приймати телексні та факсимільні повідомлення, графічну 
інформацію (плани місцевості, графіки руху тощо), медичну інформацію та 
багато іншого. 
Значущість СМЗ особливо зростає завдяки активному впровадженню 
персональних комп'ютерів, різних баз даних і комп'ютерних мереж у всі 
сфери життя. Доступ до цих ресурсів через СМЗ дозволяє рухомим 
абонентам оперативно і надійно отримувати необхідну інформацію. 
Відповідно, зростає роль систем зв'язку, підвищуються вимоги до якості 
передачі інформації, пропускної спроможності та надійності роботи. 
Збільшення обсягу інформації потребує скорочення часу її доставки 
та отримання. Саме тому вже зараз спостерігається стійке зростання 
використання мобільних засобів радіозв'язку (автомобільних і портативних 
радіотелефонів), які дають можливість співробітникам вирішувати 
виробничі питання поза робочим місцем. Радіотелефон перестав бути 
символом престижу і став робочим інструментом, який дозволяє 
ефективніше використовувати робочий час, оперативно управляти 
виробництвом і контролювати технологічні процеси, що забезпечує 
додаткові доходи при використанні радіотелефону у виробництві. 
Свою назву СМЗ отримали завдяки стільниковому принципу 
організації зв'язку, за яким зона обслуговування (територія міста або 
3 
 
 
 
регіону) ділиться на численні малі робочі зони або соти у вигляді 
шестикутників. У центрі кожної робочої зони розташована базова станція 
(БС), що забезпечує зв'язок по радіоканалах з абонентськими станціями 
(АС), встановленими на рухомих об'єктах у її зоні. 
Дослідженнями моделей захищеної системи зв’язку для критичної 
інфраструктури на основі стандарту TETRA присвячені роботи відомих 
вітчизняних та зарубіжних вчених, таких як Корченко Олександр; Дрейс 
Юрій Олександрович; Козачок Валерій; Толюпа Сергій; Мейєр Карло; 
Бокслаг Вотер; Вецелс Йос; Дансарі Маркус; Аль Ідріссі Рамі та багатьох 
інших. 
Актуальність теми даної кваліфікаційної роботи магістра 
підтверджується широким спектром застосувань базових станцій, які 
з'єднані дротовими телефонними лініями з центральною станцією (ЦС) 
регіону, яка забезпечує з'єднання рухомих абонентів з абонентами 
телефонної мережі загального користування (ТМЗК) за допомогою 
комутаційних пристроїв. При переміщенні рухомого абонента з однієї зони 
в іншу автоматично перемикається канал радіозв'язку на нову базову 
станцію, що забезпечує безперервність зв'язку. Управління і контроль за 
роботою базових і абонентських станцій здійснюється ЦС, в пам'яті якої 
зосереджені дані про рухомі об'єкти і стан мережі в цілому. 
 
Мета і задачі дослідження. Метою роботи є дослідити та розробити 
модель захищеної системи зв'язку для об'єктів критичної інфраструктури на 
основі стандарту TETRA з урахуванням вимог до надійності та стійкості до 
зовнішніх загроз. 
Для реалізації поставленої мети слід вирішити наступні завдання: 
- провести аналіз інформаційного трафіку і системних характеристик, 
зокрема особливості архітектури та функціонування систем стандарту 
TETRA; 
4 
 
 
 
- розробити модель захищеної системи зв'язку на основі стандарту 
TETRA з урахуванням факторів стійкості до зовнішніх впливів та атак; 
- провести порівняльний аналіз результатів стандартів цифрового 
транкінгового радіозв’язку та визначити переваги запропонованої моделі. 
 
Об’єкт дослідження – процеси організації та функціонування 
захищених систем радіозв'язку для об'єктів критичної інфраструктури. 
 
Предмет дослідження – моделі захищеної системи зв’язку для 
критичної інфраструктури на основі стандарту TETRA. 
 
Методи дослідження базуються на використанні методи системного 
аналізу, теорії інформаційної безпеки, моделювання телекомунікаційних 
процесів, порівняльного аналізу стандартів зв'язку.  
 
Новизна отриманих результатів: 
 
- Удосконалено модель захищеної системи зв'язку на основі 
стандарту TETRA для потреб критичної інфраструктури шляхом 
інтеграції механізмів динамічного управління ключами 
шифрування та адаптивного розподілу ресурсів мережі. 
- Запропоновано підхід до оцінювання рівня захищеності системи 
зв'язку TETRA на основі аналізу ризиків інформаційної безпеки з 
урахуванням специфіки критичних інфраструктур. 
- Розроблено структурну модель взаємодії користувачів системи 
TETRA, яка забезпечує підвищену стійкість до несанкціонованого 
доступу та зниження затримок передачі даних у критичних умовах. 
 
5 
 
 
 
Практичне значення одержаних результатів полягає в доведенні 
отриманих наукових результатів до конкретних інженерних рішень: 
− запропоновано модернізована система зв'язку для об'єктів 
критичної інфраструктури, що потребують високого рівня захищеності та 
надійності передавання даних. 
 
Апробація результатів роботи. Результати роботи доповідалися й 
обговорювалися на студентській науковій конференції: 
− дні студентської науки ЧДТУ, 23 квітня, м. Черкаси, 
Україна, 2025. 
 
Структура та обсяг випускної роботи. Кваліфікаційна робота 
магістра складається із загальної характеристики роботи, 3 розділів, 
висновків та списку використаних джерел. Робота викладена на 
80 сторінках. Ілюстрована 12 рисунками та має 5 таблиць. Список 
використаних джерел містить 41 найменування. 
 
  
6 
 
 
 
РОЗДІЛ 1. 
ОГЛЯД СУЧАСНИХ СИСТЕМ ЗВ’ЯЗКУ ТА ТРАНКІНГОВИХ 
МЕРЕЖ  
1.1 Радіо і стільникові засоби зв’язку 
Використання систем радіозв'язку з рухомими об'єктами можна 
розділити на наступні категорії: 
• приватні системи рухомого зв'язку (ПСРЗ); 
• стільникові системи рухомого зв'язку (ССРЗ); 
• системи персонального радіовиклику (СПРВ). 
Першими почали використовувати ПСРЗ, оскільки державні, відомчі 
або великі приватні організації (міліція, пожежна охорона, таксі тощо) 
отримали право на застосування радіозв'язку з рухомими абонентами. Для 
виклику рухомого абонента в межах обмеженої зони обслуговування почали 
використовувати СПРВ. Згодом з'явилися ССРЗ, які є принципово новими 
системами, заснованими на стільниковому принципі розподілу частот по 
території обслуговування. Вони забезпечують радіозв'язок великій кількості 
рухомих абонентів з виходом на телефонну мережу загального користування 
(ТМЗК). Якщо ПСРЗ обслуговують вузьке коло користувачів, то ССРЗ 
використовуються широкими колами населення за кордоном. 
На відміну від централізованих систем, у стільникових мережах 
радіозв'язок базової станції з абонентською станцією здійснюється в межах 
малої робочої зони, що дозволяє багаторазово використовувати одні і ті ж 
частоти. Число абонентів у СМЗ визначається пропускною спроможністю і 
кількістю БС, що дорівнює числу робочих зон. 
Це число зростає квадратично зі зменшенням радіусу робочої зони (R) 
при постійному радіусі зони обслуговування (R0). Якщо раніше радіус 
робочої зони становив 5-15 км, то тепер він дорівнює 200 м. Зменшення 
радіусу робочої зони з 30 до 0,5 км збільшує кількість абонентів у 3600 разів. 
7 
 
 
 
Це підвищує ефективність використання спектру радіочастот і дозволяє 
керувати великою кількістю наземних рухомих об'єктів. 
Зменшення радіусу робочої зони також дозволяє знизити потужність 
передавачів і чутливість приймачів, що покращує електромагнітну 
сумісність (ЕМС) абонентів у СМЗ та з іншими системами, що 
використовують ті ж радіочастоти. Це також дозволяє знизити вартість і 
розміри абонентської станції, забезпечуючи доступ до баз даних і 
комп'ютерів. 
Ці переваги вже зараз дозволяють підвищити оперативність 
управління та контролю в роботі підприємств і організацій, покращити 
якість технологічних процесів у системах з великою кількістю транспортних 
засобів. 
Стрімке зростання обсягів переданої інформації вимагає скорочення 
часу її доставки та обробки, що є однією з причин швидкого зростання 
мобільних засобів зв'язку на базі СМЗ. 
Впровадження СМЗ означає появу принципово нового виду зв'язку – 
масового радіотелезв'язку, який надає нові види послуг. Стільниковий 
радіотелефон (СРТ) вже зараз вважається основним терміналом, яким 
абоненти користуються як у стаціонарному стані (вдома, на роботі), так і в 
русі. Широке впровадження портативних СРТ дозволить забезпечити кожну 
людину персональним телефоном з індивідуальним номером. 
Створення систем масового радіотелезв'язку з великою кількістю 
абонентів, високою пропускною спроможністю і якістю прийому 
повідомлень можливе тільки при використанні стільникового принципу. Це 
пояснює підвищений інтерес до ССРЗ. 
Сучасні зарубіжні СМЗ мають такі переваги у порівнянні з 
централізованими мережами: 
• велика кількість абонентів; 
• висока якість передачі телефонних повідомлень і даних; 
8 
 
 
 
• можливість зв'язку з комп'ютерами та базами даних; 
• висока ефективність використання спектру радіочастот; 
• краща електромагнітна сумісність з іншими радіотехнічними 
системами. 
Використання СМЗ у різних галузях, таких як транспорт, зв'язок, 
енергетика, будівництво, сфера обслуговування та ремонту, приносить 
значний економічний ефект. За оцінками експертів, щорічні доходи від 
впровадження і експлуатації СМЗ у США досягають 2 мільярдів доларів. 
 
Класифікація систем зв'язку з рухомими об'єктами 
За призначенням системи зв'язку з рухомими об'єктами (ПО) можна 
розділити на: 
• відомчі (спеціалізовані) радіотелефонні системи; 
• радіотелефонні системи загального користування. 
Першими були створені відомчі системи, які використовуються в 
промисловості, сільському господарстві, на транспорті, в будівництві, таксі, 
швидкій допомозі та різних аварійних службах. Ці системи призначені для 
оперативного управління виробничими процесами. Відомчі радіотелефонні 
системи включають диспетчерські системи, що забезпечують зв'язок між 
керівником робіт і абонентами ПО, а також між абонентами та 
радіосистемами передачі даних. Останні особливо корисні в 
автоматизованих системах управління виробництвом та технологічними 
процесами, де необхідно швидко передавати великі обсяги інформації. 
Однак відомчі мережі мають певні недоліки: роз'єднаність, 
неефективне використання спектру частот, обмежену кількість 
обслуговуваних абонентів, складність уніфікації апаратури зв'язку та 
управління. Через ці причини застосування відомчих систем є обмеженим. 
Незважаючи на ці недоліки, відомчі системи радіозв'язку з рухомими 
об'єктами залишаються практичними і орієнтованими на специфічні умови 
9 
 
 
 
і вимоги, для яких вони були створені. Це обумовлює їхнє подальше 
використання. Тому актуальним є завдання модернізації та об'єднання цих 
систем у єдину мережу рухомого радіозв'язку відповідно до концепції 
побудови мережі загального користування. 
Одним із варіантів вирішення цієї задачі є створення єдиного 
автоматизованого управління відомчими та іншими локальними системами 
радіозв'язку, що об'єднуються в мережу загального користування (рис. 1.1.). 
 
Cистеми зв’язку з 
рухомими об’єктами 
Відомчі (спеціалізовані) системи Системи загального користування 
Застосовуються: в промисловоті, Складають основний вид зв’язку з ПО. 
транспорті, будіівництві, таксі, швидкої Об’єднує всіх споживачів в одну групу, 
допомоги, а також в різних аварійних даючи можливість загального доступу до 
службах. системи зв’язку. Наприклад: міську 
телефонну мережу. 
Диспетчерські 
Застосовуються: в автоматизованих 
системах управління виробництвом, 
технологічними процесами. 
 
Рис. 1.1. Галузі застосування систем зв’язку 
 
Радіотелефонні системи загального користування 
На сьогодні радіотелефонні системи загального користування є 
основним типом зв'язку з рухомими об'єктами (ПО). Вони дозволяють 
максимально ефективно використовувати виділений частотний спектр і 
об'єднують своїх споживачів у єдину групу, надаючи їм можливість 
10 
 
 
 
спільного доступу до системи зв'язку незалежно від відомчої 
приналежності, подібно до міської телефонної мережі. 
Ця перевага систем обумовлена широким спектром послуг: 
автоматичне з'єднання абонентів між собою, а також з абонентами міської 
телефонної мережі, інших міст і держав за допомогою міжміських і 
міжнародних ліній, передача голосових і даних повідомлень, а в недалекому 
майбутньому — телексних і факсимільних повідомлень, кольорових 
графічних зображень, інформації з баз даних тощо. 
 
1.2 Загальні характеристики транкінгових мереж 
Як відомо, для збільшення дальності зв'язку для професійного 
мобільного радіозв'язку (ПМР) використовуються ретранслятори, що 
встановлюються на високих точках місцевості. При великій кількості 
абонентів або високої інтенсивності зв'язку може знадобитися установка 
декількох ретрансляторів в одній точці. При закріпленні кожного 
ретранслятора за певною групою абонентів часто може створюватися 
ситуація, коли один ретранслятор перевантажений, в той час, як інший не 
використовується. Збільшення ефективності використання каналів зв'язку та 
пропускної здатності групи ретрансляторів можна домогтися на основі 
використання принципу вільного доступу абонентів до загального 
частотного ресурсу, що отримав назву "транкінг (або транк)" (Trunking - 
об'єднання в пучок). 
Більш суворе визначення можна дати наступним чином: під терміном 
"транкінг" розуміється метод доступу абонентів до загального виділеному 
пучка каналів, при якому вільний канал виділяється абоненту на час сеансу 
зв'язку. Відповідно до цього транкінговими системами називаються 
радіально-зонові системи сухопутної рухомої УКХ радіозв'язку, які 
здійснюють автоматичне розподілення каналів зв'язку ретрансляторів 
(базових станцій) між абонентами.  
11 
 
 
 
Як будь-які мережі рухомого радіозв'язку мережі транкінгу включають 
наземну інфраструктуру (стаціонарне обладнання) та абонентські станції. 
Основним елементом наземної інфраструктури мережі транкінгового 
радіозв'язку є базова станція (БС), що включає кілька ретрансляторів з 
відповідним антенним обладнанням і контролер, який управляє роботою БС, 
комутує канали ретрансляторів, забезпечує вихід на телефонну мережу 
загального користування (ТМЗК) або іншу мережу фіксованого зв'язку.  
 Мережа транкінгового радіозв'язку може містити одну БС 
(однозоновая мережа) або декілька базових станцій (многозоновая мережа). 
Многозоновая мережа звичайно містить з'єднаний зі всіма БС по виділеним 
лініям Міжзональний комутатор, який обробляє всі види міжзональному 
викликів.  
Сучасні транкінгові системи, як правило, забезпечують різні типи 
виклику (груповий, індивідуальний, широкомовний), допускають 
пріоритетні виклики, мають доступ до ТМЗК, забезпечують можливість 
передачі даних і режим прямого зв'язку між абонентськими станціями (без 
використання каналу БС).  
Існують аналогові і цифрові системи транкінгового радіозв'язку. В 
даний час відбувається активне впровадження цифрового транкінгу (транк) 
на базі TETRA. 
 
1.3 Транкінгові мережі стандарту TETRA 
TETRA, як стандарт цифрового транкінгового радіозв'язку, 
складається з ряду специфікацій, що були розроблені Європейським 
інститутом телекомунікаційних стандартів (ETSI). Цей стандарт, спочатку 
створений як єдиний загальноєвропейський цифровий стандарт, початково 
мав назву Трансєвропейське транкінгове радіо (Trans-European Trunked 
Radio) до квітня 1997 року. Проте, через інтерес до нього в інших регіонах, 
12 
 
 
 
його територія розширилася, і тепер TETRA розшифровується як Наземне 
транкінгове радіо (TErrestrial Trunked Radio). 
Стандарт TETRA базується на технічних рішеннях та рекомендаціях 
стандарту GSM і спрямований на створення систем зв'язку, які ефективно та 
економічно підтримують сумісне використання радіозв'язку різними 
групами користувачів, забезпечуючи при цьому секретність та захищеність 
інформації. Особлива увага в даному стандарті приділяється потребам 
служб суспільної безпеки. 
TETRA - відкритий стандарт, що передбачає сумісність устаткування 
різних виробників. Доступ до специфікацій TETRA є вільним для всіх 
зацікавлених сторін, що вступили в асоціацію «Меморандум про 
взаєморозуміння і сприяння стандарту TETRA» (MOU TETRA). Ця 
асоціація об'єднує розробників, виробників, випробувальні лабораторії та 
користувачів з різних країн. 
У стандарт TETRA входять специфікації безпровідного інтерфейсу, 
інтерфейсів між мережею TETRA і цифровою мережею з інтеграцією послуг 
(ISDN), телефонною мережею загального користування, мережею передачі 
даних, установчі АТС і тому подібне В стандарт включений опис всіх 
основних і додаткових послуг, що надаються мережами TETRA. 
Специфіковані також інтерфейси локального і зовнішнього 
централізованого управління мережею. 
 
1.4 Принцип роботи систем на основі стандарту TETRA 
Системи, що базуються на стандарті TETRA, використовують 
технологію TDMA, де чотири робочі канали об'єднуються в один загальний 
потік, який потім передається по радіочастотному каналу шириною 25 кГц. 
Це дозволяє більш ефективно використовувати частотний спектр і спрощує 
радіочастотну частину устаткування базової станції (необхідний лише один 
ретранслятор, антени, фідер і т. д. на чотири робочі канали). 
13 
 
 
 
Максимальна швидкість передачі даних в кожному з робочих каналів 
складає 7,2 кбіт/с. З них для передачі оцифрованого і стиснутого (і при 
необхідності зашифрованого) мовного сигналу використовуються 4,8 кбіт/с, 
а останні 2,4 кбіт/с відводяться для передачі кодів корекції помилок (Рис. 
1.2). 
 
 
 
Рис. 1.2. Принцип передачі даних цифрового сигналу 
 
У режимі передачі даних, для одного зв'язку (одному абонентові) може 
бути виділено від одного до чотирьох потоків, забезпечуючи тим самим 
швидкість передачі до 28,8 кбіт/с (у порівнянні з GSM лише 9,6 кбіт/с). Ця 
швидкість дозволяє передавати не лише голос та текстові дані, але і графіку, 
працювати в Інтернеті, користуватися електронною поштою і навіть 
обмінюватися відеоінформацією. При цьому підключення абонентських 
радіостанцій до цифрових пристроїв не потребує додаткового обладнання. 
Системи на основі TETRA мають широкі можливості щодо передачі 
захищених (зашифрованих) даних. Можуть бути зашифровані як голос, так 
і дані, причому засоби захисту інтегровані в систему і не потребують 
14 
 
 
 
додаткового обладнання. Швидкість передачі даних значно залежить від 
рівня шифрування. 
Для захисту інформації визначено два механізми: 
- На етапі «ефірного» інтерфейсу – забезпечує шифрування «траси» 
між крайовими пристроями і базовою станцією. 
- Наскрізне шифрування – застосовується для обміну 
найважливішими даними, де потрібне шифрування по всьому тракту 
передачі від одного крайового пристрою до іншого. 
 
Таблиця 1.1 
Рівні шифрування даних 
 
 Швидкість (кбіт/с)  
Передача залежно від числа Можливе застосування 
даних виділених потоків 
    
1 2 3 4 
      
Незахищений 7,2 14,4 21,6 28,8 Графічна і відеоінформація, 
режим Інтернет 
      
Захищені дані 4,8 9,6 14,4 19,2 Текст, картографічні дані 
      
Сильно 2,4 4,8 7,2 9,6 Конфіденційна військова і 
захищені дані службова інформація, 
криміналістичні дані, банківська 
інформація 
 
15 
 
 
 
Поза шифруванням, система також використовує традиційні методи 
захисту доступу, такі як перевірка легальності абонентів за їх 
ідентифікаційними та електронними номерами радіостанцій. 
Важливою особливістю TETRA є наявність режимів "прямого" зв'язку 
(Direct Mode) між радіостанціями без участі базової станції і режиму 
"мобільного ретранслятора". Ці режими відповідають потребам служб 
суспільної безпеки. 
Режим "прямого" зв'язку дозволяє радіостанціям функціонувати як у 
межах транкової системи, так і поза нею. Це дозволяє знизити навантаження 
на систему, коли абоненти знаходяться в "радіовидимості", оскільки базова 
станція не бере участь в передачі сигналів. Можливість автономної роботи 
дозволяє забезпечувати зв'язок абонентів навіть при повному пошкодженні 
базового обладнання або під час проведення заходів на виїзді. Дальність 
зв'язку в цьому випадку залежить від фізичних принципів розповсюдження 
радіохвиль. 
Режим "мобільного ретранслятора" дозволяє розширити зону дії 
радіостанцій як у режимі транкового зв'язку, так і поза ним. У цьому режимі 
одна з автомобільних радіостанцій стає тимчасовим ретранслятором для 
віддалених абонентів. При цьому сама радіостанція може залишатися в 
роботі, приймаючи і передаючи виклики. Радіостанція, яка знаходиться в 
режимі ретрансляції, може приймати виклики від транкової системи, а також 
"прослуховувати" канали для прямих запитів (режим Dual Watch – 
подвійний перегляд). 
Можливість "прямого" зв'язку і режиму "мобільного ретранслятора" 
дозволяє легко створювати автономні "мережі" на базі радіостанцій TETRA, 
наприклад, для проведення надзвичайних заходів або в віддалених місцях, 
де немає зони дії базової станції (рис. 1.3, 1.4, 1.5). 
  
16 
 
 
 
 
Приймач/ Приймач/ 
передавач передавач 
 
 
Рис. 1.3 - Режим «прямого» зв'язку (Direct Mode) 
 
Приймач/ Приймач/ 
передавач передавач 
  
Мобільний 
ретранслятор 
 
 
Рис. 1.4. Режим «прямого» зв'язку через мобільний ретранслятор 
 
Приймач/ 
передавач Стаціонарний 
Мобільний 
 підсилюючий 
ретранслятор ретранслятор 
Приймач/ 
передавач 
  
 
Рис. 1.5. Режим «мобільний ретранслятор» при транковому зв'язку 
 
Всі функції закладені в систему TETRA стандартно, тому не 
потрібують додаткового устаткування. 
 
17 
 
 
 
1.5 Сумісне використання мережі 
У системах TETRA підтримується можливість використання мережі 
декількома незалежними організаціями з забезпеченням загальної 
секретності і взаємної безпеки через створення віртуальних мереж. Вони 
дозволяють розділяти загальну фізичну мережу різним організаціям, 
імітуючи при цьому "персональну" систему і зберігаючи повний контроль 
над своїми комунікаційними функціями. Для кожної віртуальної мережі 
може застосовуватися не тільки свій набір параметрів системи, але і власний 
центр управління. 
Технічні характеристики радіоінтерфейсу стандарту TETRA 
включають роботу в стандартній сітці частот з кроком 25 кГц. Мінімальне 
дуплексне рознесення радіоканалів складає 10 МГц. Для систем TETRA 
можуть використовуватися декілька піддіапазонів частот, і в різних країнах 
ці діапазони можуть відрізнятися.  
Повідомлення передаються мультикадрами тривалістю 1,02 секунди, 
кожен з яких містить 18 кадрів, один із яких є контрольним. Кадр 
складається з 4 тимчасових інтервалів (time slots), кожен з яких має довжину 
510 біт, з яких 432 є інформаційними. Часовий інтервал починається з 
передачі пакета PA (Power Amplifier), далі передаються інформаційні блоки 
та синхропослідовність SYNCH, і закінчується захисним блоком. 
У системах TETRA використовується відносна фазова модуляція типу 
p/4-DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying) з швидкістю 
модуляції 36 Кбіт/с. 
Для передачі голосу використовується кодек з алгоритмом 
перетворення типу CELP (Code Excited Linear Prediction). Після цифрової 
обробки голосові дані піддаються блоковому і згортальному кодуванню, 
перемеженню та шифруванню, після чого формуються інформаційні канали. 
Пропускна спроможність одного інформаційного каналу становить 7,2 
18 
 
 
 
Кбіт/с, що дозволяє досягнути загальної швидкості передачі даних 28,8 
Кбіт/с. 
Мережева архітектура 
Специфікація стандарту TETRA не обмежує архітектуру мережі 
зв'язку, що дає можливість реалізувати різноманітні конфігурації мереж з 
різною географічною протяжністю завдяки модульному принципу побудови. 
Мережі стандарту TETRA передбачають розподілену інфраструктуру 
управління і комутації, що забезпечує швидку передачу викликів і 
збереження локальної працездатності системи при відмові окремих її 
елементів. Основними компонентами мереж TETRA є базові і мобільні 
станції, пристрої управління базовими станціями, контролери базових 
станцій, диспетчерські пульти, термінали технічного обслуговування і 
експлуатації. Функції мережевого обслуговування і міжсистемної взаємодії 
визначаються відповідними пристроями та програмним забезпеченням. 
• радіоінтерфейсом (Radio Air Interface), що визначає взаємодію 
базової станції з мобільними абонентськими радіостанціями;  
• радіоінтерфейсом безпосереднього з'єднання між двома 
абонентськими радіостанціями (Direct Mode Radio Air Interface);  
• інтерфейсом дротяного зв'язку (Line Station Interface), що зв'язує 
контроллер базової станції з диспетчерським пультом;  
• міжсистемним інтерфейсом (ISI - Inter System Interface) для 
організації зв'язку між контроллерами базових станцій різних мереж;  
• інтерфейсом зв'язку між терміналом передачі даних і мобільною 
станцією  або диспетчерським пультом (Terminal Equipment Interface);  
• інтерфейсом управління мережею (Network Management 
Interface);  
• інтерфейсом (Gateways to PABX, PSTN, ISDN, PDN) для 
підключення до установчим АТС (УАТС), телефонної мережі загального 
19 
 
 
 
користування (ТМЗК), цифрової мережі з інтеграцією обслуговування 
(ЦМІО), мережі з комутацією пакетів (МКП).  
Для збільшення зон обслуговування в стандарті TETRA 
передбачається можливість використання абонентських радіостанцій як 
ретранслятори (рис. 1.6). 
 
 
 
Рис. 1.6. Розподілена структура мережі TETRA 
 
Примітне те, що стандартизовані тільки зовнішні інтерфейси, тоді як 
внутрішні реалізації комутаторів, пристроїв що управляють, контроллерів 
не стандартизовані. З одного боку це дозволяє підтримувати «відвертість» 
стандарту, а з іншої – залишає можливість виготовлювачам пропонувати 
власні, найбільш ефективні, розробки і рішення. 
 
Режими функціонування системи і види інформаційного обміну 
Система стандарту TETRA може працювати в наступних режимах: 
20 
 
 
 
1. Транкінгові зв'язки: В цьому режимі обслуговувана територія 
розділяється на зони дії базових приймопередавальних станцій. 
Стандарт TETRA дозволяє будувати системи з виділеним частотним 
каналом управління або з розподіленим. У системах з виділеним 
каналом управління базові станції надають абонентам декілька 
частотних каналів, один з яких призначений для обміну службовою 
інформацією. У системах з розподіленим каналом управління 
службова інформація передається або в спеціально виділеному 
тимчасовому каналі, або в контрольному кадрі мультикадра. 
2. З відкритим каналом: В цьому режимі абоненти можуть 
використовувати відкриті канали для безпосереднього спілкування без 
участі базових станцій. 
3. Безпосередній зв'язок: У цьому режимі абоненти можуть спілкуватися 
безпосередньо один з одним, обходячи базові станції. 
Канали передачі повідомлень можуть виділятися відповідно до 
наступних способів. 
1.   Транкінг повідомлень (message trunking). Канал привласнюється на 
початку сеансу зв'язку і звільняється по його закінченню. 
2.   Транкінг передач (transmission trunking). Канал привласнюється 
тільки на час однієї транзакції (періоду передача/прийом), після чого він 
звільняється. Для наступної транзакції може бути виділений новий канал. 
3.   Квазітранкінг передач (quasi-transmission trunking). Канал так само, як 
і в транкінгу передач звільняється після транзакції, проте з деякою 
затримкою, що дозволяє понизити кількість сигналів управління. 
У системі стандарту TETRA існують різні режими зв'язку та способи 
передачі інформації: 
1. Режим з відкритим каналом: В цьому режимі група користувачів 
може спілкуватися за принципом "один до багатьох" без спеціальних 
процедур встановлення з'єднання. Будь-який абонент, який приєднується до 
21 
 
 
 
групи, може в будь-який момент використовувати цей канал. Радіостанції 
працюють у двочастотному симплексі. 
2. Режим безпосереднього зв'язку: У цьому режимі між терміналами 
встановлюються з'єднання без участі базових станцій. Це може бути як 
двостороннє, так і багатоточкове з'єднання по радіоканалах. 
3. Режим "подвійного спостереження" (Dual Watch): Мобільні станції 
можуть працювати в режимі Dual Watch, що дозволяє одночасно приймати 
повідомлення від абонентів, що працюють як у режимі транкінгової, так і 
прямого зв'язку. 
У стандарті TETRA підтримуються два основних види 
інформаційного обміну: передача мови та передача даних. 
- Передача мови: Включає різні режими, такі як індивідуальний 
виклик абонентів, багатобічний мовний зв'язок та циркулярний зв'язок. Ці 
режими дозволяють передавати як відкриту мовну інформацію, так і 
зашифровану. 
- Передача даних: Включає передачу даних з комутацією ланцюгів, 
комутовані пакети даних та короткі повідомлення. Ці режими передачі даних 
можуть використовуватися для різноманітних цілей, включаючи 
комунікацію даних та оперативне сповіщення. 
 
Основні функції мережевого обслуговування 
Основні мережеві процедури в системі стандарту TETRA 
забезпечуються стандартизованими службами і включають такі функції: 
1. Реєстрація мобільних абонентів і роумінг: Ця процедура дозволяє 
абонентам зареєструватися в мережі та забезпечує можливість переходу 
абонентів між базовими станціями без втрати зв'язку. Роумінг дозволяє 
абонентам користуватися послугами мережі поза їхньою домашньою 
мережею. 
22 
 
 
 
2. Повторне встановлення зв'язку: Ця процедура дозволяє замінити 
базову станцію, яка використовується абонентом, у разі погіршення умов 
зв'язку. Це забезпечує збереження якості зв'язку та безперервність 
обслуговування. 
3. Аутентифікація абонентів: Ця процедура встановлює достовірність 
абонентів перед мережею, забезпечуючи безпеку та запобігаючи 
несанкціонованому доступу до мережевих ресурсів. 
4. Відключення/підключення абонента: Ця процедура дозволяє 
абонентам виходити з мережі або знову приєднуватися до неї за їхньою 
власною ініціативою. 
5. Відключення абонента оператором мережі: Ця процедура дозволяє 
оператору мережі блокувати роботу абонентських терміналів в разі 
порушень або інших недоречностей. 
6. Управління потоком даних: Ця процедура дозволяє мережі 
перемикати потік даних, направлений до певного абонента, що забезпечує 
ефективне використання мережевих ресурсів і покращує якість 
обслуговування. 
 
Безпека зв'язку 
Стандарт TETRA надає два рівні безпеки для переданої інформації, що 
гарантує захист даних: 
1. Стандартний рівень безпеки: Використання шифрування 
радіоінтерфейсу, яке забезпечує рівень захисту, подібний до системи 
стільникового зв'язку GSM. Цей рівень безпеки забезпечує механізми 
аутентифікації абонента і інфраструктури, конфіденційність трафіку 
за рахунок потоку псевдоімен та спеціфікованого шифрування 
інформації. Перемикання інформаційних каналів і каналів управління 
під час ведення сеансу зв'язку також надає додатковий захист 
інформації. 
23 
 
 
 
2. Високий рівень безпеки: Використання наскрізного шифрування, що 
забезпечує захист мови і даних в будь-якій точці лінії зв'язку між 
стаціонарними і мобільними абонентами. Цей рівень захисту 
інформації є унікальною вимогою спеціальних груп користувачів. 
Стандарт TETRA визначає тільки інтерфейс для наскрізного 
шифрування, що дозволяє використовувати різноманітні оригінальні 
алгоритми захисту інформації. 
Ці два рівні безпеки дозволяють забезпечити надійний захист 
інформації, яка передається через систему TETRA, і враховують потреби 
різних типів користувачів, включаючи спеціальні групи з підвищеними 
вимогами до безпеки. 
Функції систем TETRA 
В порівнянні з мережами стільникового зв'язку, транкінгові системи 
стандарту (табл. 1.2.) TETRA набагато ефективніші з економічної точки зору 
при реалізації однозонових мереж зв'язку або мереж з локальним покриттям 
території. Прийнятий в стандарті TETRA метод тимчасового розділення 
каналів зв'язку (TDMA - Time Division Multiple Access) надає можливість 
економічного використання ресурсів радіочастотного спектру і забезпечує 
ефективність побудови мереж зв'язку з невеликим радіусом зони 
обслуговування, але інтенсивним трафіком. 
 
Таблиця 1.2 
Порівняльна таблиця необхідних для відомчих і корпоративних мереж 
зв'язку режимів систем TETRA і GSM. 
 
Режими і функціональні можливості TETRA(R1) TETRA(R2) GSM 
Груповий виклик + + +\- 
Широкомовний виклик + +  
Дуплексний зв'язок + + + 
24 
 
 
 
Шифрування радіоінтерфейсу + + + 
Шифрування «крапка - крапка» + +  
Багатоключове шифрування + +  
Режим прямого зв'язку + +  
Прямий зв'язок через ретранслятори + +  
Статусні повідомлення + +  
Служба коротких повідомлень + + + 
Передача даних з комутацією пакетів + + + 
Передача даних з комутацією каналів + + + 
Одночасна передача голосу і даних + +  
Надання широкої смуги за запитом + +  
Високошвидкісна передача даних  +  
Режими і функціональні можливості TETRA(R1) TETRA(R2) GSM 
Режим «receive-only mode»  +  
Можливість розширення зони зв'язку  +  
Виклик диспетчера + +  
Вибір зони + +  
Пріоритетний доступ + +  
Аварійний виклик + + +\- 
Пріоритетний виклик + + +\- 
Переважний пріоритетний виклик + +  
25 
 
 
 
Затримане входження в зв'язок + +  
Затриманий виклик + +  
Виборче прослуховування абонентів 
+ +  
диспетчером 
Дистанційне прослуховування 
+ +  
акустичної обстановки 
Динамічне перегрупування + +  
 
Прикладом таких мереж радіозв'язку можуть служити аеропорти 
(особливо, міжнародні), де необхідна організація роботи великої кількості 
груп абонентів (екіпажів літаків, служб безпеки, митників, прикордонників, 
працівників сервісних служб і т. д.). 
 
1.6 Загальний опис алгоритму кодування мовного сигналу CELP 
Кодування мовних сигналів в стандарті TETRA використовує метод 
інформаційного ущільнення за допомогою кодера з лінійним прогнозом і 
багатоімпульсним збудженням від коду (CELP). Цей метод кодування 
ґрунтується на лінійній авторегресійній моделі процесу формування і 
сприйняття мови. 
Лінійна авторегресійна модель, що використовується в TETRA, 
передбачає, що мовний сигнал може бути представлений як комбінація його 
попередніх значень та випадкового багатоімпульсного збудження. Цей 
підхід дозволяє ефективно компресувати мовний сигнал за рахунок передачі 
лише параметрів, що описують цю модель, замість самого сигналу. Такий 
підхід ефективно використовується для кодування мови, оскільки враховує 
особливості формування і сприйняття мови людьми. 
Цей метод кодування знаходиться на певному проміжному положенні 
між кодерами форми сигналу і параметричними вокодерами. Він поєднує 
переваги обох підходів, забезпечуючи хорошу якість звуку при ефективному 
використанні пропускної здатності каналу зв'язку. 
26 
 
 
 
Використання лінійної авторегресійної моделі з локально постійними 
параметрами на інтервалах 10-30 мс є важливим аспектом цього методу. 
Вона дозволяє ефективно моделювати характеристики мовного сигналу на 
коротких часових інтервалах, що дозволяє забезпечити якісне кодування 
мови при обмеженому обсязі передаваної інформації. Для цієї моделі:  
 
(1.1) 
 
 
де М - порядок моделі, s(n) - послідовність відліків мовного сигналу, 
а(m) - коефіцієнти лінійного прогнозу, що характеризують властивості 
голосового тракту, а x(n) - послідовність, що породжує, або сигнал 
збудження голосового тракту. Авторегресійна модель мовного сигналу 
описує його з достатньо високим ступенем точності і дозволяє застосовувати 
розвинений математичний апарат лінійного прогнозу. При цьому 
забезпечується вища якість декодованої мови, стійкість до вхідного 
акустичного шуму і помилок в каналі зв'язку, чим в системах з іншими 
принципами кодування. 
У методах аналізу через синтез з використанням багатоімпульсного 
збудження від коду головна новизна полягає в тому, що для підвищення 
якості синтезованої мови в сигналі залишку лінійного прогнозу 
відбираються ті значення, які є найбільш важливими. Основними 
перевагами цього методу є те, що він враховує специфіку слухового 
сприйняття та забезпечує природне звучання синтезованої мови. 
У процедурі багатоімпульсного збудження сигнал залишку лінійного 
прогнозу подається у вигляді послідовності імпульсів з нерівномірно 
розподіленими інтервалами та різними амплітудами. Амплітуди та 
положення цих імпульсів визначаються на покадровій основі. Головною 
перевагою цього підходу є те, що він застосовується для будь-якого мовного 
27 
 
 
 
сегменту і не вимагає знань про вокализованість даного сегменту чи період 
основного тону. 
Методи аналізу через синтез використовують синтезатор мовного 
сигналу як складову частину пристрою кодування. У цих методах завдання 
аналізу полягає у процедурі оцінки передаваних в канал зв'язку параметрів 
мови, що здійснюється на основі певного критерію розузгодження між 
початковим і декодованим сигналами. Для урахування специфіки слухового 
сприйняття зазвичай використовується зважена по частоті квадратична 
помилка. 
(1.2) 
 
де S(f) і Sq(f) - перетворення Фурье початкового і синтезованого 
мовних сигналів, а W(f) - вагова функція. Зважаючи на важливість для 
сприйняття мови не тільки формант, але і міжформантних областей, для 
алгоритмів аналізу мови через синтез Етолом була запропонована вагова 
функція наступного вигляду  
(1.3) 
 
де A-1(z) - синтезуючий фільтр, а - параметр, регулюючий енергію 
помилки або шум квантування. Фактично, при такому зважуванні 
підкреслюється помилка в міжформантних областях і тим самим 
забезпечується більш рівномірний по частоті розподіл відношення 
потужності корисного сигналу до потужності помилки кодування.  
У алгоритмах кодування з аналізом через синтез підвищення 
ефективності інформаційного ущільнення мовних сигналів проводиться, 
переважно, за рахунок скорочення надмірності послідовності x(n), яка 
здійснює збудження синтезуючого фільтру A-1(z)  лінійного прогнозу, що 
формує що огинає сигналу, з коефіцієнтом передачі  
28 
 
 
 
  
(1.4) 
 
Для цієї мети застосовується також додатковий фільтр з 
характеристикою  
  
(1.5) 
 
з одним коефіцієнтом прогнозу gp і затримкою на період основного 
тону T. Він виконує функції генератора квазіперіодичних коливань 
голосових зв'язок при вимові вокализованних звуків.  
Залежно від способу опису сигналу x(n), фільтру (1.5), що поступає на 
вхід, можна виділити алгоритми кодування із збудженням прорідженою 
послідовністю імпульсів – MPLP (Multi Pulses Linear Prediction), з 
самозбудженням – SELP (Self Excited Linear Prediction), і нарешті, із 
збудженням від коду – CELP. Експериментально встановлено, що кодове 
збудження забезпечує найбільш висока якість декодованого мовного 
сигналу, у тому числі і за наявності вхідних акустичних перешкод.  
Метод CELP був запропонований Етолом і Шредером в 1984 р. 
Найбільш ефективне застосування цього методу при передачі мовного 
сигналу в діапазоні швидкостей від 4 до 16 Кбіт/с.  
Базова структурна схема передавальної (а) і приємної (б) частини 
CELP-кодера показана на рис. 1.7.  
29 
 
 
 
 
 
 
Рис. 1.7. Структурна схема передавальної і приймальної частини 
CELP-кодера 
 
По суті, в алгоритмі CELP проводиться векторне квантування 
послідовності x(n), тобто позиції імпульсів і їх амплітуди в сигналі 
багатоімпульсного збудження оптимізуються одночасно. 
При цьому відрізок (сегмент) сигналу збудження вибирається із 
заздалегідь сформованої постійної сукупності - кодової книги, що містить 
достатньо велику кількість реалізацій, наприклад, некорельованого шуму 
гауса. Вибрана реалізація посилюється і подається на вхід ланцюжка 
фільтрів (1.5) і (1.4).  
Пошук оптимальних значень gp і T синтезатора основного тону, 
коефіцієнта посилення і номера елементу кодової книги здійснюється за 
допомогою аналізу через синтез. В цілому, в канал зв'язки передаються 
номер (індекс) елементу кодової книги з відповідним коефіцієнтом 
30 
 
 
 
посилення, параметри синтезатора основного тону, а також коефіцієнти 
лінійного прогнозу, що характеризують стан голосового тракту. 
 
Структура кодера TETRA 
У стандарті TETRA використовується CELP-кодер із швидкістю 
перетворення 4,8 Кбіт/с. На рис. 1.8 показана спрощена блок-схема декодера 
(синтезатора), використовуваного в CELP-кодере TETRA.  
 
 
Рис. 1.8. Блок-схема декодера мовного сигналу в стандарті TETRA. 
 
Фільтр з великою постійною часу виконує функцію довготривалого 
предиктора (Long Term Preductor), моделює квазіперіодичність 
(довготривалі кореляції) мовного сигналу і має характеристику (1.5). Він 
виконаний на основі адаптивної кодової книги, що містить сигнали 
31 
 
 
 
збудження і що реалізовує генерацію квазіперіодичних коливань голосового 
тракту.  
Фільтр з малою постійною часу виконує функцію короткочасного 
предиктора (Short Term Preductor), моделює короткочасні кореляції, тобто 
кореляції між відліками мовного сигналу, і має характеристику (1.4) з 
порядком пророчого пристрою, відповідним M=10. У синтезаторі TETRA 
використовується вагова функція (2.3) із значенням коефіцієнта γ=0,85.  
Кодова книга алгебри (постійна) містить сукупність векторів 
збудження, що є послідовностями з білим розподілом гауса з нульовим 
середнім значенням і одиничною дисперсією. Вона служить для реалізації 
першого етапу генерації збудливого сигналу. На другому етапі проводиться 
корекція збудливого сигналу шляхом додавання до нього даних з адаптивної 
кодової книги. Сформована у результаті збудження послідовність поступає 
на вхід синтезуючого фільтру A-1(z), де обчислюються значення вихідного 
мовного сигналу відповідно до виразу (1.1).  
У кодері TETRA проводиться оцінка М=10 коефіцієнтів лінійного 
прогнозу і аналіз можливих значень параметра синтезатора (індексу kc і 
коефіцієнта посилення gc кодової книги алгебри і індексу kp і коефіцієнта 
посилення gp адаптивної кодової книги), метою якого є мінімізація зваженої 
помилки розузгодження між вхідним і синтезованим мовними сигналами. 
Отримані при цьому оптимальні параметри синтезатора квантуються і 
передаються в канал зв'язку. Обробка сигналів в кодері і декодері 
проводиться по блоках. 
Тривалість основного блоку складає 30 мс, що відповідає 240 відлікам 
при частоті дискретизації 8 кГц. Для кожного такого блоку формується кадр 
передаваної в канал зв'язку інформації об'ємом 137 біт, що забезпечує 
швидкість передачі інформації 4567 біт/с. Оцінка коефіцієнтів лінійного 
прогнозу виконується один раз на всьому блоці, а оптимізація решти 
параметрів синтезатора виконується на сегментах тривалістю 60 відліків, 
32 
 
 
 
тобто 4 рази на блок. Порозрядний розподіл інформації в передаваному кадрі 
приведений в таблиці 1.3.  
 
Таблиця 1.3 
Порозрядний розподіл інформації в передаваному кадрі 
Параметр 1-й 2-й 3-й 4-й Всього 
сегмент сегмент сегмент сегмент в кадрі 
Коефіцієнти лінійного     26 
прогнозу 
Період основного тону 8 5 5 5 23 
Індекс кодової книги 16 16 16 16 64 
алгебри 
Коефіцієнти посилення 6 6 6 6 24 
Всього     137 
 
33 
 
 
 
РОЗДІЛ 2. 
АНАЛІЗ ІНФОРМАЦІЙНОГО ТРАФІКУ І СИСТЕМНИХ 
ХАРАКТЕРИСТИК 
 
2.1 Оцінка мовного трафіку в мережі стандарту TETRA 
Проектування мереж рухомого зв'язку, зазвичай починають з 
прогнозування передбачуваного навантаження, тому питання про 
навантаження у всій мережі, є ключовим. Правильний розрахунок 
навантаження робить систему гнучкою, готовою до будь-яких неординарних 
ситуацій. Вивченню навантаження приділяється багато уваги, але в 
більшості своїй це роботи по дослідженню статистичних даних вже 
працюючих мереж. Дана інформація, безумовно, важлива, але тільки для 
подальшої експлуатації мережі, оскільки дозволяє підвищити пропускну 
спроможність базової станції, позбавитися від перевантажень або виправити 
погрішності результатів проектування. 
Моделі Телетрафіка - неоцінимий для цієї мети засіб. Моделі корисні 
в різних областях мережевої архітектури, мережевих розподілів і оцінок 
характеристик протоколів. Спочатку традиційні моделі телетрафика були 
розроблені для стаціонарних мереж зв'язку . Зокрема, це була перша модель 
Ерланга для розрахунку вірогідності втрат в системі масового 
обслуговування. 
Система TETRA є саме таким прикладом системи масового 
обслуговування (СМО). У ній присутні всі необхідні для цього 
характеристики СМО: випадковий потік заявок, тривалість виклику 
(тривалість заняття радіоканалу), кінцеве число обслуговування каналів, що 
надаються рухомим абонентам мережі. Найбільший інтерес, з погляду СМО, 
представляє модель для розрахунку абонентського навантаження в соте з 
урахуванням конкретних параметрів устаткування базових станцій. 
Розрахунок числа абонентів, що одночасно говорять: 
 
34 
 
 
 
                                      А = Аср· Nаб                                                   (2.1), 
 
де Аср = 0,1 Ерл – навантаження одного абонента під час найбільшого 
навантаження; 
Nаб = 3500 – абонентів. 
 
А = 0,1 *3500 = 350 Ерл. 
 
По таблиці Ерланга при навантаженні 350 Ерл і вірогідність 
блокування Рбл = 5 %,  число абонентів, що одночасно говорять, буде 350 л. 
(Nc  = 350 л.). 
Розрахунок щільності абонентів, що одночасно говорять: 
 
Nс
na = ,
                                              S                                                        (2.2), 
 
де S -  площа обслуговуваної території (км2) 
 
413 чел
na = 
380 2
1 км . 
 
Максимально можливий радіус соти при заданому навантаженні і 
обслуговуваній території визначається по формулі: 
 
S
                                           R0 = K   км,                                        (2.3) 
 
K = na / N0 
 
35 
 
 
 
де na  – щільність абонентів, що одночасно говорять; 
N0  – загальне число каналів зв'язку в соті. 
 
413
R0 = 3,14* (1/16)   = 45,87 км. 
 
Визначення просторових параметрів мережі. 
Площа зони обслуговування; 
Число абонентів в зоні обслуговування; 
Число робочих каналів виділених операторові; 
Число каналів трафіку і каналів управління, що доводяться на одну 
частоту, що несе; 
Допустима вірогідність блокування виклику Рбл = 0,05; 
Активність одного абонента під час найбільшого навантаження 
Аср=0,1Ерл. 
Визначення параметрів BS. 
Максимальна потужність передавача Рmax = 20-30 Вт; 
Висота підвісу антени базової станції hBS  = 30 м; 
Втрати потужності передавача, втрати в комбайнерові ηк  = 0 dВ [1]; 
Втрати у фідері ηф = 2 dB\100 м; 
Кількість передавачів на одній BS = 1-6 шт; 
Параметри приймальної станції. 
висота антени мобільної станції щодо землі hМS = 1.5 м; 
чутливість приймача -119.4 dBм; 
 
При заданих початкових даних і методиці побудови початкового 
наближення стільникових систем розрахуємо необхідну потужність 
передавача. Для цього задаватимемося потужністю передавача, висотою 
36 
 
 
 
підвісу антени базової станції, і розраховувати максимальну дальність 
зв'язку, що забезпечується з вірогідністю 75 % на межі зон обслуговування. 
Вибір потужності передавача базової станції. 
Потужності передавача (Р1прд = 25Вт середнє значення): 
 
                            Рпрд = 10ℓg  Р1прд + 30 dBм                                           (2.4) 
 
Рпрд = 10ℓg 25 + 30 = 43.98  dBм 
 
Потужність випромінювання: 
 
                            Ризл = Рпрд – ηф – ηк – Gт   dBм                                      (2.5) 
 
Ризл = 43.98 – 2 – 0 + 8 = 49.98  dBм, 
 
де ηф  - втрати у фідері; 
ηк – втрати в комбайнерові; 
Gт – коефіцієнт посилення передавача. 
Необхідна потужність корисного сигналу 
 
                            Рпс(50%) = Рпрм + ηфпрм – GR    dBм                             (2.6) 
 
Рпс(50%) = -119.4 + 0 – 2 = -121.4    dBм 
 
де Рпрм – чутливість приймача; 
ηфпрм  - втрати у фідері приймальної антени; 
GR – коефіцієнт посилення приймальної антени; 
Необхідно напруженість поля корисного сигналу забезпечить з 
вірогідністю 50%: 
37 
 
 
 
 
                 Епс(50%) = 77,2 + 20lg f + Рпс(50%)  dB(мкВ\м)                   (2.7) 
 
Tgc(50%) = 77?2 + 20lg 420 + (-121/4) = 7?84  dB(vrD\v) 
 
Необхідна потужність корисного сигналу на межі зони 
обслуговування забезпечується з вірогідністю 75 %: 
 
                    Рпс(75%) = Рпс(50%) + η(75%)*δ   dBм                              (2.8) 
 
Рпс(75%) = -121.4 + 0,68*6 = - 117.32   dBм 
 
де δ  – ср. квадратичне відхилення сигналу в dB (6 dB); 
η(75%) – параметр логонормального розподілу відповідної 
вірогідності 75%η(75%)= 0,68. 
Необхідна напруженість поля корисного сигналу на межі зони 
обслуговування забезпечується з вірогідністю 75%: 
 
                       Епс(75%) = Епс(50%) + η(75%)*δ    dB(мкВ\м)                    
(2.9) 
 
Епс(75%) = 7,84 + 0,68*6 = 11,92   dB(мкВ\м) 
 
Допустимі основні втрати передачі з вірогідністю 50%: 
 
                     Wдоп(50%) = Ризл – Рпс(50%) -  Wт    dB                             (2.10) 
 
Wдоп(50%) = 49.98 + 121.4 -  3 = 168,38dB 
 
38 
 
 
 
Втрати в тілі абонента Wт = 3 dB. 
Допустимі основні втрати передачі з вірогідністю 75%: 
 
                      Wдоп(75%) = Wдоп(50%) - η(75%)*δ    dB                        (2.11) 
 
Wдоп(75%) = 168,38– 0,68*6 = 164,3   dB 
 
За рівнянням ХАТА визначається максимальна дальність зв'язку, що 
забезпечується з вірогідністю 75% на межі зони обслуговування: 
 
R  = 10 (Wдоп –С)\В
0       (км)                                                   (2.12) 
 
(2.13) 
 
 
                                        В = 44,9 – 6,55*hMS                                              (2.14) 
 
В = 44,9 – 6,55*1,5 = 35 
 
R  = 10 (164,3–117,77)\35
0  = 21,35  (км.) 
 
Максимальна дальність зв'язку з вірогідністю 75% на межі зони 
обслуговування  R0 = 21,35  км. 
Визначити максимальну дальність соканальних перешкод (відстань,  
на якому BS створюватиме соканальние перешкоди на загальній частоті, що 
несе). 
А0 - захисне відношення сигнал\перешкода з вірогідністю 50% (А0 = 
12 dB).  
39 
 
 
 
Обчислення захисного відношення сигнал\перешкода  з вірогідністю 
75% на межі зони обслуговування: 
 
                                Агр = А0 + η(75%)*δ* 2                                         (2.15) 
 
Агр = 12 + 0,68*6* 2  = 17.7 dB 
 
Максимальна дальність соакнальних перешкод: 
 
R Агр\В
пmax = R0* 10   (км)                                              (2.16) 
 
R 17.7\35
пmax = 21.35* 10  = 68.4  (км) 
 
В результаті проведених розрахунків набули значення радіусу соти з 
урахуванням навантаження рівне Rпmax = 68.4 км., а по методиці початкового 
наближення отримали радіус соти  R0 = 21.35 км., що відповідає 
максимальній потужності передавача. 
В зв'язку з цим, для отримання необхідної дальності зв'язку  треба 
визначити різні значення висоти гульвіса антени базової станції і потужності 
передавача. Набуті значеня зведені до таблиці 2.1, 2.2, 2.3. 
 
Таблиця 2.1 
Максимальна дальність зв'язку при потужності передавача 
Рпрд = 20 Вт 
 
h м 20 25 30 35 45 50 
BS, 
R ,км 17,06 18,64 20,03 21,28 23,5 24,51 
0max
Rпmax,км 54,66 59,72 64,17 68,17 75,29 78,53 
40 
 
 
 
 
Таблиця 2.2 
Максимальна дальність зв'язку при потужності передавача 
Рпрд = 25Вт 
hBS, м 20 25 30 35 40 45 50 
R0max,км 18,19 19,86 21,35 22,71 23,9 25,05 26,13 
Rпmax,км 58,28 63,63 68,4 72,76 76,57 80,26 83,72 
 
Таблиця 2.3 
Максимальна дальність зв'язку при потужності передавача 
Рпрд = 30Вт 
hBS, м 20 25 30 35 40 45 50 
R0max,км 19,16 20,93 22,49 23,9 25,2 26,38 27,25 
Rпmax,км 61,38 67,05 72,05 76,57 80,74 84,52 88,17 
 
З таблиць видно, що при потужності передавача 25 Вт і висоти підвісу 
антени базової станції 30 м розрахований, при цьому R0max = 21.35 км., що 
задовольняє максимальному радіусу соти з урахуванням мовного 
навантаження R0max = 45,87 км. 
Отже, базова станція матиме наступні характеристики: 
Рпрд = 25 Вт – потужність передавача базової станції 
 hBS =  30 м – висота підвісу антени базової станції: 
 R0max = 21.35 км. – радіус соти: 
 Rпmax = 68.4 км. – радіус соканальних перешкод. 
 Знаючи очікувану дальність радіозв'язку і необхідну площу покриття 
мережі, можна розрахувати кількість БС по формулі: 
 
41 
 
 
 
S
N SБС
БС   = ,                                                    (2.17)  
 
де S  –  зона покриття мережі, S = 413 км2 
SБС  -  зона покриття однієї БС  
 
                                      SБС  = π r2                                                         (2.18) 
 
де r –  радіус зони обслуговування БС. 
 
SБС = π(21,35)2 = 1431,3 км2. 
 
2.2 Розрахунок основних параметрів трафіку даних 
Як приклад може бути розглянутий параметр, який є визначальний для 
розрахунку пропускної спроможності телекомунікаційних мереж, – середнє 
навантаження в час найбільшого навантаження (ЧНН) на одного абонента в 
мережі. Я розгляну цей приклад, оскільки  мережа є відомчою і інформація 
по її трафіку не розповсюджується для громадськості. Так само варто 
відзначити,что всі параметри узяті в „середньому” і можу змінюватися 
залежно від ситуацій.   
На початковому етапі розвитку мереж (з урахуванням переважної 
передачі в мережах другого покоління мовної інформації) величина 
параметра складає у0 ≥ 25 мEрл і, згідно із статистичними даними по 
абонентському трафіку мереж, що діють, у міру їх розвитку, зростання числа 
абонентів спостерігається її зниження з середньою інтенсивністю 1 – 1,5 
мEрл в рік до величини приблизно 14 -15 мEрл. 
Як показав аналіз, для системи TETRA можливе узагальнення даного 
параметра для абонентського трафіку, що включає передачу мовній 
інформації і пакетну передачу даних з об'єднанням тайм-слотов в 
42 
 
 
 
радіоканалі. При цьому, перш за все визначаються і приводяться у 
відповідність первинні параметри трафіку. 
Можливості конкретного використання даного принципу розглянуті 
на прикладі визначення величини «добавки» до середнього навантаження в 
ЧНН на одного абонента мережі по мовному трафіку за рахунок передачі 
даних. Розрахунок проведений на підставі параметрів, для наступних 
початкових даних: 
- середнє число викликів в ЧНН на одного абонента мережі для 
передачі мовних повідомлень: 
Сср  [виз/ч]=0,7; 
 
- середнє число викликів в ЧНН на одного  абонента мережі для 
передачі даних: 
Сср* [виз/ч]=2,0; 
 
- середня тривалість сеансу зв'язку для мовного трафіку:  
 
tср [с]=90; 
 
- середній об'єм повідомлень при передачі даних:     
 
Iср [кбіт]=50; 
 
- середня швидкість передачі даних в радіоканалі:    
 
R [кбіт/с]=57,6; 
 
- середнє число об'єднуваних в радіоканалах тайм-слотів: 
 
43 
 
 
 
К=4. 
 
Результати розрахунку: 
- середнє навантаження в ЧНН на одного абонента мережі по мовному 
трафіку у0 [мEрл ] 
 
          у0 = Ссрtср/3600 = 17,5     мEрл                                       (2.19) 
 
- середнє навантаження В ЧНН на одного абонента мережі по передачі 
даних у*
0 [мEрл] 
 
      у*
0 = С* *
ср t ср/3600 = 1,9     мEрл;                                 (2.20) 
 
де t*
ср  – середня тривалість передачі повідомлень 
 
t*
ср  = Iср/R = 0,87 с;     (2.21) 
 
- сумарне  значення середнього навантаження в ЧНН на одного 
абонента мережі У0  [мEрл] 
 
У0 = У0 + у*
0                                              (2.22) 
 
У0 = 17,5 + 1,9 = 19,4 мEрл. 
 
Таким чином, для прийнятих початкових даних «добавка» до 
величини середнього навантаження в ЧНН на одного абонента мережі по 
мовному трафіку за рахунок передачі даних складає 5,2 %. 
Середнє навантаження під час найбільшого навантаження на одного 
абонента мережі по передачі даних вийшло рівним: Y*
0  = 1,9 м Ерл. 
44 
 
 
 
За завданням дипломного проекту число абонентів мережі TETRA 
рівне 3500, означає середнє навантаження в мережі по передачі даних буде 
рівна: 
 
                                 Y*
0  = у*
0 NTETRA                                                   (2.23) 
 
де NTETRA   – кількість абонентів TETRA. 
 
Y* -3
0 = 1.9·10 ·3500 = 6.65 Eрл. 
 
Отримане навантаження по каналу даних додамо до одночасних 
абонентів, що говорять, і розрахую сумарне навантаження каналу даних і 
мовного каналу: 
 
                             А* = А + Y*
0                                               (2.24) 
 
де А – число абонентів, що одночасно говорять, по мовному каналу. 
 
А* = 350 + 6.65 = 356.65 Ерл. 
 
Розрахунок радіусу соти при отриманому навантаженні по каналу 
даних і мовному каналу. 
 
N об
na = S ,                                                               (3.25) 
 
де S – площа обслуговуваної території (км2). 
 
509.5 чел
2
                                        n 413
a =  ≈ 2 км  . 
45 
 
 
 
 
Максимально можливий радіус соти при отриманому навантаженні і 
обслуговуваній території визначаються по формулі: 
 
S
               R0 = K   км,                                       (2.26) 
 
K = na /  N0- Ny 
 
де na - щільність одночасно розмовляючих абонентів; 
N0 – загальне число каналів зв'язку в соте; 
Ny – число каналів управління. 
 
413
3,14 * (2 /16 − 2)
R0 =   = 30,34 км. 
 
Додавання трафіку даних привело до незначного зменшення радіусу 
соти, що не відбувається на якості зв'язку. Даний радіус витримуватиме 
необхідне навантаження. 
Детальне дослідження структури і параметрів абонентського трафіку 
стільникових мереж дозволить збудувати систему узагальнених параметрів, 
що забезпечують необхідну достовірність розрахунків основних системних 
параметрів стільникових мереж в різних режимах роботи. 
Визначившись з максимальною дальністю зв'язку, радіусом 
соканальних перешкод, потужністю передавача, висотою підвісу антени 
підібрав устаткування для базових станцій. 
Вибравши компанію Motorola, як фірму виробника устаткування і 
мережі  CTS200 (рис. 2.1). 
46 
 
 
 
 
Рис. 2.1. Базова станція Motorola CTS200 
 
Основні характеристики  Motorola CTS200. 
1. Число приймачів 1 – 6; 
2. Максимальна вихідна потужність – 44 dBm; 
3. Чутливість приймача – 119,4dBm; 
4. ДН антенної системи – круг або секторна; 
5. Напруга живлення 115 –  230 V; 
6. Максимальна споживча потужність 280 W. 
 
  
47 
 
 
 
РОЗДІЛ 3. 
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ СТАНДАРТІВ ЦИФРОВОГО 
ТРАНКІНГОВОГО РАДІОЗВ'ЯЗКУ 
 
Процес розгортання мереж транкінгового радіозв'язку у світі нині 
активно характеризується впровадженням цифрових систем. Ведучі 
постачальники обладнання, системні інтегратори, оператори та багато 
великих споживачів поступово переходять до цифрових стандартів зв'язку. 
Основними конкурентами на ринку цифрових транкінгових систем, 
орієнтованих як на корпоративних користувачів, так і на представників 
правоохоронних органів та служб суспільної безпеки, є стандарти TETRA, 
APCO 25 і Tetrapol. 
Критерії порівняння цифрових стандартів 
Експлуатаційно-технічні критерії 
До експлуатаційно-технічних критеріїв відносяться узагальнені 
технічні показники, що визначаються параметрами систем зв'язку. Серед 
них: 
1. Дальність зв'язку: 
• Відстань, на якій система забезпечує надійний зв'язок. 
• Вплив характеристик обладнання та фізичних умов середовища. 
2. Оперативність зв'язку: 
• Швидкість встановлення з'єднання. 
• Здатність системи реагувати на екстрені виклики та ситуації. 
3. Ступінь безпеки зв'язку: 
• Механізми захисту даних, такі як шифрування та 
аутентифікація. 
• Захист від перехоплення та несанкціонованого доступу. 
4. Спектральна ефективність: 
• Використання радіочастотного спектру. 
48 
 
 
 
• Кількість інформації, що передається на одиницю спектру. 
5. Набір послуг зв'язку: 
• Стандартні послуги (голосовий зв'язок, передача даних). 
• Спеціалізовані послуги для правоохоронних органів та служб 
безпеки (групові виклики, пріоритетні з'єднання, режим 
прямого зв'язку). 
Організаційно-економічні критерії 
Організаційно-економічні критерії є складнішими для чіткого 
визначення, але включають такі аспекти: 
1. Вартісні показники систем зв'язку: 
• Загальна вартість впровадження та обслуговування системи. 
• Вартість обладнання та ліцензій. 
2. Можливості виділення ресурсів радіочастотного спектру: 
• Доступність та розподіл частотного спектру для кожного 
стандарту. 
• Регулюючі обмеження та вимоги. 
3. Перспективи розвитку і розповсюдження: 
• Популярність стандарту у різних регіонах світу. 
• Підтримка з боку виробників обладнання та користувачів. 
Взаємозв'язок критеріїв 
Організаційно-економічні критерії певною мірою залежать від 
технічних. Наприклад, вартісні показники сильно залежать від дальності 
зв'язку та спектральної ефективності, оскільки ці параметри впливають на 
необхідність додаткових базових станцій та інфраструктури. 
Вибір між різними цифровими стандартами транкінгового 
радіозв'язку, такими як TETRA, APCO 25 та Tetrapol, повинен базуватися на 
детальному аналізі експлуатаційно-технічних та організаційно-економічних 
критеріїв. Зрозуміти переваги та недоліки кожного стандарту можна лише 
49 
 
 
 
після ретельного порівняння їх технічних параметрів, вартості 
впровадження, доступності частотного спектру та перспектив розвитку. 
 
3.1 Експлуатаційно-технічні критерії 
Узагальнені відомості про системи стандартів TETRA, APCO 25 і 
Tetrapol і їх основні технічні характеристики представлені в таблиці 3.1. 
 
Таблиця 3.1 
Порівняльний аналіз систем стандартів TETRA, APCO 25 і Tetrapol 
№ Характеристика TETRA APCO 25 Tetrapol 
стандарту зв'язку 
1. Розробник стандарту ETSI APCO Matra 
Communicati
ons (Франція) 
2. Статус стандарту відкритий відкритий корпоративн
ий 
3. Основні виробники Nokia, Motorola,  Matra, Nortel, 
радіозасобів Alcatel, E.F.Johnson Inc., CS Telecom,  
Motorola, Transcrypt,  Siemens 
OTE ADI Limited 
4. Можливий діапазон 150-900 138-174; 70-520 
робочих частот, Мгц 406-512; 
746-869 
5. Рознесення між 25 12,5; 6,25 12,5; 10 
частотними 
каналами, кГц 
6. Ефективна смуга 6,25 12,5; 6,25 (для 25; 12,5 
частот на один фази II) 
мовний канал, кГц 
7. Вид модуляції p /4- C4FM (12,5 кГц) GMSK 
DQPSK CQPSK (6,25 (BT=0,25) 
кГц) 
8. Метод мовного CELP IMBE RPCELP 
кодування і (4,8 Кбіт/с) (4,4 Кбіт/с) (6 Кбіт/с) 
швидкість мовного 
Перетворення 
 
50 
 
 
 
9. Швидкість передачі 7200 (28800 9600 8000 
інформації в каналі,  – при 
біт/с передачі 4-
х 
інформацій
них каналів 
на одній 
фізичній 
частоті) 
10 Час встановлення  0,2 з - при 0,25 - в режимі не більше 0,5 
каналу зв'язку, з индив. прямого зв'язку; 
виклику 0,35 - в режимі  
(min); 0,17 з ретрансляції; 0,5 
- при - в 
груповому радіопідсистемі 
виклику 
(min) 
11 Метод розділення  БДТР БДЧР БДЧР 
каналів зв'язку (з 
використан
ням 
частотного 
розділення 
в 
багатозоно
вих 
системах) 
12 Вид каналу виділений виділений виділений 
управління або 
розподілен
ий  
13 Можливості 1) 4 рівні захисту 1)стандартні 
шифрування стандартні інформації алгоритми; 
інформації алгоритми; 2) наскрізне 
2) шифрування 
наскрізне 
шифруванн
я 
 
Технічні характеристики і функціональні можливості стандартів 
транкінгового зв'язку 
Загальні характеристики 
51 
 
 
 
• Всі розглянуті стандарти транкінгового зв'язку (TETRA, APCO 25 і 
Tetrapol) мають високі технічні показники та забезпечують 
ефективний зв'язок. Основні загальні риси: 
• Використання дуплексних радіостанцій: дозволяють одночасну 
передачу і прийом сигналів, що підвищує ефективність зв'язку. 
• Ефективні методи мовного перетворення: забезпечують високу 
якість передачі голосу. 
• Перешкодостійке кодування інформації: гарантує надійність зв'язку 
навіть у складних умовах. 
• Висока оперативність зв'язку: дозволяє швидко встановлювати 
з'єднання. 
• Спектральна ефективність: оптимальне використання доступного 
радіочастотного спектру. 
Основні відмінності між стандартами 
Розділення каналів зв'язку 
• Основна технічна відмінність між стандартами TETRA і APCO 
25/Tetrapol полягає в методах розділення каналів зв'язку: 
• TETRA (TDMA - Time Division Multiple Access): 
• Використовує багатостанційний доступ з тимчасовим 
розділенням каналів зв'язку. 
• У TDMA кожен канал розділяється на часові слоти, які 
використовуються для передачі даних різними користувачами. 
• Це дозволяє ефективніше використовувати один і той самий 
частотний ресурс для обслуговування кількох користувачів. 
• APCO 25 і Tetrapol (FDMA - Frequency Division Multiple Access): 
• Використовують багатостанційний доступ з частотним 
розділенням каналів. 
• У FDMA кожен користувач отримує окремий частотний канал 
для передачі своїх даних. 
52 
 
 
 
• Це підходить для менш завантажених мереж і забезпечує високу 
якість зв'язку. 
Специфічні технічні особливості 
1. TETRA: 
• Підтримує багатоканальні операції та забезпечує високий рівень 
захисту за рахунок шифрування. 
• Забезпечує високу ефективність спектра завдяки TDMA. 
• Пропонує різні сервіси, включаючи передачу даних і голосу, 
групові виклики, передачу коротких повідомлень (SDS). 
2. APCO 25: 
• Спеціально розроблений для потреб публічної безпеки у 
Північній Америці. 
• Використовує FDMA, що забезпечує високу якість зв'язку в 
умовах низької завантаженості спектру. 
• Підтримує широкий спектр службових функцій для 
правоохоронних органів. 
3. Tetrapol: 
• Розроблений для публічної безпеки і має сильну присутність в 
Європі. 
• Також використовує FDMA. 
• Підтримує високий рівень безпеки і надійності зв'язку. 
Вибір між стандартами залежить від конкретних вимог до мережі 
зв'язку: 
TETRA підходить для мереж з високим навантаженням і де потрібно 
забезпечити високу спектральну ефективність. 
APCO 25 оптимальний для регіонів з меншою завантаженістю 
спектру і де є потреба в специфічних функціях для служб публічної безпеки. 
Tetrapol добре зарекомендував себе в Європі та забезпечує високий 
рівень безпеки зв'язку. 
53 
 
 
 
Вибір стандарту має враховувати потреби користувачів, технічні 
можливості мережі та організаційно-економічні аспекти. 
 
Дальність зв'язку в цифрових транкінгових системах 
Визначення дальності зв'язку 
Дальність зв'язку - це максимальна відстань між двома 
радіостанціями, на якій забезпечується стійкий зв'язок з необхідною якістю. 
Параметри, що визначають стійкість зв'язку і необхідну якість, включають: 
• Стійкий зв'язок: співвідношення успішних сеансів зв'язку до 
загальної кількості спроб виходу на зв'язок повинно перевищувати 
задане значення. 
• Необхідна якість: якість прийому мовного сигналу повинна 
забезпечувати розбірливість згідно з встановленими критеріями. 
Чинники, що впливають на дальність зв'язку 
1. Умови застосування засобів зв'язку: 
• Висота установки антен: чим вище антена, тим більша зона 
покриття. 
• Рельєф місцевості: гори, будівлі та інші перешкоди можуть 
зменшувати дальність зв'язку. 
• Завадова обстановка: наявність електромагнітних завад 
впливає на якість зв'язку. 
2. Технічні параметри апаратури зв'язку: 
• Потужність передавачів: більша потужність збільшує 
дальність зв'язку. 
• Чутливість приймального тракту: вища чутливість покращує 
прийом слабких сигналів. 
• Коефіцієнт посилення антени: впливає на ефективність 
передачі та прийому сигналів. 
3. Принципи побудови каналів зв'язку, закладені в стандарті: 
54 
 
 
 
• Ширина смуги каналу зв'язку: визначає пропускну здатність і 
можливість одночасної передачі великої кількості даних. 
• Швидкість передачі даних в каналі: впливає на якість зв'язку, 
особливо в умовах перешкод. 
• Спосіб модуляції сигналу: різні способи модуляції мають різну 
стійкість до перешкод. 
• Алгоритм мовного кодування: визначає якість відтвореного 
голосу. 
• Методи перешкодостійкого кодування: забезпечують захист 
від втрат даних під час передачі. 
 
Порівняння стандартів цифрового транкінгового радіозв'язку 
Оскільки умови експлуатації та якість виробництва обладнання 
можуть суттєво відрізнятися, для об'єктивного порівняння розглянемо 
принципи побудови каналів зв'язку в трьох основних стандартах: TETRA, 
APCO 25 і Tetrapol. 
1. TETRA: 
• TDMA (Time Division Multiple Access): використовує часовий 
поділ каналів зв'язку, що дозволяє ефективніше використовувати 
доступний частотний спектр. 
• Ширина смуги каналу: 25 кГц, що забезпечує достатню 
пропускну здатність для одночасної передачі голосу і даних. 
• Методи модуляції: π/4-DQPSK, яка забезпечує високу стійкість 
до перешкод. 
• Алгоритми кодування: використовує CELP для мовного 
кодування, що забезпечує високу якість зв'язку. 
2. APCO 25: 
55 
 
 
 
• FDMA (Frequency Division Multiple Access): використовує 
частотний поділ каналів, що зменшує взаємні перешкоди між 
каналами. 
• Ширина смуги каналу: 12,5 кГц, що забезпечує 
вузькосмуговий зв'язок. 
• Методи модуляції: C4FM і CQPSK, що забезпечує високу якість 
зв'язку навіть у складних умовах. 
• Алгоритми кодування: використовує IMBE (Improved Multi-
Band Excitation) для мовного кодування, що забезпечує високий 
рівень стиснення і якість. 
3. Tetrapol: 
• FDMA (Frequency Division Multiple Access): аналогічно APCO 
25, використовує частотний поділ. 
• Ширина смуги каналу: 10-12,5 кГц. 
• Методи модуляції: GMSK, яка забезпечує ефективне 
використання спектру і високу стійкість до перешкод. 
• Алгоритми кодування: використовує ACELP (Algebraic Code 
Excited Linear Prediction), що забезпечує хорошу якість зв'язку 
при низькій швидкості передачі даних. 
Слід розуміти, що принципово системи з FDMA забезпечують велику 
дальність зв'язку (при інших рівних параметрах) в порівнянні з системами з 
TDMA. Це пояснюється меншою енергією сигналу на один біт інформації. 
Відомо, що енергія сигналу Ec визначається як:  
 
Ec = Pc·Tc, 
 
де Pc – потужність, а Tc – тривалість сигналу. 
Вплив TDMA і FDMA на дальність зв'язку та якість прийому 
Енергетичні втрати при TDMA 
56 
 
 
 
Системи з тимчасовим розділенням каналів (TDMA) мають одну 
фізичну частоту, яка поділяється між кількома інформаційними каналами. 
Для системи TETRA це означає, що на кожному інформаційному каналі 
доступна енергія сигналу зменшується пропорційно до кількості каналів. 
Якщо є чотири канали на одній частоті, то енергія на біт інформації 
зменшується в чотири рази порівняно з системами з частотним розділенням 
каналів (FDMA). Це призводить до зниження еквівалентної потужності на 
біт, що, в свою чергу, знижує дальність зв'язку приблизно на 40%. 
Вплив багатопроменевого розповсюдження 
У міських районах або гористій місцевості сигнали можуть 
відбиватися від будівель та інших перешкод, що призводить до 
багатопроменевого розповсюдження або радіолуни. Відбиті сигнали можуть 
взаємодіяти з прямими сигналами, створюючи інтерференцію. Це явище 
більш виражене, коли тривалість інформаційного біта зменшується, що є 
характерним для систем з TDMA. Зменшена тривалість біта збільшує 
ймовірність того, що відбитий сигнал буде зміщений у часі відносно 
основного сигналу, погіршуючи якість прийому. 
Для компенсування ефектів багатопроменевого розповсюдження в 
системах TDMA необхідне використання спеціалізованих приймачів, які 
можуть коригувати затримку сигналів. Однак, такі приймачі складніші і 
дорожчі. 
Порівняння TDMA і FDMA 
TDMA (Time Division Multiple Access) 
• Переваги: 
• Висока спектральна ефективність. 
• Можливість одночасної передачі кількох інформаційних 
каналів. 
• Гнучкість у розподілі часу між різними користувачами. 
• Недоліки: 
57 
 
 
 
• Зменшення енергії на біт інформації. 
• Погіршення якості зв'язку в умовах багатопроменевого 
розповсюдження. 
• Потреба в складніших приймачах для компенсації затримки 
сигналів. 
FDMA (Frequency Division Multiple Access) 
• Переваги: 
• Більша енергія на біт інформації. 
• Краща якість зв'язку в умовах багатопроменевого 
розповсюдження. 
• Простіша реалізація приймачів. 
• Недоліки: 
• Менша спектральна ефективність. 
• Обмежена кількість частот для одночасної передачі даних. 
Вибір між TDMA і FDMA залежить від конкретних вимог до мережі 
зв'язку. Якщо пріоритетом є максимальна спектральна ефективність і 
можливість передачі великої кількості даних на одній частоті, перевагу 
надають TDMA. Однак, якщо важлива висока енергія на біт інформації і 
якість зв'язку в умовах багатопроменевого розповсюдження, краще обрати 
FDMA. У будь-якому випадку, для покращення роботи системи у 
специфічних умовах необхідно враховувати відповідні технічні рішення і 
характеристики стандарту. 
Оперативність зв'язку та швидкість передачі даних у стандартах 
транкінгового зв'язку 
Час встановлення з'єднання 
Оперативність зв'язку визначається часом, необхідним для 
встановлення каналу зв'язку між абонентами. У межах однієї базової станції 
цей час коливається від 0,2 до 0,5 секунди для всіх стандартів транкінгового 
зв'язку, таких як TETRA, APCO 25 та Tetrapol. 
58 
 
 
 
Однак для абонентів мережі TETRA, які часто перебувають у різних 
зонах обслуговування, час встановлення з'єднання може бути більшим. Це 
пояснюється наступними факторами: 
1. Проходження виклику через комутатор, що збільшує час 
встановлення. 
2. Можливість зайнятості всіх каналів ретранслятора у зоні 
абонента, що викликається. У випадку витісняючого виклику 
потрібно додатковий час для розриву одного з поточних з'єднань. 
Ці фактори призводять до того, що статистично час встановлення 
з'єднання у мережах Tetrapol та APCO 25 є меншим, ніж у TETRA, 
особливо при передачі мовних повідомлень. 
Швидкість передачі даних 
Важливою характеристикою сучасних мереж рухомого радіозв'язку є 
швидкість передачі даних, яка також є показником оперативності зв'язку. 
Швидкість передачі даних у різних стандартах: 
• TETRA: до 28,8 Кбіт/с (при використанні всіх чотирьох тимчасових 
інтервалів для передачі даних). 
• Tetrapol: до 8000 біт/с. 
• APCO 25: до 9600 біт/с. 
Таким чином, стандарт TETRA забезпечує значно вищу швидкість 
передачі даних, ніж стандарти FDMA (Tetrapol і APCO 25). Це є важливою 
перевагою TETRA, особливо для користувачів, яким потрібна швидка 
передача великих обсягів даних. 
Стандарти TETRA, APCO 25 та Tetrapol мають свої особливості щодо 
оперативності зв'язку: 
• Час встановлення з'єднання: Стандарти Tetrapol і APCO 25 
забезпечують швидше встановлення з'єднання для передачі мовних 
повідомлень у більшості випадків порівняно з TETRA, через меншу 
59 
 
 
 
залежність від комутаторів та можливих затримок при витісняючих 
викликах. 
• Швидкість передачі даних: TETRA значно перевершує стандарти 
FDMA у цьому аспекті, що робить його більш привабливим для 
користувачів, які потребують високошвидкісної передачі даних. 
Ці фактори є ключовими при виборі відповідного стандарту для 
конкретних потреб користувачів, зокрема для служб суспільної безпеки та 
правоохоронних органів. 
Безпека зв'язку в стандартах транкінгового радіозв'язку 
Безпека зв'язку є критично важливим аспектом для будь-якої системи 
транкінгового радіозв'язку, особливо для служб суспільної безпеки та 
правоохоронних органів. Поняття безпеки включає в себе два основні 
аспекти: 
1. Забезпечення секретності переговорів: 
• Виключення можливості витягання інформації з каналів зв'язку 
для будь-кого, крім санкціонованого одержувача. 
• Захист від прослуховування та перехоплення повідомлень. 
2. Захист від несанкціонованого доступу: 
• Виключення можливості захоплення управління системою. 
• Захист від спроб вивести систему з ладу. 
• Захист від використання "двійників" (незаконно підключених 
пристроїв). 
Порівняння стандартів TETRA, APCO 25 та Tetrapol 
Загальні характеристики безпеки 
• Секретність переговорів: 
• Всі стандарти забезпечують високий рівень захисту мовної 
інформації за допомогою стандартних алгоритмів шифрування. 
• Можливість використання оригінальних алгоритмів 
шифрування, розроблених користувачами мережі. 
60 
 
 
 
• Захист від несанкціонованого доступу: 
• Всі стандарти включають механізми аутентифікації абонентів та 
обладнання, щоб запобігти несанкціонованому доступу до 
системи. 
• Захист від "двійників" шляхом використання унікальних 
ідентифікаторів та криптографічних методів. 
Особливості безпеки стандарту TETRA 
1. Рівні безпеки: 
• Стандартний рівень: Шифрування радіоінтерфейсу, 
аналогічне системі GSM. 
• Високий рівень: Наскрізне шифрування (від джерела до 
одержувача). 
2. Засоби захисту: 
• Механізми аутентифікації абонентів та інфраструктури. 
• Конфіденційність трафіку через потік псевдоімен та 
специфіковане шифрування. 
• Додатковий захист через перемикання інформаційних каналів 
під час сеансу зв'язку. 
Особливості безпеки стандартів APCO 25 та Tetrapol 
• APCO 25: 
• Використання стандартних алгоритмів шифрування. 
• Підтримка наскрізного шифрування та можливість інтеграції 
користувацьких алгоритмів. 
• Механізми аутентифікації та захисту від несанкціонованого 
доступу. 
• Tetrapol: 
• Схожі підходи до шифрування та аутентифікації. 
• Застосування специфічних для користувачів алгоритмів 
шифрування. 
61 
 
 
 
• Механізми захисту від прослуховування та перехоплення. 
Порівнюючи стандарти TETRA, APCO 25 та Tetrapol з точки зору 
безпеки, можна сказати, що всі три стандарти забезпечують порівнянний 
рівень захисту інформації та захисту від несанкціонованого доступу. Кожен 
із них підтримує використання як стандартних, так і оригінальних 
алгоритмів шифрування, що дозволяє користувачам адаптувати рівень 
безпеки відповідно до своїх специфічних потреб. 
Основні переваги TETRA включають наявність двох рівнів безпеки, 
а також розширені можливості щодо перемикання інформаційних каналів 
для додаткового захисту. APCO 25 і Tetrapol також надають надійні засоби 
захисту, але з дещо іншим підходом до реалізації механізмів безпеки. 
Безпека зв'язку в стандартах транкінгового радіозв'язку 
Безпека зв'язку є критично важливим аспектом для будь-якої системи 
транкінгового радіозв'язку, особливо для служб суспільної безпеки та 
правоохоронних органів. Поняття безпеки включає в себе два основні 
аспекти: 
1. Забезпечення секретності переговорів: 
• Виключення можливості витягання інформації з каналів зв'язку 
для будь-кого, крім санкціонованого одержувача. 
• Захист від прослуховування та перехоплення повідомлень. 
2. Захист від несанкціонованого доступу: 
• Виключення можливості захоплення управління системою. 
• Захист від спроб вивести систему з ладу. 
• Захист від використання "двійників" (незаконно підключених 
пристроїв). 
Порівняння стандартів TETRA, APCO 25 та Tetrapol 
Загальні характеристики безпеки 
• Секретність переговорів: 
62 
 
 
 
• Всі стандарти забезпечують високий рівень захисту мовної 
інформації за допомогою стандартних алгоритмів шифрування. 
• Можливість використання оригінальних алгоритмів 
шифрування, розроблених користувачами мережі. 
• Захист від несанкціонованого доступу: 
• Всі стандарти включають механізми аутентифікації абонентів та 
обладнання, щоб запобігти несанкціонованому доступу до 
системи. 
• Захист від "двійників" шляхом використання унікальних 
ідентифікаторів та криптографічних методів. 
Особливості безпеки стандарту TETRA 
1. Рівні безпеки: 
• Стандартний рівень: Шифрування радіоінтерфейсу, 
аналогічне системі GSM. 
• Високий рівень: Наскрізне шифрування (від джерела до 
одержувача). 
2. Засоби захисту: 
• Механізми аутентифікації абонентів та інфраструктури. 
• Конфіденційність трафіку через потік псевдоімен та 
специфіковане шифрування. 
• Додатковий захист через перемикання інформаційних каналів 
під час сеансу зв'язку. 
Особливості безпеки стандартів APCO 25 та Tetrapol 
• APCO 25: 
• Використання стандартних алгоритмів шифрування. 
• Підтримка наскрізного шифрування та можливість інтеграції 
користувацьких алгоритмів. 
• Механізми аутентифікації та захисту від несанкціонованого 
доступу. 
63 
 
 
 
• Tetrapol: 
• Схожі підходи до шифрування та аутентифікації. 
• Застосування специфічних для користувачів алгоритмів 
шифрування. 
• Механізми захисту від прослуховування та перехоплення. 
Порівнюючи стандарти TETRA, APCO 25 та Tetrapol з точки зору 
безпеки, можна сказати, що всі три стандарти забезпечують порівнянний 
рівень захисту інформації та захисту від несанкціонованого доступу. Кожен 
із них підтримує використання як стандартних, так і оригінальних 
алгоритмів шифрування, що дозволяє користувачам адаптувати рівень 
безпеки відповідно до своїх специфічних потреб. 
Основні переваги TETRA включають наявність двох рівнів безпеки, 
а також розширені можливості щодо перемикання інформаційних каналів 
для додаткового захисту. APCO 25 і Tetrapol також надають надійні засоби 
захисту, але з дещо іншим підходом до реалізації механізмів безпеки. 
Основним показником спектральної ефективності системи зв'язку є 
ефективна смуга частот на один мовний канал, що визначає яку кількість 
каналів зв'язку можна розмістити у відведеному для розгортання мережі 
зв'язку фіксованій смузі частот. З таблиці 4.1 видно, що по цьому показнику 
TETRA має перевагу в порівнянні із стандартами з частотним розділенням 
каналів. Стандарт APCO 25 також декларує ефективну смугу частот, рівну 
6,25 кГц, проте це буде досягнуто тільки в другій фазі реалізації проекту. 
ChatGPT 
Спектральна ефективність систем зв'язку 
Спектральна ефективність є одним із ключових параметрів, що 
визначають можливості розміщення каналів зв'язку в обмеженій смузі 
частот. Це показник визначає кількість каналів, які можна розмістити у 
фіксованій смузі частот, що відведена для розгортання мережі зв'язку. 
64 
 
 
 
Порівняння спектральної ефективності стандартів TETRA, 
APCO 25 та Tetrapol 
1. Стандарт TETRA 
• Ефективна смуга частот на один мовний канал: TETRA 
використовує багатостанційний доступ з тимчасовим 
розділенням каналів (TDMA), що дозволяє досягти високої 
спектральної ефективності. Один фізичний канал розділяється 
на 4 тимчасових слоти, кожен з яких може використовуватися 
для передачі мовних або даних сигналів. 
• Переваги: Завдяки TDMA, TETRA має меншу ефективну смугу 
частот на один канал зв'язку, що дозволяє розмістити більше 
каналів у відведеній смузі частот порівняно з системами, які 
використовують частотне розділення (FDMA). 
2. Стандарт APCO 25 
• Ефективна смуга частот на один мовний канал: APCO 25 в 
першій фазі використовує FDMA з ефективною смугою частот 
12,5 кГц на один канал зв'язку. У другій фазі проекту 
передбачається досягти спектральної ефективності 6,25 кГц на 
канал. 
• Переваги та недоліки: В поточному стані, спектральна 
ефективність APCO 25 поступається TETRA, однак, після 
реалізації другої фази проекту, показники мають покращитися. 
3. Стандарт Tetrapol 
• Ефективна смуга частот на один мовний канал: Tetrapol 
також використовує FDMA, з ефективною смугою частот 10-
12,5 кГц на канал зв'язку. 
• Переваги та недоліки: Спектральна ефективність Tetrapol 
також поступається TETRA через використання FDMA. 
Висновок 
65 
 
 
 
TETRA має перевагу в спектральній ефективності порівняно зі 
стандартами APCO 25 та Tetrapol завдяки використанню технології TDMA. 
Це дозволяє TETRA більш ефективно використовувати відведену смугу 
частот, розміщуючи більше каналів зв'язку. Хоча APCO 25 декларує, що в 
другій фазі проекту буде досягнута ефективна смуга частот 6,25 кГц на 
канал, наразі цей показник не досягнутий. 
 
Таблиця 3.2 
Таблиця порівняння спектральної ефективності 
Технологія розділення 
Стандарт Смуга частот на один канал каналів 
TETRA 6,25 кГц (TDMA) TDMA 
APCO 25 (Phase 1) 12,5 кГц (FDMA) FDMA 
APCO 25 (Phase 2) 6,25 кГц (FDMA) FDMA 
Tetrapol 10-12,5 кГц (FDMA) FDMA 
 
Таким чином, на поточний момент, TETRA залишається 
найефективнішим з точки зору спектральної ефективності, що є важливим 
критерієм при розгортанні мережі в умовах обмеженого частотного ресурсу. 
 
Функціональні можливості стандартів транкінгового зв'язку 
Порівняння TETRA, APCO 25 та Tetrapol 
Всі три стандарти транкінгового зв'язку - TETRA, APCO 25 та Tetrapol 
- забезпечують порівнянний рівень послуг, включаючи побудову різних 
конфігурацій мереж, підтримку дуплексного режиму, передачу голосу та 
даних, а також зв'язок з телефонними мережами загального користування 
(ТМЗК) та фіксованими мережами. 
Основні функціональні можливості 
66 
 
 
 
1. Конфігурації мереж зв'язку 
• Всі три стандарти дозволяють створювати гнучкі мережеві 
конфігурації, включаючи локальні та регіональні мережі, а 
також їх інтеграцію у великі національні або міжнародні 
системи. 
2. Режими передачі мови і даних 
• Всі стандарти підтримують різноманітні режими передачі мови 
та даних, що забезпечує високу якість зв'язку навіть у складних 
умовах. 
3. Зв'язок з ТМЗК і фіксованими мережами 
• Підтримується можливість інтеграції з телефонними мережами 
загального користування і фіксованими мережами, що 
забезпечує доступ до широкого спектру послуг. 
4. Дуплексні радіостанції 
• Усі стандарти дозволяють використовувати дуплексні 
радіостанції, що забезпечує можливість одночасної передачі та 
прийому інформації. 
5. Режими “подвійного спостереження” і відкритого каналу 
• Tetrapol і TETRA: Ці стандарти підтримують режими 
"подвійного спостереження" та відкритого каналу, які є 
особливо корисними для служб громадської безпеки. Режим 
"подвійного спостереження" дозволяє одночасно слідкувати за 
двома каналами зв'язку, а відкритий канал дозволяє тривалий 
час підтримувати зв'язок без необхідності повторного з'єднання. 
• APCO 25: Хоча поточна версія стандарту ще не реалізує всі ці 
можливості, швидкий розвиток технологій і розширення 
функцій в цьому стандарті вказує на те, що подібні можливості 
можуть бути доступні в найближчому майбутньому. 
Переваги та особливості 
67 
 
 
 
• Tetrapol і TETRA: Ці стандарти є більш відпрацьованими і надають 
деяку перевагу завдяки реалізації режимів “подвійного 
спостереження” і відкритого каналу, що є важливими для служб 
суспільної безпеки. 
• APCO 25: Цей стандарт постійно вдосконалюється, і з урахуванням 
швидкого розвитку, можна очікувати, що незабаром він також буде 
підтримувати подібні можливості. 
Всі три стандарти транкінгового зв'язку - TETRA, APCO 25 та Tetrapol 
- надають порівнянний рівень функціональних можливостей і послуг зв'язку. 
Вони дозволяють створювати гнучкі конфігурації мереж, підтримують різні 
режими передачі мови і даних, забезпечують зв'язок з ТМЗК та фіксованими 
мережами, а також підтримують дуплексні радіостанції. Деяку перевагу 
мають стандарти Tetrapol і TETRA завдяки реалізації режимів “подвійного 
спостереження” і відкритого каналу, однак швидкий розвиток стандарту 
APCO 25 вказує на можливість впровадження аналогічних функцій у 
найближчому майбутньому. 
Функціональні можливості, що надаються системами стандартів 
цифрового транкінгового радіозв'язку, приведені в таблиці 3.3. 
 
Таблиця 3.3 
Функціональні можлівості системи зв’язку 
№ Функціональні можливості системи TETRA APCO Tetrapol 
зв'язку 25 
1. Підтримка основних видів виклику + + + 
(індивідуальний, груповий, 
широкомовний) 
2. Вихід на ТМЗК + + + 
3. Передача даних і доступ до + + + 
централізованих БД 
68 
 
 
 
4. Режим прямого зв'язку + + + 
5. Автоматична реєстрація мобільних + + + 
абонентів 
6. Персональний виклик + + + 
7. Доступ до фіксованих мереж IP + + + 
8. Передача статусних повідомлень + + + 
9. Передача коротких повідомлень + + + 
10 Підтримка режиму передачі даних про + н/с + 
місцеположення від системи GPS 
11 Факсимільний зв'язок + + + 
12 Можливість установки відкритого каналу + н/с + 
13 Множинний доступ з використанням + + + 
списку абонентів 
14 Наявність стандартного режиму + + + 
ретрансляції сигналів 
15 Наявність режиму “подвійного + - + 
спостереження” 
 
Інформація про наявність деяких специфічних послуг зв'язку, 
орієнтованих на використання представниками служб суспільній безпеки, 
представлена в таблиці 3.4. Тут також можна відзначити, що стандарти 
69 
 
 
 
TETRA, APCO 25, Tetrapol забезпечують порівнянний рівень спеціальних 
послуг. 
Таблиця 3.4 
Специфічні послуги звя’зку 
№ Спеціальні послуги зв'язку TETRA APCO 25 Tetrapol 
1. Пріоритет доступу + + + 
2. Система пріоритетних викликів + + + 
3. Динамічне перегрупування + + + 
4. Виборче прослуховування + + + 
5. Дистанційне прослуховування + н/с + 
6. Ідентифікація зухвалої сторони + + + 
Виклик, санкціонований 
7. диспетчером + + + 
Передача ключів по радіоканалу 
8. (OTAR) - + + 
Дистанційне відключення 
9 абонента + + + 
10 Аутентифікація абонентів + + + 
 
3.2 Економічна ефективність систем цифрового радіозв'язку 
Вартість обладнання 
Сучасне обладнання для систем цифрового радіозв'язку значно 
дорожче за аналогові системи. Хоча точні цифри часто є комерційною 
таємницею, для розгортання системи, що обслуговує декілька сотень 
абонентів, вартість може сягати мільйонів доларів. 
70 
 
 
 
Рекламна інформація свідчить, що ціна на абонентські радіостанції 
для цифрових стандартів може коливатися від 800 до 4000 доларів. Велика 
частка вартості може бути зумовлена наявністю модулів або програмних 
засобів захисту інформації. 
Економічна ефективність різних стандартів 
При порівнянні економічної ефективності різних стандартів 
цифрового радіозв'язку слід враховувати особливості системи рухомого 
радіозв'язку. 
Системи з частотним розділенням каналів (FDMA): 
• APCO 25 (Фаза I) та Tetrapol є оптимальними для мереж 
зв'язку з невеликим навантаженням, широким територіальним 
обхватом і кількістю каналів до 10. 
• Це пояснюється тим, що системи FDMA мають більший радіус 
зон обслуговування порівняно з TDMA-системами. 
Системи з тимчасовим розділенням каналів (TDMA): 
• TETRA є кращим вибором для мереж зв'язку з інтенсивним 
трафіком і кількістю каналів в одній зоні понад 15. 
• TDMA-системи дозволяють ефективніше використовувати 
спектр частот, що є важливим для мереж з високим трафіком. 
Перспективи APCO 25 (Фаза II) 
Стандарт APCO 25 (Фаза II) забезпечуватиме універсальність, 
дозволяючи будувати системи як з частотним (FDMA), так і з тимчасовим 
розділенням каналів (TDMA). Це зробить його привабливим вибором, 
оскільки дозволить гнучко адаптувати систему під різні вимоги щодо 
навантаження та територіального охоплення. 
Вибір стандарту для розгортання системи цифрового радіозв'язку має 
базуватися на конкретних умовах використання: 
• Для мереж з невеликим навантаженням і широким покриттям: 
кращими є системи FDMA, такі як APCO 25 (Фаза I) та Tetrapol. 
71 
 
 
 
• Для мереж з інтенсивним трафіком: оптимальним є стандарт 
TETRA. 
• Універсальність та майбутня гнучкість: перспективним є APCO 25 
(Фаза II), що підтримуватиме як FDMA, так і TDMA. 
Таким чином, економічна ефективність залежить від конкретних 
вимог до системи, включаючи навантаження, територіальне охоплення і 
майбутню гнучкість в адаптації до різних умов. 
 
3.3 Порівняння радіочастотних ресурсів стандартів TETRA, 
APCO 25 та Tetrapol 
Радіочастотний спектр для TETRA 
Стандарт TETRA теоретично підтримує роботу в дуже широкому 
діапазоні частот (150-900 МГц). Однак на практиці, обладнання для TETRA 
здебільшого функціонує в діапазонах, які виділені в Європі: 
• 380-385/390-395 МГц 
• 410-430/450-470 МГц 
Також є проекти, що використовують діапазон 800 МГц. 
Радіочастотний спектр для APCO 25 
Системи APCO 25 можуть працювати в будь-якому з діапазонів, 
відведених для рухомого радіозв'язку. Це забезпечує високу гнучкість у 
виборі частотного спектру, що відповідає функціональним та технічним 
вимогам стандарту. 
Радіочастотний спектр для Tetrapol 
Стандарт Tetrapol обмежує верхню частоту своїх систем до 520 МГц. 
Більшість діючих систем Tetrapol використовують діапазон 380-400 МГц. 
Частотний ресурс і покриття 
Спектральна ефективність та зона покриття 
TETRA: 
72 
 
 
 
• Спектральна ефективність: Висока. Завдяки використанню 
TDMA (Time Division Multiple Access), TETRA дозволяє 
розміщувати більше каналів у виділеній смузі частот. 
• Зона покриття: Відносно менша, порівняно з системами, що 
використовують FDMA (Frequency Division Multiple Access). 
APCO 25 та Tetrapol: 
• Спектральна ефективність: Нижча порівняно з TETRA, 
оскільки використовують FDMA. 
• Зона покриття: Більша радіусом дії базових станцій, що 
забезпечує краще покриття на більших територіях. 
Вибір стандарту залежно від умов 
Високий трафік: 
• TETRA: Завдяки високій спектральній ефективності, TETRA є 
кращим вибором для мереж з дуже інтенсивним трафіком. Це 
дозволяє ефективніше використовувати радіочастотний спектр і 
зменшити кількість необхідних базових станцій. 
Низький трафік та широка зона покриття: 
• Tetrapol та APCO 25: Ці стандарти переважають у мережах з 
менш інтенсивним трафіком і широкою зоною покриття. Їх 
здатність забезпечувати більшу зону обслуговування базової 
станції робить їх ідеальними для розгортання у великих 
територіях з низькою щільністю абонентів. 
Вибір стандарту для розгортання системи радіозв'язку залежить від 
специфічних вимог мережі: 
• TETRA забезпечує високу спектральну ефективність і є ідеальним 
для мереж з високим трафіком. 
• APCO 25 та Tetrapol краще підходять для мереж з менш інтенсивним 
трафіком, але потребують великого покриття, завдяки їх більшому 
радіусу дії базових станцій. 
73 
 
 
 
Враховуючи наявність радіочастотного спектру, TETRA демонструє 
більшу гнучкість щодо діапазонів частот, тоді як APCO 25 забезпечує роботу 
в будь-якому виділеному діапазоні для рухомого радіозв'язку, а Tetrapol 
обмежується верхньою частотою до 520 МГц. 
3.4 Порівняння стандартів цифрового транкінгового радіозв'язку 
Tetrapol 
• Кількість мереж: Наразі Tetrapol має лідерство за кількістю 
розгорнутих мереж, що працюють у більш ніж 35 країнах світу. 
• Користувачі та покриття: Зона покриття мереж Tetrapol становить 
600,000 км2, а це значить, що вони обслуговують значну кількість 
користувачів. 
• Стабільність і відпрацьованість: З введенням першої мережі в 1994 
році, Tetrapol став достатньо відпрацьованим стандартом зі 
стабільним програмним забезпеченням. 
TETRA 
• Проекти та підтримка: Хоча кількість проектів на TETRA трохи 
менше, проте стандарт підтримується провідними компаніями, 
такими як Motorola, Nokia та OTE Marconi. 
• Локація мереж: Більшість мереж TETRA знаходяться в Європі, що 
робить його популярним у цьому регіоні. 
• Відкритий стандарт: TETRA відноситься до відкритих стандартів, 
що забезпечує йому підтримку від багатьох виробників і сприяє 
зниженню вартості обладнання. 
Вибір стандарту 
• Корпоративність проти відкритості: Tetrapol є корпоративним 
стандартом, що обмежує доступ до обладнання та підтримки. Тоді як 
TETRA і APCO 25 є відкритими стандартами, що забезпечує більшу 
конкуренцію, підтримку та зниження вартості обладнання. 
74 
 
 
 
• Підтримка та відповідність: Відкриті стандарти, такі як TETRA і 
APCO 25, мають широку підтримку та відповідність, забезпечуючи 
незалежність від одного постачальника і зменшення ризиків. 
При виборі стандарту цифрового транкінгового радіозв'язку необхідно 
враховувати багато факторів, включаючи доступність, відпрацьованість, 
кількість мереж, покриття та підтримку. 
За цими критеріями Tetrapol може виглядати як лідер, але відкриті 
стандарти, такі як TETRA і APCO 25, мають свої переваги у вигляді ширшої 
підтримки, конкурентного середовища і зниження вартості обладнання. 
Остаточний вибір буде залежати від конкретних потреб і умов використання. 
 
 
75 
 
 
 
ВИСНОВКИ  
 
У кваліфікаційній роботі магістра було проведено дослідження та 
розроблено модель захищеної системи зв'язку для об'єктів критичної 
інфраструктури на основі стандарту TETRA з урахуванням вимог до 
надійності та стійкості до зовнішніх загроз а також розглянуті загальні 
характеристики радіо- та стільникових систем зв'язку, їхні принципи роботи 
та основні відмінності. 
Проведено аналіз інформаційного трафіку і системних характеристик, 
зокрема особливості архітектури та функціонування систем стандарту 
TETRA. 
Розроблено модель захищеної системи зв'язку на основі стандарту 
TETRA з урахуванням факторів стійкості до зовнішніх впливів та атак. 
Проведено порівняльний аналіз результатів стандартів цифрового 
транкінгового радіозв’язку та визначити переваги запропонованої моделі. 
Описані загальні принципи та функціональні особливості 
транкінгових мереж, їхні переваги та недоліки. 
Подано огляд транкінгових мереж, що використовують стандарт 
TETRA, включаючи їхню поширеність, особливості та застосування. 
Розглянуті принципи роботи та функціональні можливості систем зв'язку на 
основі стандарту TETRA. 
Описані можливості сумісного використання транкінгових мереж з 
іншими системами зв'язку та їхні впливи на функціональність та 
ефективність. Надано огляд алгоритму CELP (Кодування ефективного 
передавання з комфортом) для кодування мовного сигналу в системах 
зв'язку. 
Проведено оцінку обсягу та характеристик мовного трафіку, що 
пересилається в мережі на основі стандарту TETRA. 
Проведено розрахунок основних параметрів трафіку даних в 
транкінгових мережах з урахуванням специфіки їхнього використання. 
76 
 
 
 
Проведено порівняльний аналіз експлуатаційних та технічних 
характеристик різних стандартів цифрового транкінгового радіозв'язку. 
Проаналізована економічна ефективність використання систем цифрового 
радіозв'язку на основі різних стандартів. 
Порівняні радіочастотні ресурси, необхідні для розгортання мережі 
зв'язку з використанням різних стандартів. Проведено загальний 
порівняльний аналіз основних характеристик та переваг різних стандартів 
цифрового транкінгового зв’язку. 
 
77 
 
 
 
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
 
1. В.Г. Оліфер, Н.А. Оліфер. «Комп'ютерні мережі: Принципи, 
технології, протоколи.».4-е видання.2019 рік.  
2. І. Шахновіч "Широкосмуговий зв'язок" - "ЕЛЕКТРОНІКА: Наука, 
Технологія, Бізнес № 4", 2021  
3. Taeyoung Yang, Seong-Youp Suh "COMPACT ANTENNAS FOR UWB 
APPLICATIONS" - Virginia Tech Antenna Group, Bradley Dept. of Elec. 
& Comp. Engineering Virginia Tech, Blacksburg, 2022  
4. Johnna Powell ANTENNA DESIGN FOR ULTRA WIDEBAND RADIO 
/ / New Mexico State University - 2026  
5. Lucky R. W., Salz J. and Weldon E. J. Principles of Data Communications. 
Mc-Graw Hill Book Co., New York. 2021.  
6. Wozencraft J. M. and Jacobs I. M. Principles of Communication 
Engineering. John Wiley &. Sons, Inc.. New York. 2020.  
7. Bildstein P. Les filtres actifs, Editions Radio, 2019. 
8. Наритник Т.М., Почерняєв В.М., Повхліб В.С. Цифрові радіорелейні 
та тропосферні лінії зв'язку (основи розрахунку). – Навчальний 
посібник/ Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2019. – 166c.  
9. Наритник Т.М. Радіорелейні та тропосферні системи передачі. - К: 
Концерн «Видавничий Дім «Ін Юре», 2023. - 336 с. :іл.  
10. Наритник Т.М. , Єрмаков А.В., Бондарчук С.О., Вальчук Д.С. Аналіз 
терагерцових технологій та їх застосування для створення 
інноваційних розробок // Проблеми телекомунікацій. – 2017. – № 1 
(20). – С. 50 – 56  
11. Сайко В.Г., Казіміренко В.Я.. «Конспект лекцій з дисципліни 
Супутникові та радіорелейні системи передачі». [Електронний ресурс] 
– Режим доступу до ресурсу: 
https://dut.edu.ua/ua/lib/1/category/2122/view/863 5.  
78 
 
 
 
12. Ільченко М.Ю., Кравчук С.О. Сучасні телекомунікаційні 
системи.−К.:НВП „Видавництво „Наукова думка” НАН України. 
2021.−328с.:іл.  
13. Kizer G. Digital microwave communication: engineering point-to-point 
microwave systems, John Wiley & Sons, Inc., 2023. –754 p  
14. Tomasi W. Advanced Electronic Communications Systems, Harlow: 
Pearson Education Limited, 2020. – 621p.  
15. Головін, Ю. О. Основи теорії радіозв'язку: теоретичні основи та 
практичні аспекти [Електронний ресурс] : навчальний посібник для 
здобувачів ступеня бакалавра за освітньою програмою «Спеціальні 
телекомунікаційні системи» спеціальності 172 Електронні комунікації 
та радіотехніка / Ю. О. Головін, Д. І. Могилевич ; КПІ ім. Ігоря 
Сікорського. - Електронні текстові дані (1 файл: 3.85 Мбайт). - Київ : 
КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2023. - 248 с.  
16. Системи передавання радіорелейні прямої видимості. Терміни та 
визначення. ДСТУ 3936-99.  
17. Методичні рекомендації до виконання лабораторних робіт з 
дисципліни «Мережні технології 3. Радіорелейні та супутникові 
телекомунікаційні системи» для студентів усіх форм навчання за 
напрямом підготовки 6.050903 «Телекомунікації» [Електронний 
ресурс] / НТУУ «КПІ» ; уклад.: В. С. Лазебний, П. В. Попович, М. Г. 
Лискова. – Електронні текстові данні (1 файл: 1,65 Мб). – Київ : НТУУ 
«КПІ», 2019. – 57 с.  
18. Цифрова радіорелейна система терагерцового діапазону з 
використанням наноелектронних компонентів [Електронний ресурс] – 
Режим доступу до ресурсу: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/20262  
19. Системи передавання радіорелейні прямої видимості. Класифікація. 
Основні параметри. Методи вимірювання. ДСТУ 3937-99.  
79 
 
 
 
20. Технічна документація РРСЗ «SAF Technika» [Електронний ресурс] – 
Режим доступу до ресурсу: https://www.saftehnika.com/  
21. Технічна документація РРСЗ «DragonWave» [Електронний ресурс] – 
Режим доступу до ресурсу: https://www.dragonwavex.com/  
22. Roger L. Freeman ”Radio System Design for Telecommunications, 3rd 
edition”, Wiley  
23. Radio Regulations (Регламент радіозв’язку). [Електронний ресурс] – 
Режим доступу до ресурсу: http://handle.itu.int/11.1002/pub/80da2b36-
en  
24. Constitution of the International Telecommunication Union, Geneva, 1992. 
Режим доступу до ресурсу: 
https://www.itu.int/en/council/2019/Documents/basic-texts/Constitution-
E.pdf  
25. Радіорелейний зв'язок [Електронний ресурс] – Режим доступу до 
ресурсу: https://uk.wikipedia.org/wiki/Радіорелейний_зв%27язок 
80