防干擾? 啞音頻資料分享!

richard10035

發文動機:之前看到有前輩詢問CTCSS與DCS相關問題，想整理個一篇關於CTCSS/DCS相關資訊給想入門無線電或對CTCSS/DCS不熟的大大們了解，以達到知識交流，因此想說來篇講解市面上常見的防干擾系統，順便講講一些密話功能的模式，順便讓各位前輩糾正在下的錯誤觀念



目前市場上常見的防干擾系統有CTCSS(TSQ)與DCS，其次為EPCS，一般來說會開啟啞音頻多是不想被干擾或收聽到其他機子的訊號，廢話不多說，那先來講解CTCSS

CTCSS(Continuous Tone Coded Squelch System)最早是由Motorola公司所開發，其開發構想是因為兩組人馬進行通聯時經常因為同一頻率而造成互相干擾情形，因此開發了TSQ來防止這種情形出現，而在MOTOROLA公司內則不稱為CTCSS而是PL(Private Line Codes)，最早TSQ只有38組，後來慢慢增加到50組。

TSQ運作則是使用67Hz-250.3Hz的低音頻附加在音頻信號中傳輸，並且經由中頻調解，然後分離啞音頻後進行濾波、整形然後輸入到CPU讓CPU進行判別並且下達是否開啟靜噪指令，事實上TSQ雖說是低音頻但頻率越高仔細聽仍可聽到一些類似電流的聲音，那就是TSQ的聲音。

然而這種防干擾系統固然有效防止了用戶互相干擾問題，但實務上並完全無解決蓋台問題，除非信號比最強信號高過6dB否則事實上依然是被蓋台的份，且TSQ容易造成錯誤碼因而無法開啟喇叭。

實務上，TSQ經常被應用於中繼上；多數FRS(Family Radio Service/業務無線電/家用無線電)也常使用TSQ作為防干擾系統。


DCS(Digital Coded Squelch、DTCS、DQT)，翻譯後即為數位靜噪碼，MOTOROLA則是稱為DPL(Digital Private Line Codes)，此一系統在通話結束前用利用數位編碼發射，運作原理與TSQ差不多，只是DCS在結束前會發出134Hz的音調作為結束告知，且DCS編碼與解碼速度較TSQ快，這是與TSQ最大差別的地方，則DCS也較TSQ正確率來的高，且組數達104組(或有些機子更多)，然而有些機子則有反轉功能，那就變成該機有104*2組。

實務應用上警政機關經常使用，其原因在下推想應該是因為組數多且錯誤率低，因此受杯杯與鳳凰們的青睞，唯獨國道警察與部分消防機關使用CTCSS，推測可能因為國道警察轄區過大且站於高處容易與某些警局Tone碼一樣因此使用CTCSS避開可能的干擾，至於消防機關多使用在使用全國救災共通頻上。


EPCS，這一類靜噪碼目前只看到在Yaesu機器上有的功能，其他品牌機子是否有此功能仍待各位前輩們補充回應，此一防干擾系統則是使用兩組CTCSS，只是有別於以往傳統CTCSS是他會將兩組CTCSS存在記憶體內進行比對，但無順序問題，比方說A機設定05 47，B設定47 05仍可收到。這一類靜噪可使用4個CTCSS代碼去作為靜噪，TX一對RX一對，這樣有個好處是他可分組呼叫，詳細情況可能就有請使用過的前輩來進行補充。

	CTCSS	DCS	EPCS
可靠度	低	高	低
解編速度	較慢	較快	較慢
群組化	不可	不可	可
組數	50組	104組	50*50組(註1)

*此數據為使用常規業餘無線電機種
*註1:此為一組(TX或RX)的組數

至於防干擾與保密，事實上防干擾不等於有保密性，因為把機子的DCS或TSQ關閉仍可收到有使用DCS或TSQ的機子所通聯的內容。

後續其實有些公司研發出密話功能，其工作原理有的是使用演算法進行加密，接收端再行恢復進行解碼動作恢復，其二為使用切割移頻然後再恢復,其次就是使用堆置囉。

不常見的Tone(2012/12/26 17:47整理新增):2Tone:這是使用兩Tone交換在不同時間發射，以此可做到分組傳呼，同時也變成一種防干擾系統。
5Tone:與2Tone運作方式相同，只是他有5個Tone運作。
DTMF:最早是由貝爾實驗室所研發，用於電話撥號上，由一高音頻與低音頻結合表示一0~9與A~C數字字母，在電話內也是使用此技術撥號，無線電上則是常應用在分組呼叫靜噪與網際網路中繼(Vertex Standard WIRESTM)呼叫連接上，靜噪使用上是一次傳輸三位數字的編碼出去，以做到雙音多頻靜噪或者是雙音多頻選擇式通訊，藉此達到可選擇群組/個別/全體呼叫與靜噪的功能。
*目前此三種靜噪模式音少見，故不詳細詳談，講完可能又是另一大篇的篇幅


對於CTCSS與DCS常有的謬思:無法收聽有設置Tone的機子
解:錯!  其實啞音頻就像是一把鑰匙，CPU內的判別則是一把鎖，如果今天一道門沒有鎖其實就不用使用到手上的鑰匙即可進入。相對，沒設置任何Tone的情況下依然可收聽有Tone的訊號，只是無法與該機台人員通聯罷了。


對於防干擾迷思(2012/12/26 17:51新增):拍碼? 靜噪碼? 功能傻傻分不清楚!!
解:靜噪碼通常用於防干擾，可是拍碼應用上是使用辨別身分用，計程車在拍碼上就常使用，公家機關也是(如警消護使用的MDC1200拍碼系統(註2))，固許多人會把拍碼音認為跟防止他人干擾有關，事實上沒有拍碼音有Tone依然可以通聯。

*註2:MDC1200，為MOTOROLA專利功能，可辨別機台ID，針對個別或群組/全體進行呼叫，同時也可與計程車拍碼功能一樣進行遠端指令控制功能，同時也可發短信，多為政府機關愛用因方便調度使用。

以上為在下的知識分享，獻醜囉!!

BX5AAJ 2012/12/25
*轉載請附註出處

2012/12/25:
感謝Andy5725前輩發現錯誤(Tong修正為Tone)
更正錯誤:EPCS即用兩組CTCSS而非DCS

richard10035

whitemagic 發表於 2012-12-26 21:59
請問
EPCS使用兩組DCS?
其作用指的是否為一組頻率但可鍵入兩組DCS

報告前輩:

同一時間內不會是兩組Tone同時發射
而是先發射第一個Tone後再發射第二個Tone
然後機身內部本身會有四個記憶體位置，有兩個紀錄自身設定的Tone，有兩個記錄接收到的Tone
然後送往CPU進行判別是否要下達指令開啟靜噪，這是對方如果開啟EPCS狀態下的情況

稍微更正一下...我發現我打錯了...應該是用兩組CTCSS才對...抱歉...

richard10035

其實人造衛星一天內台灣上空飛越的恐怕就有數百到數千顆 從福爾摩沙衛星一直到美國大氣局甚至業餘無線電通信衛星或IIS
如果有設備可以開啟頻譜來看(最便宜的使用SDR電視棒)
在某些特定頻段上可以看到一大群的衛星群訊號
內容幾乎都是一段一段的數據訊號

我拿IIS來說，IIS其實他針對不同無線電區域有不同的上行跟下行頻率
以台灣第三區來說  IIS下行為145.800，在這跑道上有時候不免能聽到計程車的對話
實在有點不是很有禮貌...

richard10035

whitemagic 發表於 2012-12-27 08:43
感謝前輩的解說
"一前一後的發射"

報告前輩!!

這套系統要詳盡點解說其實是這麼一回事的...
一前一後只是在一個時間點上...如果以整體來說其實他是交互發射
故他並無所謂的順序問題

CTCSS運作沒有134HZ的結束音，故推測被用在此系統上的原因也許跟這有關聯
因此CTCSS其實只要一放掉PTT基本上接收機CPU應該會立即恢復靜噪
故結束時應該是不太會有拖尾的情況出現...

richard10035

whitemagic 發表於 2012-12-27 08:50
之前看到GPS的資訊提到GPS能收到-150還是-160db的訊號
當時我還以為這資訊是唬爛的
後來求證的結果是真 ...

報告前輩

這我也不太清楚...
但能回答您的是衛星訊號到達地球基本上都衰減得差不多了...
畢竟要穿過大氣層還有可能遭受超級無敵大干擾源-太陽的影響... ...
此外高、中、低軌也有差異存在...

GPS到達地面後其實訊號大概都衰減到-120dB~-160dB
發射功率約35W...

順帶值得一提的是，其實國際衛星站下行功率只有5W...相當於拿一隻手扒機到距離地面360公里的高處通聯

richard10035

whitemagic 發表於 2012-12-28 23:55
感謝前輩

我可能有混淆了一些設定功能

報告前輩!!了解意思了!!

基本上增加時間是必定的
所以被切斷的語音也相對會增加...

但實務上EPCS造成的延遲影響究竟有多大與工程師設計時如何克服
不得而知...因為並未實務操作過只能提供理論...

richard10035

sting62 發表於 2013-5-19 17:39
感謝各位前輩分享，但實際要怎麼設定及操作才比較好呢？

實際上操作!?
前輩說的是指在實際應用防干擾上嗎?

針對防干擾應用上:
一般正常來說其實DCS與CTC在實際應用上視情況而定
假設只有一對無線電使用那TX跟RX可以使用不同的Tone
但假使是使用在一大群人馬應用上建議是使用同一Tone

致於CTC與DCS的取捨上，其實CTC編制比DCS來的慢，DCS在編制數量上也優於CTCSS
但大多數的FRS 購買時如果沒特殊指定商家寫頻時會設定會在CTCSS上

我目前手上有一組專門在FRS上工作的機子，設定上都是用DCS，RX與TX都不同，A的TX所設定的tone多少B的RX就要設定多少

這兩種防干擾系統其實是最常見的系統，若要做到完全加密那就是密話與數位無線電了

richard10035

thgogo 發表於 2013-1-24 18:30
原來如此
糾正了我的錯誤觀念
之前一直以為要在同一編碼才能收聽

其實CTCSS與DCS這兩種系統用的是用音頻方式去做辨別
也就是說他一樣也是傳輸一組低頻音頻讓機子做判別

有點類似篩水果的機器，大小符合就會從某個洞掉到特定箱子內
但假使今天把摘選的版子拿走時，所有水果就會掉到箱子內，全盤接收...