Métodos de bajo coste para el ajuste de filtros en sistemas Private Mobile Radio

Abstract

Actualmente todavía hay escenarios donde las redes Private Mobile Radio (PMR) siguen desempeñando un papel fundamental para la transmisión de voz. Las encontramos en entornos de gestión de emergencias, control de flotas de vehículos y eventos de pública concurrencia. Estas redes necesitan estaciones base full dúplex para funcionar. Y en este contexto es necesario disponer de sistemas de filtros de RF que eviten la des-sensibilización del receptor debida a la señal de gran potencia empleada en la etapa de transmisión. Ajustar los sistemas de filtros es costoso y requiere de entrenamiento, porque se utilizan instrumentos complejos como el analizador de espectro con generador de seguimiento o el analizador de redes vectorial. Es por ello que en este trabajo se analizan dos métodos simples de bajo coste para lograr el ajuste de este tipo de sistemas de filtros en entornos de organizaciones voluntarias como puedan ser los radio clubes, Protección Civil y la Cruz Roja. El primer método consiste en inyectar una potencia suficientemente elevada en el filtro e ir midiendo la potencia de salida en la frecuencia de resonancia deseada hasta conseguir las mínimas pérdidas de inserción posibles. Es un método fiable pero muy intensivo en tiempo. El segundo método consiste en inyectar en el filtro ruido blanco y ajustar la respuesta del filtro usando un analizador de espectro de muy bajo coste basado en un dongle SDR. Este método resulta mucho más sencillo y rápido que el anterior, por lo que resulta el elegido en la mayoría de casos.

At this moment, we can still find different scenarios where Private Mobile Radio (PMR) networks keep performing a key role for voice transmission in emergency response units, fleet management and public events. These networks need full duplex base stations in order to work properly. As a consequence, it is necessary to have RF filtering systems available to avoid the desensitization of the receiver due to the high power signal employed during the transmission stage. Adjusting filter systems requires of specific training and is an expensive process, because complex instruments as spectrum analyzers or vector network analyzers are used. This is the reason for the development of this Project: Two simple and inexpensive methods will be studied to achieve the adjustment of these types of filters in voluntary organizations such as amateur radio clubs, Civil Defence and Red Cross. The first method consists of injecting a high power signal in the filter and measure the output power in the desired resonance frequency, until the lower possible insertion loss is achieved. This is a trusty method, but it is time consuming. The second method is based on the injection of white noise in the filter and adjusting the filter's response using a cheap Spectrum Analyzer based on a SDR dongle. This method is much easier and fast to apply than the previous one, and for that reason is the one chosen in the majority of cases.

Actualment encara hi ha escenaris on les xarxes Private Mobile Ràdio (PMR) continuen exercint un paper fonamental per a la transmissió de veu. Les trobem en entorns de gestió d'emergències, control de flotes de vehicles i esdeveniments de pública concurrència. Aquestes xarxes necessiten estacions basi full dúplexs per a funcionar. I en aquest context és necessari disposar de sistemes de filtres de RF que evitin la donis-sensibilització del receptor deguda al senyal de gran potència emprada en l'etapa de transmissió. Ajustar els sistemes de filtres és costós i requereix d'entrenament, perquè s'utilitzen instruments complexos com l'analitzador d'espectre amb generador de seguiment o l'analitzador de xarxes vectorial. És per això que en aquest treball s'analitzen dos mètodes simples de baix cost per a aconseguir l'ajust d'aquest tipus de sistemes de filtres en entorns d'organitzacions voluntàries com puguin ser els radio clubs, Protecció Civil i la Creu Roja. El primer mètode consisteix a injectar una potència prou elevada en el filtre i anar mesurant la potència de sortida en la freqüència de ressonància desitjada fins a aconseguir les mínimes pèrdues d'inserció possibles. És un mètode fiable però molt intensiu en temps. El segon mètode consisteix a injectar en el filtre soroll blanc i ajustar la resposta del filtre usant un analitzador d'espectre de molt baix cost basat en un dongle SDR. Aquest mètode resulta molt més senzill i ràpid que l'anterior, per la qual cosa resulta el triat en la majoria de casos.