DCS (CDCSS, DPL, DQT)

Содержание:
Введение
DCS изнутри
Передача DCS
Характеристики модуляции
Декодирование DCS
Дополнительная информация DCS
Обратные коды DCS
Стандартные коды DCS
Именование DCS производителями
Литература

Введение

CDCSS (Continuous Digital Coded Squelch System — Система Постоянного Цифрового Кодирования Шумоподавителя), также называемая DCS (Digital Coded Squelch — Цифровой Кодированный Шумоподавитель), является цифровой инфразвуковой системой селективного вызова.

DCS изнутри

Структура DCS

DCS представляет собой код, состоящий из 23 битов, постоянно посылаемых в FSK-модуляции со скоростью 134.3 бита в секунду. Каждый бит имеет длительность 7,5 мс с общей длительностью 172,5 мс. Код основан на Golay (23,12) коде, впервые разработанном в 1949 г. Этот код обладает способностью определять и исправлять до трех любых ошибочных бит.
Посылаемый DCS-код представляет из себя из себя восьмеричной число, состоящее из поля данных из 12 бит и вектора четности из 11 бит. В CDCSS используемые 12 бит разделены на 4 восьмеричных октека, первый из которых всегда установлен в 100₂ (4₈) и является неким «флагом», 2-ой, 3-ий и 4-ый октеки образуют номер кода DCS и могут принимать значения от 000₂ (0₈) до 111₂ (7₈) — максимальное число различных значений, которые можно положить в 3 бита октета. Таким образом можно получить 512₁₀ кодов DCS (т.е. от 000₈ до 777₈). Если вы используете калькулятор, который имеет как восьмеричную, так и десятичную системы счислений (например, калькулятор Windows в режиме «Научный»), вы можете легко конвертировать эти 000₈8 номера обратно в десятичную систему счисления (777₈ = 511₁₀). Помните, что 000₈ является действительным кодом DCS, и так же учитывается. Т.е., если вы начнёте отсчет от 0₁₀ и досчитаете до 511₁₀, то у вас как раз и получится общее количество значений, равное 512₁₀.

Формат DCS слова таков:

Указание направления -> Выход
PPPPPPPPPPPFFFCCCCCCCCC

Где P — биты паритета, F — фиксированный октек, и C — три октека кода. Так для кода DCS "023" справедливо бинарное слово:

Вычисление битов паритета

Оригинальный алгоритм Golay использует двойной полином для вычисления битов паритета. Однако этот метод занимает слишком много памяти и времени микроконтроллера. Хранение всех 512 23-битовых слов в RAM занимало бы минимум 1472 байт, хранение же только битов паритета в RAM будет занимать минимум 704 байт. Это позволит экономить RAM и время на выполнение вычисления микроконтроллером битов паритета. Этот метод использует короткие вычисления — одно для каждого бита паритета, основанного на выборе битов из 9 битов кода DCS:

P1 = C1 + C2 + C3 + C4 + C5 + C8 (СЛОЖЕНИЕ ПО МОДУЛЮ ДВА [MODULO TWO ADDITION])
P2 = НЕ ( C2 + C3 + C4 + C5 + C6 + C9 )
P3 = C1 + C2 + C6 + C7 + C8
P4 = НЕ ( C2 + C3 + C7 + C8 + C9 )
P5 = НЕ ( C1 + C2 + C5 + C9 )
P6 = НЕ ( C1 + C4 + C5 + C6 + C8 )
P7 = C1 + C3 + C4 + C6 + C7 + C8 + C9
P8 = C2 + C4 + C5 + C7 + C8 + C9
P9 = C3 + C5 + C6 + C8 + C9
P10 = НЕ ( C4 + C6 + C7 + C9 )
P11 = НЕ ( C1 + C2 + C3 + C4 + C7 )

Передача DCS

DCS посылка передается и принимается в формате NRZ (без возврата к нулю), поэтому полярность модуляции здесь важна. В данном случае, "1" определяется восходящим изменением частоты, а "0" — нисходящим изменением. DCS коды, посланные с этой полярностью имеют положительную полярность. Однако некоторые системы радиосвязи используют инверсную полярность (отрицательную), дабы избежать взаимных помех. Такую кодировку называют обратными кодами DCS. По этой причине необходимо использовать обе полярности.
DCS код "+023" будет передан так:


Код DCS посылается непрерывно с началом передачи несущей. Частота передачи составляет 134.4 Гц. Любой передаваемый DCS-код будет вызывать открытие шумоподавителя любой другой радиостанции с установленным CTCSS от 131.8 до 136.5 Гц. Когда пользователь отпускает кнопку PTT, кодер начинает передавать "1" и "0" со скоростью 268.6 бит в секунду на протяжении 180 миллисекунд, после чего передатчик отключается. Это называется "выключающим кодом", необходимым для более быстрого включения шумоподавителя и устранения эффекта "Noise burst" (шум эфира, звучащий из динамика из-за того, что шумоподавитель еще не включился).

Характеристики модуляции

Нормальный диапазон отклонения — от 10% до 20% от номинальной девиации. Большинство систем предназначено для девиации частоты 5 кГц. CDCSS модуляция должна быть на частотах ниже 300 Гц и в приемнике должна пропускаться через специальный фильтр, пресекающий ее проникновение в УЗЧ приемника, что могло бы вызвать звучание из динамика постоянного шума на фоне полезного сигнала.

Декодирование DCS

Принимаемый DCS-код может являться допустимым или недопустимым кодом DCS. Октек "100"(с "1" в 12-м бите, "0" в 13-м и 14-м битах) является идентификатором подлинности 23-разрядной посылки кода DCS. Если в принятом DCS-коде в в качестве 4-го октека (12-й...14-й биты) не число 100₂, то это недопустимое 23-битное слово DCS-кода.
Оказывается, если по кругу сдвигать все биты в 23-разрядном слове DCS, можно получить более одного правильного (допустимого) кода DCS. Вот пример сдвига по кругу 23-битного DCS слова 023₈.

11101100011-100-000/010/011 = 023 (допустимое слово DCS)
11110110001-110-000/001/001 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
11111011000-111-000/000/100 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
01111101100-011-100/000/010 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
00111110110-001-110/000/001 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
10011111011-000-111/000/000 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
01001111101-100-011/100/000 — сдвиг позиции вправо на один бит = 340 (допустимое слово DCS)
00100111110-110-001/110/000 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
00010011111-011-000/111/000 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
00001001111-101-100/011/100 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
00000100111-110-110/001/110 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
00000010011-111-011/000/111 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
10000001001-111-101/100/011 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
11000000100-111-110/110/001 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
11100000010-011-111/011/000 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
01110000001-001-111/101/100 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
00111000000-100-111/110/110 — сдвиг позиции вправо на один бит = 766 (допустимое слово DCS)
00011100000-010-011/111/011 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
10001110000-001-001/111/101 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
11000111000-000-100/111/110 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
01100011100-000-010/011/111 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
10110001110-000-001/001/111 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
11011000111-000-000/100/111 — сдвиг позиции вправо на один бит, нет флага "100"
11101100011-100-000/010/011 — сдвиг позиции вправо на один бит = 023 (допустимое слово DCS), то самое, откуда мы начали.

В этом примере видно, что одно и тоже 23-битное слово DCS может иметь три различных возможных кодов DCS (023₈, 340₈ и 766₈). Истинность же здесь в математически рассчитанных проверочных битах (11 бит проверки для каждого правильного 23-разрядное слово DCS), которые всегда совершенно правильны для каждого из этих трех возможных кодов DCS. В выше приведенном примере, биты паритета (проверочные 11 битов) не верны для всех 23-битных слов DCS, кроме изначального 023₈. Таким образом 23-битные DCS слова имеют только один правильный код DCS, а другие (до 6 различных кодов DCS) ложны. Всё зависит от конкретной битовой последовательности в каждом отдельном из 512₁₀ 23-битных DCS слов.

Альтернативный способ думать об этом множестве кодов, сосуществующих в одном и том же 23-бит потоке данных DCS слова — это думать о 23-х битах, как о просто сдвинутых во времени. Каждый посылаемый бит занимает некоторое количество времени, и просто нужно начинать чтение 23-х битов в разное время. Таким образом, каждый сдвиг из 23 битов можно рассматривать как отдельное дополнительное временное окно на повторённый 23-х битный поток данных слова DCS. Эта концепция может быть полезна, т.к. именно так приемник и работает с 23-разрядными словами DCS.

23-бит DCS слово передается, как непрерывно повторяющийся 23-х битный поток асинхронных последовательных битов. Возникает очевидный вопрос: "Как узнать, какой бит был послан первым?". Ответа на этот вопрос нет, как и нет абсолютно никакого способа узнать это. Приемник просто должен прыгнуть в 23-битной DCS битовый поток слов, получить 23 бит и сдвигать их по кругу, пока не найдет флаг 100₂. Когда он находит флаг 100₂ и DCS код не тот, что он ищет, он может просто продолжить сдвиг 23 битов DCS слова и проверять все возможные правильные коды DCS в этом потоке битов. Конечно же после 22 сдвигов можно будет остановить сдвиг 23-битного DCS слова. Если приемник не может найти какой-либо код DCS, то он не будет открывать шумоподавитель приемника.

Опять же, DCS 23 бит слово передается, как непрерывно повторяющийся 23-битовый поток асинхронных последовательных битов. Это означает, что нет явного сигнала тактовой синхронизации между передатчиком и приемником. Некоторые виды синхронизации требуется для того, чтобы приёмник мог отличить один бит от следующего. Асинхронные протоколы делают это с фиксированным бит-рейтом. Поскольку передатчик и приёмник используют один и тот же бит-рейт, то каждый бит может быть послан передатчиком и успешно декодирован приёмником. Для DCS скорость передачи данных (бит-рейт) составляет 134,3 Гц.

Не существует возможности выяснить, является ли сигнал DCS инвертированным или нет. Более того, нет никакого способа передатчиком сообщить приемнику о полярности сигнала для его раскодирования. Предполагается, что всё работает в "идеальных лабораторных условиях", где передатчик и приёмник дают одинаковую полярность сигнала, который мы ими посылаем и получаем. Если передать 023₈ DCS кода, мы и примем 023₈ DCS кода, после того, как приемник просдвигает 23 бита, чтобы найти его.

Обратите внимание, что, хотя мы и передали 023₈ DCS кода, мы могли бы получить его в виде DCS кода 340₈ или 766₈, если мы этого захотим. Отсюда возникает вопрос: "Как мы знаем, какой код использовать?". Единственным ответом на это является соглашение использовать только один код DCS, когда существует множество других возможных кодов DCS (подробнее об этом позже). Другие соответствия кодов DCS (типа 340₈ или 766₈), так же существующие, просто игнорируются. Это соглашение распространяется только на так называемый "стандартный" набор из 83 кодов DCS, использующийся в телекоммуникационной отрасли.

Это всё было для "идеальных лабораторных условий". Мы же теперь будем погружаться в реальный мир. В реальном мире не существует гарантий того, что передатчик и приёмник будут иметь такую же полярность сигнала. Если вы не используете оборудование того же производителя или даже модель радио для передачи и приёма, то там неизбежно может возникнуть инверсия полярности между ними. Давайте посмотрим, что происходит, когда оборудование инвертирует полярность 23-х битного слова DCS:

11101100011-100-000/010/011 = 023 (допустимое слово DCS)
00010011100-011-111/101/100 — перевернутое 023 слова DCS, где после инверсии флаг "100" отсутствует.

Здесь видно, что после инвертирования допустимого 023 слова DCS, правильный флаг "100" превратился в недопустимый "011". Здесь математические свойства кодов DCS ожидает сюрприз. Если сдвигать инвертированное 23-битное слово DCs (как в примере выше), получаться три допустимых слова DCS, скрывающихся в инвертированного сигнала.

11101100000-100-111/000/111 = 707 (инвертированное слово 023 сдвинуто до первого с флагом "100")
10000010011-100-011/111/101 = 375 (инвертированное слово 023 сдвинуто до второго с флагом "100")
00011111101-100-000/100/111 = 047 (инвертированное слово 023 сдвинуто до третьего с флагом "100")

Это означает, что приёмник, который инвертирует полярность DCS может принять изначальный код DCS 023 как код 707₈, 375₈ или 047₈. Таким образом, если станция передатчика сообщает, что передает DCS код 023₈, если запрограммировать приемник (который инвертирует переданные коды DCS) на приём DCS кода 023₈, он не будет соответствовать передаваемому коду и шумоподавитель не откроется. Вот где получается фикция положительной и отрицательной полярности DCS кодов. Я назвал это фикцией, т.к. математическая модель ясна и не имеет ничего общего с положительной или отрицательной полярности. Положительная и отрицательная полярности на самом деле означают, что применяется инвертированный сигнал кода DCS. Однако, если инвертировать правильный код DCS с флагом «100», он всегда превращает его с недопустимым флагом «011» (это означает, что допустимое 23-битное DCS слово не будет допустимым после его инвертирования). Однако, если начать сдвигать инвертированное 23-бит слово DCS, можно найти другие действующие коды DCS. Так же, как и прежде, 11 бит проверки математически верны, когда флаг «100» найден и другое 23-битное слово DCS может иметь от одного до шести действующих кодов DCS внутри него. Тем не менее, реальным решением является повторно инвертировать сигнал DCS внутри приёмника, который будет восстанавливать исходную полярность сигнала кода DCS, который был послан передатчиком (подробнее ниже).

Наиболее важным моментом является то, что все DCS коды обрабатываются таким же образом. Процессор кодов DCS понятия не имеет, была полярность сигнала инвертирована или нет. Он заботится только о флаге «100» и 11 бит проверки, правильно полученных для данного кода DCS. Заботиться о инверсии сигнала должны лишь мы. Если существует необходимость в использовании определенного кода DCS в нашей радиосвязи, необходимо сделать так, что бы код DCS работал правильно.

Типичная запись для нормальной положительной полярности сигнала — это +023₈, а -023₈ — для инвертированной полярности сигнала. «-» перед кодом DCS означает, что радиоаппаратура перевернула полярность сигнала 23-битного слова DCS. Это инвертирование означает, что каждый бит 1₂ превращается в бит 0₂, а каждый бит 0₂ устанавливается в бит 1₂.

В приведенном выше примере, где полярность сигнала приемника противоположна полярности сигнала передатчика, можно просто сообщить приемнику о необходимости инвертировать полярность сигнала DCS перед его использованием. Это инвертирование инвертирует сигнал (извиняюсь за тавтологию), возвращая его к нормальной полярности. Это самый распространенный способ, применяемый к полярности DCS. Как многие знают, помнят или даже понимают, что DCS коды 047₈, 375₈ или 707₈ могут быть использованы при приёме как инвертированный 023₈ DCS код. Ответ на этот вопрос вы не должны знать. Если кто-то говорит вам, что они используют 023₈ DCS код при передачи, то вы должны попробовать в приёмнике оба кода +023₈ и -023₈, чтобы узнать какой из них будет работать.

Передатчик также использует инвертированный сигнал DCS. При настройке в передатчике кода DCS для работы с другими радиостанциями, которые уже используют код DCS (например, 023), было бы не практично, если все остальные будут менять полярность принимаемого кода DCS в соответствии с передатчиком. Опять же, вы должны попробовать передавать оба +023₈ и -023₈ DCS кода, чтобы узнать с какой полярностью работать со всеми другими уже запрограммированными приемниками.

Проблема в том, что нет способа узнать, как каждый конкретный передатчик передаёт FM-модулированный сигнал. Также не существует способа узнать, как у каждого конкретного приёмника схема FM-дискриминатора декодирует полярность принимаемого сигнала. Будучи в состоянии применить инверсию к передаваемому сигналу и / или инверсию к принимаемому сигналу является решением для получения системы из различных радиостанций с успехом использовать один и тот же код DCS.

Эффект так называемой полярности DCS является то, что у вас выглядит как набор из 512₁₀ положительных кодов (+000₈ до +777₈) и то, что выглядит как набор из 512₁₀ отрицательных кодов (-000₈ до -777₈). На самом деле это иллюзия, т.к. на самом деле есть только 512 общих кодов DCS (от 000₈ до 777₈). В приведенном выше примере было отмечено, что инвертированный 023₈ DCS код может быть принят как 047₈, 375₈ или 707₈ коды DCS. Все эти коды являются положительными кодами DCS, и это только инверсия сигнала напряжения, которое создаёт разницу. Таким образом, в действительности не существует положительного и отрицательного набора кодов DCS. «-» просто показывает, что 23-битный сигнал слова DCS оказался перевернутым схемой радиостанции, а инвертированный сигнал DCS производит разный набор кодов.

Есть четыре уникальных кодов DCS, соответствующих друг другу, когда их 23-битное слово DCS сдвигается так, что не существует соответствий инвертированной полярности. Это 112₈, 250₈, 505₈ и 512₈. Когда они инвертированы, не существует соответствия «100» во всем 23-битном слове DCS ( подробнее об этом позже ).

Допустим, у нас есть приёмник, который может отображать реальный принимаемый код DCS. Так как нет способа узнать, соответствует ли полярность приёмника полярности передатчик, то значит, что передатчик может послать один из двух возможных кодов (за исключением четырех уникальных 112₈, 250₈, 505₈ и 512₈ DCS кодов, которые не имеют инвертированных соответствий). У моего приёмника DCS дисплей может отобразить как +023₈, так и -047₈ для одного и того же переданного кода DCS. Если полярность в нашем приемнике соответствует полярности передатчика, то значит, что передатчик посылает +023₈ (без инверсии) или -047₈ (с инверсией). Однако, если полярность нашего приёмника противоположна полярности передатчика, то это означает, что передатчик посылает +047₈ (без инверсии) или -023₈ (с инверсией). Так как наш дисплей показывает нам +023₈ и -047₈, мы знаем, что эти принимаемые DCS коды будут работать с этим передатчиком. Реальная неопределенность здесь в том, что мы не знаем, какой полярности передатчик по отношению к приемнику, так что мы не знаем, какой именно код передатчика используется. Один из способов узнать это, если передатчик и приемник и той же марки и модели радио (тогда они совпадают). Другой способ узнать это — спросить того, кто запрограммировал передатчик и на какой код DCS.

Ниже приведена таблица всех возможных комбинаций полярностей и кодов DCS, которые могут быть отправлены или получены в качестве 023₈ кода DCS:

Полярность	Запрограммирован на передачу	Передан как	Получен как	Запрограммирован на приём
Tx как и Rx	+023	023	023	+023
Tx как и Rx	+023	023	023	-047
Tx как и Rx	-047	023	023	+023
Tx как и Rx	-047	023	023	-047
Tx как и Rx	-023	047	047	-023
Tx как и Rx	-023	047	047	+047
Tx как и Rx	+047	047	047	-023
Tx как и Rx	+047	047	047	+047
Tx противоположно Rx	+023	023	047	-023
Tx противоположно Rx	+023	023	047	+047
Tx противоположно Rx	-047	023	047	-023
Tx противоположно Rx	-047	023	047	+047
Tx противоположно Rx	-023	047	023	+023
Tx противоположно Rx	-023	047	023	-047
Tx противоположно Rx	+047	047	023	+023
Tx противоположно Rx	+047	047	023	-047

На самом деле, код 047₈ никогда не будет запрограммирована, если известно, что в других станциях запрограммирован 023₈ код DCS. Это включено в пример лишь для информации. Помните, что DCS коды 023₈, 340₈ и 766₈ являются взаимозаменяемыми. Кроме того, DCS коды 047₈, 375₈ и 707₈ так же взаимозаменяемы. Тем не менее, мы не учитывали DCS коды 340₈, 766₈, 375₈ и 707₈, поскольку они являются синонимами для других 23-разрядных слов DCS. Это означает, что 023₈ представляет все три своих кодов DCS, а 047 и представляет все три своих. Это можно назвать "сваливанием в одну кучу соответствующих групп DCS кодов", или даже "группами DCS кодов" (подробнее об этом ниже).

Например, в таблице выше, является очень грязным. Это грязный информация была показана так что вы можете понять, что происходит с кодами DCS и сигнал полярности. Например, если вы не понимаете всю информацию в таблице выше, то вы будете смешивать в таблице ниже, где -023 передается в виде 047. Тем не менее, в реальной жизни все это просто слишком много информации, чтобы иметь дело. Ниже приведена таблица, которая показывает реальный мир общего пользования на неинвертированный и инвертированный коды DCS:

Полярность	Запрограммирован на передачу	Передан как	Получен как	Запрограммирован на приём
Tx как и Rx	+023	023	023	+023
Tx как и Rx	-023	047	047	-023
Tx противоположно Rx	+023	023	047	-023
Tx противоположно Rx	-023	047	023	+023

Обратите внимание, что пользователя радиостанции не волнует как передаются или как принимаются данные. Все пользователь должен знать — это правильный код DCS и как запрограммировать + / — для правильной полярности сигнала.

Используя приведенный выше пример, единственная причина для программирования на передачу кода -023₈ — когда в системе связи радиоприемники других торговых марок или моделей инвертируют полярность сигнала, переданного вашей от вашей радиостанцией. Вам просто нужно на передачу попробовать оба +023₈ и -023₈ кода, пока вы не найдете, какой из них работает со всеми другими радиостанциями в системе.

Как указывалось ранее, передача и приём кодов DCS происходит в формате NRZ (без возврата к нулю). Проще говоря, это означает, что если передаются три бита 1₂ подряд, на выходе будет сохраняться одно и тоже значение бита (1₂) за период времени передачи всех трёх битов 1₂. Если передаются три бита 0₂ подряд, на выходе будет сохраняться одно и тоже значение бита (0₂) за период времени передачи всех трёх битов 0₂. В Интернете довольно много информации о NRZ кодировании — если вам интересно, можете поискать.

Еще один интересный эффект происходит с DCS при NRZ кодировании: все 23-битные DCS слова делятся на три категории. Каждое 23-битное слово DCS имеет либо 8, 12 или 16 переходов от 0₂ до 1₂, и от 1₂ до 0₂.

Имейте в виду, основная причина для использования DCS заключается в том, что вы можете иметь уникальный код, для использования его в вашей радиосистеме. Из-за этих многочисленных способов декодирования одного и того же передаваемого кода просто невозможно использовать все 512₁₀ кодов DCS и сохранить их уникальность (существуют 177₁₀ уникальных групп кодов DCS). Тем не менее, за счет сокращения количества кодов DCS, использованы только один из каждой группы кодов. Таким образом можно получить множество используемых групп кодов DCS (т.е. коды DCS могут рассматриваться как "уникальные", если просто игнорировать и не использовать повторяющиеся коды). Большинство производителей используют только от 83₁₀ до 112₁₀ из 177₁₀ уникальных групп кодов DCS. Определённого продвигаемого «стандарта», которому бы придерживались коды DCS, не существует. Поэтому каждый производитель использует сколько кодов, сколько они хотят. Но при этом, всё же видно, что все, кажется, используют один и тот же основной набор из 83₁₀ кодов DCS. Существует 177₁₀ уникальных групп кодов DCS (синхронизирующихся до флага "100" в каждом сдвиге слова DCS, о чём уже упоминалось ранее). Таким образом, большинство из 177₁₀ групп имеет несколько уникальных индивидуальных кодов DCS, которые принадлежат к каждой группе, но при этом остальные дополнительные коды DCS в каждой группе уже не учитываются (всего лишь один код DCS используется для представления всех кодов DCS в данной группе).

Если мы соберём все допустимые коды DCS вместе из существующих групп кодов DCS, у нас получится всего 177₁₀ уникальных групп кодов DCS. Каждая группа кодов DCS будет имеет свой "уникальный код", который определяет всю группу DCS, в то время как другие коды DCS в данной группе игнорируются и не используется. Это существенное уменьшение по сравнению с 512₁₀ кодами DCS. Можно сказать, что эти 177₁₀ кодов являются наиболее помехозащищёнными. Также, количество 177 — довольно изрядное. Тем не менее, некоторые DCS кодов в реальности не используются. Некоторые из них могут мешать декодеру CTCSS или ненадежно декодироваться декодером DCS. Иногда эти трудности декодирования фактически создаются аппаратурой / прошивкой декодирования непосредственно внутри приёмника. Таким образом, в общей сложности получаются 83₁₀ так называемых «стандартных» кодов DCS. Эти так называемые "стандартные" коды DCS должны работать с любой DCS-совместимой радиоаппаратурой и не должны вызывать никаких проблем для детекторов тонов CTCSS, которые работают на тех же суб-частотах. Все так называемые "стандартные" 83₁₀ коды DCS имеют только 8 или 12 переходов уровня сигнала в каждом 23-разрядном слове DCS.

Также следует отметить, что инвертированное 23-бит слово DCS не то же самое, что и инвертированный 9-битный код DCS. Например, если логически инвертировать только 9-битный код DCS 023₈, получится код DCS 754₈. Тем не менее, код DCS 754₈ не имеет ничего общего с кодом DCS 023₈ (как показано выше в предыдущих примерах). Т.е. речь идёт не о инвертированных 9-битных кодах DCS, а только о инвертированных 23-битных слов DCS.


Выше на временной диаграмме показаны временные соотношения. На ней вертикальные линии в начале и в конце показывают границы 23-битного слова. Прямоугольные импульсы с частотой 134,3 Гц представляют из себя сигнала закрытия шумоподавителя (reverse burst). Прямоугольные импульсы с частотой 67,15 Гц представляют из себя повторяющиеся 1₂ и 0₂ биты при кодировании в NRZ. Это не допустимый код DCS и показан лишь для того, чтобы проиллюстрировать основу кодирование NRZ с непрерывной передачей 1₂ и 0₂. Если вы посчитаете, то найдёте здесь 12 "1₂" битов и 11 "0₂" битов. Последовательность +023 является фактическим словом DCS для кода 023₈. На картинке позиции битов 1, 11, 15 и 23 подписаны. Позиции 11 проверочных битов, 3-х битов флага "100" и 9 бит кода DCS также подписаны. Последовательность +023 просто постоянно повторяется (то есть после 23-го бита, просто возвращается обратно к первому биту и всё начинается заново). Можно насчитать восемь от 0₂ до 1₂, и от 1₂ до 0₂ переходов в последовательности "023". Также видно, что здесь всего 6 значений 0 (начиная с позиции 13-го бита) и всего 5 значений 1 (начиная с позиции 22-го бита). Таким образом, самый длинный продолжительный интервал без изменения сигнала для приёмника возможно пересинхронизировать асинхронную синхронизацию за шесть циклов с частотой 134,3 Гц. Значения битового двоичного кодирования для +023 показано в нижней части графика. Поскольку это всего лишь рисунок, все прямоугольные края импульсов ровные и чёткие, в отличие от настоящих сигналов DCS с закругленными краями, получающимися при передаче.

Таким образом, если сканирующий приемник найдёт частоту, где передаётся код DCS, у него нет способа узнать, где именно в потоке бит DCS он находится (то есть он может начать приём с 17-го бита или любого другого бита). Также не существует никаких специальных стартовых или стоповых синхронизирующих кодов, а лишь повторяющийся поток битов. Вот почему синхронизация по флагу "100" является единственным способом определить приемником начало DCS и получить любой допустимый код DCS. Если бы существовал специальный код синхронизации только для определения начала или конца DCS, добавляемый к слову DCS, то все 512 DCS кодов декодировались бы как уникальные коды, но этого не было сделано. Эта невозможность синхронизации с точным началом каждого слова DCS является основной причиной существования такого большого числа кодов, которые соответствуют друг другу при приёме. Как уже упоминалось выше, существуют 177 групп уникальных групп DCS. Каждая группа состоит из множества отдельных кодов DCS. Не все 177 групп на самом деле используются, поэтому существует так называемый "стандартный" набор из 83 кодов DCS.

Реальный код DCS посылается в обратном порядке, как показано выше. Мы, люди, привыкли писать от большего к меньшему. Т.е. мы пишем девяносто восемь как 98, а не 89. Это было бы заблуждением посылать все двоичные значения DCS в обратном порядке, однако на самом деле именно так DCS через эфир и передаётся. Так, например DCS 023 "11101100011-100-000/010/011" на самом деле передается как "110/010/000-001-11000110111.

Радиостанции с фазовой модуляцией могут иметь проблемы с передачей DCS, поскольку 23 бита кода DCS — это низкоскоростой цифровой сигнал. В общем, фазовые модуляторы не являются оптимальными для данного вида модуляции. К примеру, все мобильные радиостанции Motorola модулируют чистую FM, которая является оптимальной. Тем не менее, для передачи хороших сигналов DCS управление компенсацией передачей должно быть правильно отрегулировано.

Синхронизация всего 23-разрядного слова DCS состоит из 23 отдельных циклов с частотой 134,3 Гц. Достаточно просто разделить 1 на 134,3 циклов / секунд (это дает секунды / цикл) и умножить на 23 цикла, чтобы узнать количество десятых долей секунды требуется на отправку кода DCS. Получится около 0,17125 секунды на 23-разрядное слово DCS. Это означает, что можно передать порядка шести 23-битных DCS слов в секунду.

Ниже приведён список всех 83 групп стандартных DCS кода. В каждой группе, в первой строке приведен список кодов DCS соответствующей нормальной полярности. Вторая строка — это коды DCS соответствующей обратной полярности 23-битного слова DCS. Группы кодов DCS разделены пунктирными линиями. Это полный список всех соответствующих кодов DCS для каждой группы, в том числе тех, которые обычно игнорируются и не используется. Выделенные жирным и синим цветом — коды DCS, которые обычно используются в так называемом "стандартном" наборе из 83 кодов. Напоминаем, хотя игнорируемые коды изображены, это не значит, что система DCS радиостанции может кодировать и декодировать их правильно (использует только стандартные коды). Тем не менее, все математически вычисленные сигналы каждой группы связаны через сдвиг до флага "100" при декодировании инверсии сигнала.

Все числа в настоящем пункте являются десятичными величинами (не путайте любое из этих чисел с восьмеричными величинам). Из 83 уникальных, так называемых "стандартных" кодов, 179 отдельных слов DCS являются взаимосвязанными кодами, которые не используются. Берутся 262 кодов (83 + 179) только для того, чтобы получить 83 уникальных, так называемых "стандартных" кодов. Имейте в виду, что нет определённой организации или компании, определяющей данный список так называемых "стандартных" кодов, так что возможно встретить различные уникальные коды, используемые различными производителями, особенно в более старых радиостанциях.

В наборе стандартных кодов существует одна аномалия, являющаяся группой DCS +172 и -036, которые используются, при этом инвертированная группа с DCS -172 и +036 не используется в стандартном наборе.

Ниже перечислены оставшиеся группы кодов DCS, которые не являются частью так называемого "стандартного" набора из 83 групп кодов, приведённого выше. Некоторые из них используют разные производители (т.е. кодирующее и декодирующее устройство будет работать с выбранными расширенными кодами DCS). Максимальное количество групп, из общего количества групп, равного 177, в настоящее время используются 112 (в том числе 83 стандартных кодов DCS). Остальные коды DCS оказались непригодными для использования.

Совпадение DCS кодов +112 , +250 , +505 и +512 необычно, так как они вообще не имеют соответствий с изменённой полярностью. Если инвертировать любой из этих кодов DCS, то не получится получит флаг "100". Я подозреваю, что это может иметь какое-то отношение к группе, почему эти четыре определенные коды никогда не используются.

Все данные в настоящем пункте являются десятичными значениями (не путайте любое из этих чисел с восьмеричными значениями). Из 94 нестандартных кодов, 156 являются взаимосвязанными кодами, которые не могут быть использованы, так как они не являются уникальными. Из занятых 250 кодов (94 + 156) получаются только 94 уникальных нестандартных кодов. Тем не менее, не существует "стандарта" для определения уникальных кодов для использования. У меня нет никаких списков расширенных кодов DCS (т.е. больше, чем 83 стандартных кодов), которые используются различными производителями (поэтому они не выделены жирным синим, как в списке выше), однако нет никакого смысла в использовании более одного кода в связанной группе. DCS коды с 16 переходами NRZ отмечены жирным красным. Аномальные -172 и +036 коды, которые были исключены из так называемого "стандартного" набора выделены жирным синим, поскольку общий код для них уже определён.

Обе полярности всех 512 индивидуальных кодов DCS представлены в двух вышеуказанных списках, за исключением кодов -112₈, -250₈, -505₈ и -512₈, которые являются не допустимыми и не использующимися кодами DCS в инвертированном виде. Помните, что фактически код DCS — это восьмеричное число. Коды могут быть легко преобразованы в двоичную путем преобразования каждого из восьмеричных цифр в двоичную и сложением их всех вместе. Большинство программ-калькуляторов умеют преобразовывать из восьмеричной в десятичную системы исчисления. Существует всего 512₁₀ индивидуальных кодов DCS, при этом DCS код +512₈ преобразуется в 330₁₀. DCS код +777₈ преобразуется в 511₁₀. Нумерация кодов DCS начинается с +000₈ и составляет 512₁₀ кодов DCS.

Дополнительная информация о DCS

Ниже приведена различная дополнительная информация по DCS.

Коррекции ошибок DCS:
23-битное слово DCS на самом деле является суб-набором 23-битного кода Голея (Golay). Код DCS состоит из 9 битов данных с фиксированным 3-х битным флагом (100₂) — а в сумме 12 битов, образующих 512₁₀ значений. Коды Голея используют все 12 битов данных (12 битов данных позволяют получить до 4096₁₀ различных значений). Ценное свойство кодов Голея заключается в возможности обнаружения ошибок в 23-битном коде и исправление некоторых из них. В 23-х битном слове Голея может быть обнаружено и исправлено до 3-х ошибок (включая DCS коды). Коррекция ошибок принятых 23-х битов DCS не запрашивается и её использование строго обязательно. Однако, есть одно интересное свойство исправлений ошибок кодов Голея:

11101100011100000010011 — 23-х битный код Голея для DCS 023
11100000011100000010000 — DCS код 023 подогнан между передачей и приемом
-------------------------------
00001100000000000000011 — 4 ошибочных бита в принятом слове (расходящиеся с переданным словом)
11100000011100000010000 — неправильно принятое слово
11110001001100000010000 — DCS 020
-------------------------------
00010001010000000000000 — это 3 ошибочных битов из неправильно принятого слова и DCS 020 (это соответствует правилу Голея при исправлении 3-х неправильных битов)

Вышеуказанный принятый код не будет правильным, т.к. код Голея может исправить в 23-разрядном слове до 3-х битов, а у изначального DCS кода 023 аж 4 ошибочных бита. При этом, DCS 020 с 3 искажёнными битами соответствует принятому коду. В итоге, код Голея не смог исправить DCS 023, а DCS 020 смог.

Вот результаты некоторых тестовых данных при ложном декодировании с 4—6 ошибочными битами на 23-битное слово DCS. Каждая ошибка вызвана коррекцией ошибки, возвращ