Uno dei vantaggi del DMR è la capacità di mantenere un audio apparentemente pulito anche quando il segnale radio si indebolisce. Questo comportamento può però trarre in inganno.
In analogico il peggioramento è progressivo: aumenta il fruscio, diminuisce la comprensibilità e l’operatore percepisce immediatamente di essere al limite della copertura.
In digitale l’audio può rimanere chiaro fino a poco prima del collasso, per poi trasformarsi improvvisamente in voce robotica, sillabe mancanti o silenzio completo.
Per diagnosticare questi fenomeni bisogna distinguere almeno tre parametri: RSSI, BER e perdita dei pacchetti IP.
RSSI: quanto è forte il segnale?
RSSI significa Received Signal Strength Indicator e rappresenta una stima della potenza del segnale ricevuto.
In termini generali, un valore meno negativo indica un segnale più forte. Un segnale vicino a −70 dBm è più intenso di uno vicino a −110 dBm. Il valore preciso, però, non deve essere interpretato come una misura assoluta se il ricevitore o il modem non sono stati calibrati.
L’RSSI risponde alla domanda:
“Quanto segnale sta arrivando al ricevitore?”
Non risponde necessariamente alla domanda:
“Quanto è decodificabile quel segnale?”
Un segnale forte può essere disturbato, distorto o trasmesso con parametri errati. Allo stesso modo, un segnale debole ma pulito può produrre un BER contenuto.
BER: quanti bit arrivano sbagliati?
BER significa Bit Error Rate. Indica la proporzione di bit ricevuti in modo errato rispetto al totale.
Il DMR usa tecniche di rilevazione e correzione degli errori. Una certa quantità di errori può quindi essere corretta senza che l’ascoltatore percepisca problemi. Quando il numero di errori supera la capacità del sistema, alcuni frame vocali non possono più essere ricostruiti correttamente.
L’ETSI include nell’interfaccia DMR codici FEC, CRC, interleaving e meccanismi di sincronizzazione proprio per migliorare la robustezza del collegamento.
Non esiste un unico valore di BER valido per ogni apparato e situazione. Un sistema sano dovrebbe essere confrontato con la propria condizione normale. Un aumento improvviso rispetto al valore abituale è spesso più significativo del numero assoluto mostrato dalla dashboard.
Il digital cliff
Il cosiddetto digital cliff è il punto oltre il quale il ricevitore non riesce più a ricostruire il flusso digitale.
Prima di raggiungerlo, l’audio può sembrare quasi perfetto. Poco dopo, la qualità crolla rapidamente.
I sintomi tipici sono:
- voce metallica;
- suoni sintetici;
- sillabe ripetute;
- parole mancanti;
- brevi silenzi;
- sgancio completo della comunicazione.
Questo fenomeno spiega perché le “tacche” sul display non siano sufficienti a giudicare la qualità reale del collegamento.
Packet loss: il problema può essere Internet
Una trasmissione ricevuta bene dal ripetitore può degradarsi durante il trasporto IP.
Il packet loss è la perdita di uno o più pacchetti lungo il percorso di rete. Se i pacchetti vocali arrivano in ritardo, fuori sequenza o non arrivano affatto, il sistema non può sempre ritrasmetterli in tempo utile.
La fonia in tempo reale non può attendere indefinitamente la ritrasmissione dei dati mancanti. Un pacchetto arrivato troppo tardi può essere inutilizzabile quanto un pacchetto perso.
A questo si aggiunge il jitter, cioè la variazione del tempo di arrivo dei pacchetti. Un collegamento con latenza costante può funzionare meglio di uno con latenza media inferiore ma molto instabile.
Distinguere RF e rete
La domanda fondamentale è:
Il problema è presente già all’ingresso del ripetitore oppure compare dopo l’inoltro in rete?
Alcuni indizi aiutano.
Probabile problema RF
- BER elevato soltanto per una stazione;
- audio degradato anche sull’uscita locale del ponte;
- problema legato alla posizione;
- miglioramento utilizzando un’antenna esterna;
- sganci durante movimenti o schermature;
- RSSI molto variabile;
- errore che compare soltanto in salita verso il ponte.
Probabile problema IP
- tutte le stazioni remote arrivano male contemporaneamente;
- la comunicazione locale resta perfetta;
- problemi in determinati orari;
- ping instabile;
- perdita di connettività del router;
- audio spezzato ma BER RF basso;
- più ripetitori collegati allo stesso nodo presentano lo stesso difetto.
Il livello di deviazione
Un BER elevato può dipendere anche da una taratura errata del modem o del trasmettitore.
Il DMR usa una modulazione 4FSK. Le deviazioni e i livelli devono rimanere entro parametri corretti. Un segnale troppo basso può risultare difficile da decodificare; uno troppo alto può deformare i simboli e allargare inutilmente l’emissione.
Nei sistemi MMDVM la calibrazione deve essere eseguita con gli strumenti e le procedure adatte, non soltanto ascoltando l’audio. Il progetto MMDVM mette a disposizione un programma specifico di calibrazione, MMDVMCal.
Il microfono
La distorsione può essere generata prima ancora che il segnale diventi digitale.
Parlare troppo vicino, gridare o impostare un guadagno eccessivo può saturare l’ingresso audio. Il codec riceve così una voce già deformata e produce un risultato aggressivo o poco comprensibile.
Per migliorare l’audio:
- mantenere una distanza costante dal microfono;
- non urlare;
- evitare vento diretto;
- verificare il guadagno microfonico;
- confrontare registrazioni di più apparati;
- controllare eventuali accessori esterni.
Procedura pratica di diagnosi
Una diagnosi ordinata può seguire questa sequenza:
- verificare se il problema interessa una sola radio;
- controllare BER e RSSI all’ingresso del ponte;
- effettuare una prova da posizione nota;
- confrontare portatile e antenna esterna;
- ascoltare la ritrasmissione locale;
- verificare ping, jitter e perdita pacchetti;
- controllare carico del Raspberry Pi o del controller;
- esaminare i log;
- verificare taratura e livelli del modem;
- modificare una sola variabile alla volta.
Conclusione
RSSI, BER e packet loss descrivono problemi differenti.
L’RSSI misura la forza del segnale, il BER la qualità della decodifica radio e il packet loss la continuità del trasporto IP.
Confondere questi parametri porta a interventi inutili: aumentare la potenza non risolve una connessione Internet instabile, mentre sostituire il router non corregge un trasmettitore fuori taratura.
La vera diagnosi nasce dalla separazione dei diversi livelli del sistema.