了解DMR無線電系統如何使用數字協議運行,以提供清晰的音頻、高效的頻譜使用以及短信和GPS等高級功能。 了解DMR層、時隙和實際應用程序。
數字移動無線電 (DMR) 通過從傳統的模擬系統轉變為高效的數字協議,改變了專業的雙向通信。 DMR是由歐洲電信標準協會 (ETSI) 開發的國際標準,可提供模擬系統無法比擬的增強的音頻清晰度,卓越的頻譜效率和集成數據服務。 了解DMR的工作原理需要檢查其基本技術原理,層結構和實際實現。
核心技術基礎
DMR使用4FSK (四級頻移鍵控) 數字調製方案進行操作。 與頻率連續變化的模擬FM不同,4FSK通過在四個精確的頻率狀態之間轉換來傳輸數據,每個頻率狀態代表兩個二進制位 (00、01、10、11)。 該方法允許DMR在先前僅容納一個模擬對話的相同12.5 kHz信道帶寬內發送數字語音和數據。
真正的突破來自DMR的TDMA (時分多址) 技術。 每個12.5 kHz信道分成兩個交替的時隙,有效地創建兩個同時的通信路徑。 這些時隙的操作類似於快速交換會話-時隙1傳輸,然後時隙2,然後回到時隙1-每秒循環30次。 容量加倍意味著單頻對可以支持兩倍的用戶,而無需額外的頻譜。
語音轉換過程
當您對DMR收音機講話時,您的模擬語音會經歷關鍵的轉變。 音頻通過ADC (模數轉換器),每秒採樣您的聲音數千次,創建一個數字表示。 然後,該數據流經過AMBE 2 (高級多頻帶激勵) 壓縮,該壓縮分析聲音模式並去除冗餘信息,從而降低帶寬要求,同時保持語音識別特性。
壓縮的數字話音分組在分配的時隙期間與糾錯數據一起發送。 這種錯誤保護使DMR接收器能夠檢測和糾正傳輸缺陷,消除模擬系統中常見的靜態淡出。 在接收端,該過程通過DAC (數模轉換器) 反轉,重建您的語音,而不會產生干擾遠距離模擬傳輸的噪聲積累。
DMR層級結構
DMR標準將功能組織為三個功能層:
* 第I層: * 涵蓋在沒有基礎設施的情況下以直接模式 (無線電到無線電) 運行的免許可消費者設備。 這些設備工作在有限的範圍內,缺乏先進的功能。
* 第II層: * 構成以傳統數字系統為特色的主流專業領域。 第II層無線電通過接收和重傳信號的中繼器進行操作,從而大大擴展了通信範圍。 該層支持所有核心DMR功能,包括個人/群組呼叫、SMS消息和GPS定位服務。
* 層III:* 表示集群系統級別,其中多個信道在用戶之間動態分配。 Tier III系統採用自動將無線電定向到可用頻率的控制信道,從而最大限度地提高了擁有數百個用戶的大型組織的效率。
高級功能
除了基本的語音通信,DMR的數字基礎還支持複雜的功能:
-短信: 收音機可以發送和接收類似短信的短信,在語音不切實際的情況下實現無聲通信或信息交換。
-GPS集成: 位置數據與語音一起傳輸,通過調度軟件實現人員和資產的實時跟蹤。
-增強的隱私: 雖然不是加密,但DMR通過內置的加擾提供了基本的隱私,許多系統為敏感通信實現了AES-256加密。
-遙測: 通過來自傳感器和控制點的數據傳輸對設備進行遠程監視和控制。
-Ip網絡連接: DMR網絡可以通過IP鍊接進行連接,從而創建跨越多個站點和地理區域的廣域覆蓋系統。
實際應用
DMR技術服務於全球不同行業。 製造設施利用DMR在生產線、維護人員和安全人員之間進行協調。 活動管理團隊依靠DMR的群組呼叫功能來協調大型場館的安全、醫療和後勤人員。 公共安全機構受益於清晰的音頻和緊急警報功能,而公用事業公司重視現場技術人員的GPS跟蹤。
與模擬系統的比較
DMR相對於模擬的優點在直接比較中變得明顯。 DMR在覆蓋範圍的邊緣保持一致的音頻質量,而模擬信號隨著靜態的增加而逐漸降級。 DMR的電池壽命通常是等效模擬無線電的兩倍,因為發射器僅在分配的時隙期間激活。 雙時隙操作有效地使信道容量加倍,而無需額外的頻譜成本。 此外,DMR的數字化特性使其能夠與基於IP的現代調度和管理系統無縫集成。
系統架構
完整的DMR系統包括多個集成組件。 DMR無線電 (手持便攜式和移動單元) 形成用戶界面。 中繼器從無線電接收信號,並以更高的功率重新發送,從而大大擴展了覆蓋範圍。 基站提供固定的基礎設施點,而通過ip網絡互連的中繼器創建廣域系統。 網絡管理軟件監控系統健康,遠程配置無線電,並處理用戶身份驗證。
隨著組織越來越認識到運營優勢,DMR繼續在各行各業取代傳統的模擬系統。 它有效地利用有限的無線電頻譜,結合強大的數字音頻質量和擴展的數據功能,使DMR成為專業移動通信的當前和未來標準。 該技術從小型企業到多站點企業的可擴展性確保了其相關性,因為通信需求朝著與數字工作流程和物聯網應用程序的更大集成發展。
