解釋DMR (數字移動無線電) 內部工作原理的綜合指南。 了解其雙時隙TDMA技術、層結構、呼叫類型,以及它如何為專業用戶提供高效、清晰的數字通信。
在專業無線通信領域,已經發生了從傳統模擬系統到更清晰,更高效的數字標準的重大轉變。 其中,數字移動無線電 (DMR) 已成為領先的協議。 但是,當您按下DMR聽筒上的一鍵通按鈕時,究竟會發生什麼? 本文分析了使DMR成為商業,公共安全和工業用戶的強大工具的技術原理。
數字基礎: 從聲波到數據包
DMR的核心是由歐洲電信標準協會 (ETSI) 定義的開放數字無線電標準。 與模擬FM收音機不同,它傳輸由您的聲音調製的連續波,DMR在傳輸之前將您的聲音轉換為數字數據。
這是初始過程:
1.模數轉換: 當你對著麥克風說話時,聲波 (模擬信號) 被捕獲。 收音機的編解碼器 (編碼器-解碼器),特別是AMBE 2™DMR中常見的編解碼器每秒對該語音信號進行數千次採樣。
2.編碼和壓縮: 該採樣數據然後被數字編碼並壓縮成非常有效的數據流。 這種壓縮是關鍵-它保持良好的語音質量,同時最小化需要發送的數據量。
3.形成數據幀: 壓縮的數字語音被打包成稱為數據幀的小的離散束。 這些幀不僅包含語音數據; 它們還包括重要的控制信息、糾錯數據和信令比特。
效率的核心: 2插槽TDMA
這就是DMR的魔術發生的地方。 DMR使用稱為兩時隙時分多址 (TDMA) 的技術。 把無線電頻道想象成高速公路。
* 模擬/FDMA (舊高速公路): 傳統的模擬和一些數字系統使用頻分多址 (FDMA)。 這就像將整個高速公路專用於一次對話。 要進行兩個對話,您需要兩個單獨的通道 (兩個單獨的頻率對),這將使頻譜使用增加一倍。
* DMR/TDMA (現代高速公路): TDMA將單個12.5 kHz寬的頻率信道劃分為兩個交替的 「時隙」。 想象一下,一個單一的高速公路車道被分成兩個分時時隙: 時隙1在短暫的時刻使用車道,然後時隙2使用它,然後回到時隙1,依此類推。 這種切換發生得如此之快 (每時隙30毫秒),以至於用戶感覺到無縫的全時連接。
結果? 單個DMR頻率對可以支持兩個同時且獨立的對話或數據會話。 與傳統的模擬FM相比,這立即使您現有頻譜的容量翻倍,這是效率的巨大飛躍。
DMR結構的三層
DMR分為三層,可滿足不同的用例:
* 第I層: 涵蓋某些地區在PMR446頻段運行的免許可低功耗設備。 這是簡單的,直接的無線電到無線電通信。
* 第II層: 這是獲得許可的傳統專業系統最常見的層。 它使用上述TDMA技術在VHF和UHF頻帶中工作,通常藉助於中繼器來擴展範圍。 這是大多數商業和工業用戶的標準。
* 第三層: 最先進的層,專為集群系統。 在中繼中,可用信道池由中央控制器管理。 無線電僅在需要時從池中請求信道。 這最大限度地提高了大量用戶的效率,使其成為城市公共安全或大型公用事業公司的理想選擇。
中繼器和網絡的作用
對於廣域覆蓋,DMR依賴於中繼器,很像模擬系統,但具有數字優勢。
1.移動或便攜式無線電設備將其TDMA信號發送到中繼器。
2.通常位於高塔或建築物上的中繼器在一個頻率上接收信號,並同時以更大的功率在另一個頻率上重新發送信號。
3.系統中的所有其他無線電收聽中繼器的輸出頻率。 這允許低功率的手機在整個城市進行通信。
在更複雜的Tier III或連接的Tier II系統中,多個中繼器可以通過ip網絡 (如internet或專用線路) 鏈接以創建廣域網,從而實現跨國家甚至大洲的通信。
溝通類型: 超越簡單的談話
DMR的數字特性支持不同的呼叫類型:
* 私人呼叫 (個人呼叫): 對特定無線ID的一對一呼叫,如數字電話呼叫。
* 組呼叫: 對預定義的talkgroup的一對多呼叫。 這是模擬通道的數字等效物,但更有條理。
* 所有呼叫: 廣播到系統中的所有無線電。
* 數據服務: 支持短消息 (SMS),GPS位置跟蹤和遙測數據,所有這些都在數字數據流中傳輸。
糾錯: 覆蓋範圍邊緣的清晰度
數字無線電的一個主要優點是優雅的降級。 當您達到其範圍極限時,模擬信號會因靜態和嘶嘶聲而變得越來越嘈雜。 DMR採用前向糾錯 (FEC),將額外的數據添加到每個發送的幀。 如果某些比特在傳輸過程中由於弱信號或干擾而被破壞,則接收無線電可以使用該額外數據來完美地重建原始信息。 語音保持清晰和可理解,直到糾錯不再能夠補償,此時音頻被乾淨地切斷而不是淡入噪聲。
