什么是數(shù)字對(duì)講機(jī)?DMR 數(shù)字無線通信原理
前 言
工信部 666 號(hào)文件:
2010 年不再審批 25KHz 帶寬對(duì)講機(jī)的型號(hào)核準(zhǔn),2011 年停止模擬對(duì)講機(jī)的型號(hào)核準(zhǔn), 2016 年中國(guó)市場(chǎng)將禁止使用模擬對(duì)講機(jī)并全面進(jìn)入數(shù)字對(duì)講機(jī)時(shí)代。
美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì) FCC:
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2011 年后將停止核準(zhǔn)低效頻譜機(jī)型(≥12.5kHz)。
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2013 年必須完成所有公共安全設(shè)備的系統(tǒng)切換。數(shù)字通信技術(shù)正在取代模擬通信技術(shù)
狹義的專業(yè)陸地移動(dòng)通信主要指工作在 VHF、UHF 和 800MHz 頻段的常規(guī)對(duì)講和集群移動(dòng)通信系統(tǒng)和設(shè)備。
與模擬常規(guī)和模擬集群通信技術(shù)相比,數(shù)字常規(guī)和數(shù)字集群通信技術(shù)為專業(yè)移動(dòng)通信帶來許多革命性的變革。
第一,數(shù)字技術(shù)可以更高效利用無線電頻譜資源。數(shù)字通信系統(tǒng)在一個(gè)頻道上能夠承載多個(gè)業(yè)務(wù)信道, 從而容納更多用戶。提高頻譜利用率,作為一種解決頻率資源不足的方案,具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
第二,提供話音和數(shù)據(jù)綜合業(yè)務(wù)。用戶能夠獲得更多、更準(zhǔn)確的信息來提高工作效率。與模擬通信技術(shù)相比,數(shù)字通信系統(tǒng)具有更強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能,使更多的數(shù)據(jù)應(yīng)用可以被集成到一臺(tái)無線通信設(shè)備中, 使用戶的應(yīng)用解決方案更加完善。
第三,數(shù)字通信技術(shù)能夠在更大的范圍內(nèi)改善話音音質(zhì),提升通信質(zhì)量。由于數(shù)字通信技術(shù)擁有系統(tǒng)內(nèi)糾檢錯(cuò)功能,和模擬通信技術(shù)相比,可以在更大范圍內(nèi)傳送準(zhǔn)確的語音和數(shù)據(jù),減少話音失真度和數(shù)據(jù)誤碼率。數(shù)字系統(tǒng)對(duì)環(huán)境噪聲有出色的抑制能力,在非常嘈雜的環(huán)境下也能收聽到清晰的話音。
PMR : Private Mobile Radio 專用集群移動(dòng)通信網(wǎng) 分類:
- 目前數(shù)字市場(chǎng)廠商格局 ?
- Hytera 是 DMR MoU 組織核心成員 ;
- Hytera 是全球極少數(shù)掌握DMR 核心技術(shù)的企業(yè)之一 ;
- 在領(lǐng)先企業(yè)中,Hytera 擁有最豐富的 DMR 產(chǎn)品系列,包括常規(guī)、同播、集群系統(tǒng)及一系列完整解決方案。
數(shù)字 DMR 市場(chǎng)容量趨勢(shì)
DMR 的市場(chǎng)增長(zhǎng)趨勢(shì)
第一部分 DMR 概念
什么是 DMR?
DMR(Digital Mobile Radio)是 ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))于 2005 年推出的開放的專業(yè)無線電通信標(biāo)準(zhǔn),目的是實(shí)現(xiàn)低成本、低復(fù)雜度、低功耗、高效實(shí)用的專業(yè)數(shù)字無線通信。
DMR 標(biāo)準(zhǔn)專為信道間隔為 12.5kHz 的全球陸上移動(dòng)頻段而設(shè),并將滿足未來對(duì)于 6.25kHz 信道間隔的監(jiān)管要求。
DMR 數(shù)字終端的發(fā)展無論是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外尚都處于起步階段。
DMR 的標(biāo)準(zhǔn)分為三個(gè)等級(jí):
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Tier1:主要用于低成本的 DPMR446 產(chǎn)品,使用免費(fèi)頻段(446.1~446.2MHz ),面向民用市場(chǎng)。只能用于直通方式,最大有效輻射功率為 500mW,采用 FDMA 技術(shù)。
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Tier2:主要用于實(shí)現(xiàn)常規(guī)通信(支持直通和中繼方式)的產(chǎn)品,面向?qū)I(yè)市場(chǎng)。采用 TDMA 2 Slot技術(shù)。
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Tier3:主要用于集群和同播系統(tǒng)中應(yīng)用的產(chǎn)品,面向?qū)I(yè)市場(chǎng)。采用 TDMA 2 Slot 技術(shù),支持網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),管理和控制。
DMR 通信協(xié)議
DMR 協(xié)議使用一種TDMA 雙時(shí)隙接入的方式。TDMA(時(shí)分多址)是將一個(gè)信道分為 2 個(gè)時(shí)隙: 每個(gè)信道突發(fā) 2 個(gè)時(shí)隙,每個(gè)時(shí)隙 30 ms。其中每個(gè)時(shí)隙都有 1.5 ms 的保護(hù)時(shí)間。
TDMA 是把一個(gè)傳輸通道進(jìn)行時(shí)間分割以傳送若干話路的信息,把 N 個(gè)話路設(shè)備接到一條公共的通道上,按一定的次序輪流的給各個(gè)設(shè)備分配一段使用通道的時(shí)間。
DMR 空中接口協(xié)議
物理層(PL)
空中接口 1 層是物理接口層,它處理由發(fā)射或接收的比特組成的物理突發(fā)。物理層包括以下功能:
- -調(diào)制和解調(diào);
- -發(fā)射和接收轉(zhuǎn)換;
- -射頻特性;
- -比特和符號(hào)定義;
- -頻率和符號(hào)同步;
- -幀構(gòu)建。
數(shù)據(jù)鏈路層(DLL)
空中接口 2 層是數(shù)據(jù)鏈路層,它處理邏輯連接,且隱藏上層的物理媒介。數(shù)據(jù)鏈路層包括以下功能:
- -信道編碼(前向糾錯(cuò),CRC 校驗(yàn)),交織,解交織和比特定義;
- -確認(rèn)和重傳機(jī)制;
- -媒介接入控制和信道管理;
- -幀,超幀的構(gòu)建和同步;
- -突發(fā)和參數(shù)定義;
- -鏈路尋址(源或目的);
- -與物理層的語音應(yīng)用(語音編碼數(shù)據(jù))接口連接;
- -數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù);
- -與呼叫控制層交換信令和用戶數(shù)據(jù) 。
呼叫控制層(CCL)
空中接口 3 層是呼叫控制層,它僅適用于控制平面,是 DMR 所支持的業(yè)務(wù)和設(shè)施的一個(gè)實(shí)體,位于空中接口 2 層功能之上。呼叫控制層提供以下功能:
- 基站激活/去激活;
- 呼叫建立,保持和終止;
- 個(gè)呼或組呼的發(fā)射和接收;
- 目標(biāo)尋址(DMR ID 或網(wǎng)關(guān));
- 支持固有業(yè)務(wù)(緊急信令、預(yù)占優(yōu)先、遲后進(jìn)入等);
- 通知信令。
第二部分 數(shù)字化通信帶來的好處
一、雙倍通話容量,降低投資資本雙倍通話容量(雙時(shí)隙)
通過只在它們的交替時(shí)隙上發(fā)射信號(hào),兩個(gè)(組)呼叫可同時(shí)共享一個(gè)信道,而不會(huì)相互干擾,從而使得頻譜效率翻倍。
二、覆蓋范圍更廣的清晰語音通信
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- 在更大通信范圍內(nèi)保證清晰的話音質(zhì)量,尤其在通信覆蓋邊緣地帶,話音依然清晰;
- 擴(kuò)大感知距離 ;
- 靜態(tài)噪聲抑制 ;
系統(tǒng)信號(hào)覆蓋邊緣的音質(zhì)
三、電池使用率提高 40%:更長(zhǎng)的通話時(shí)間
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工作循環(huán)為 5/5/90 時(shí),80%的電量在發(fā)射過程中消耗。
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TDMA 設(shè)備通話時(shí)只在單個(gè)時(shí)隙發(fā)射,發(fā)射時(shí)間減少一半,耗電更低。
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TDMA 數(shù)字技術(shù)可提高至少 40%的電池使用時(shí)間。
四、數(shù)字加密性能,保障通信安全
- 在模擬信道上掃頻監(jiān)聽數(shù)字信道,會(huì)聽到無法分辨的語音信號(hào)。
- 在數(shù)字信道上監(jiān)聽,由于信令或 ID 號(hào)不匹配,只顯示載波接收但無語音輸出。
(ID 號(hào)可多達(dá) 16,776,415 個(gè))
第三部分 DMR 指標(biāo)參數(shù)
1、 頻譜效率
2、4FSK( 4 level Frequency Shift Keying )數(shù)字調(diào)制方式
可將設(shè)備內(nèi)部的數(shù)字信息(語音,數(shù)據(jù),信令)直接通過載波發(fā)送出去;
有效的增強(qiáng)對(duì)講機(jī)除語音通信以外的通信能力;
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4FSK 調(diào)制寬寬:12.5 KHz
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波特率: 9600 bits/s
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符號(hào) 01 = 1.944 kHz
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符號(hào) 00 = 0.648 kHz
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符號(hào) 10 = - 0.648 kHz
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符號(hào) 11 = -1.944 kHz
3、音頻載波延時(shí):
模擬系統(tǒng)延遲一般在 20 至 40ms,數(shù)字系統(tǒng)的時(shí)滯,大約 300ms 至 500ms,這么大的延誤主要是語音壓縮與解壓所耗時(shí)間。
第四部分 DMR 業(yè)務(wù)綜述
DMR 支持的業(yè)務(wù)
- 語音業(yè)務(wù),包括單呼、組呼、全呼等功能。
- 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),包括 IP 數(shù)據(jù)、短數(shù)據(jù)、狀態(tài)消息等。
1. DMR 語音業(yè)務(wù)
- 單呼(無確認(rèn)單呼和CSBK 帶確認(rèn)單呼)
- 組呼
- 無地址語音組呼
- OVCM( Open Voice Channel Mode)語音業(yè)務(wù)
- 全呼
- 廣播呼
- 遲后進(jìn)入
二、DMR 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
DMR 數(shù)據(jù)包協(xié)議包含的數(shù)據(jù)傳輸類型如下:
不帶確認(rèn)數(shù)據(jù)傳輸;
帶確認(rèn)數(shù)據(jù): 數(shù)據(jù)傳輸/響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸。數(shù)據(jù)包協(xié)議支持的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有:
- IP 業(yè)務(wù);
- 短數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);
- 原始數(shù)據(jù);
- 狀態(tài)消息;
- 定義短消息;
- GPS ;
- 遙測(cè) ;
今天的DMR數(shù)字對(duì)講機(jī)原理就到這里,有需要的小伙伴可以聯(lián)系我們,我們將竭誠(chéng)為您解答,謝謝觀看!
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