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【對講機的那點事】玩對講機,你了解DMR數字對講機技術的主要優點嗎?

由于DMR是一個完全公開的開放标準,由衆多供應商提供支援。通過這種使用者既有供應的安全性又有持續,有競争力的發展的優勢。開放标準鼓勵廣泛的供應商參與; 有很多以這種方式開發的技術成功的例子。DMR标準在傳統模拟系統和其他數字方法方面得分很高。今天小編就和你來聊聊

DMR數字系統

的主要優勢:

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現有許可管道的容量翻倍

DMR使單個12.5 kHz信道支援兩個同時和獨立的呼叫。這是使用TDMA,時分多址實作的。在TDMA下,DMR保留12.5 kHz信道寬度并将其分成兩個交替的時隙A和B(如下圖1所示),其中每個時隙用作單獨的通信路徑。在圖1中,無線電1和3在時隙1上進行通信,而無線電2和4在時隙2上進行通話。

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每個通信路徑在12.5 kHz帶寬内有效一半,每個通信路徑使用半x 12.5 kHz或6.25 kHz的等效帶寬。這被稱為每6.25kHz頻譜具有一個通話路徑的效率。然而,對于DMR,整個通道保持與模拟12.5kHz信号相同的輪廓。這意味着DMR無線電在現有12.5 kHz或25 kHz信道的許可證持有者中運作; 是以,沒有必要重新綁定或重新許可,但在管道容量上加倍。這在下面的圖2中說明。

這種在給定帶寬内增加呼叫容量的TDMA方法經過了很好的嘗試和測試。TETRA和GSM蜂窩移動裝置是世界上使用最廣泛的兩種無線電通信技術之一,它們是TDMA系統。美國公共安全無線電标準P25目前也在将其第二階段規範發展為兩時隙TDMA。

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FDMA,頻分多址,增加容量的另一種方法是将12.5 kHz或25 kHz信道分成兩個或多個謹慎的6.25 kHz信道。工作在6.25 kHz FDMA中的理論無線電能夠在舊的12.5 kHz信道中并排擠壓兩個新信道。

實際的現實不足。在許多國家/地區,不存在特定的6.25 kHz許可證,并且監管機制不允許許可證持有者在現有的12.5 kHz許可證中運作兩個6.25 kHz信道。通常可以在12.5 kHz許可證内使用單個6.25 kHz無線電信道進行操作,但這不會增加使用者的容量。這種情況如下圖3所示。

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在美國,許可證持有6.25 kHz信道,許可證持有者未被允許将現有12.5 kHz許可證細分為多個6.25 kHz信道。為了增加6.25 kHz FDMA系統的容量,使用者必須在頻譜的其他區域尋求新的6.25 kHz許可證。

在允許使用者将兩條6.25 kHz路徑壓縮到現有許可證的管轄區域中仍然存在困難。衆所周知,使用在頻譜中彼此相鄰的兩個信道在一個站點作業系統會産生幹擾風險。是以,出于這個原因,使用者仍然很可能希望在頻譜的另一個區域獲得新許可,以使用6.25 kHz FDMA解決方案來增加容量(參見下面的圖4)。相比之下,由于DMR的兩條TDMA路徑完全适合現有的信道結構,是以在安裝DMR系統時不會遇到新的幹擾問題。

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總之,數字PMR / LMR協定中使用的FDMA和TDMA系統在理論上同樣具有頻譜效率,但DMR使用的TDMA方法帶來了與世界各地現有許可證制度相容的優點,并且不會引入新的幹擾問題。

FDMA 6.25 kHz方法的一個潛在優勢是,您不需要轉發器來協調TDMA時隙,以提供DMR所需的兩個獨立通話路徑。(DMR系統在沒有中繼器的情況下運作良好,并且仍然提供DMR系統固有的許多好處,例如反向信道信令,但不是每12.5 kHz頻譜有兩個完全獨立的信道)。但是,如果沒有中繼器,所有無線電都需要始終在彼此的範圍内,以便通過FDMA獲得可預測的容量倍增。是以,如果系統需要額外範圍的中繼器,或者現在或将來覆寫問題區域(例如,通過站點移動或打開新位置),FDMA的這種益處的價值有限。DMR系統還具有12.5kHz信号比6.25kHz信号更耐幹擾的優點。

6.25 kHz FDMA系統用于容量增加的無中繼器優勢僅在以下情況下優點:

●該站點很小,并且在系統的整個生命周期内,所有使用者無線電都将在所有其他使用者的直接範圍内

●已獲得所需的頻率,因為将現有許可證分成多個6.25 kHz信道将不是監管或幹擾原因的選擇

●更強大的12.5 kHz信道許可證的成本或可用性是一個問題

●無需與傳統的12.5 kHz模拟系統相容

DMR是從一開始就考慮到長期業務需求而開發的,沒有這些限制。

與傳統系統的後向頻譜相容性

許可證持有者可能需要保留現有許可證,以確定與其自己的傳統無線電或外部組織的模拟系統向後相容。由于DMR使用12.5 kHz信道,是以内置了所需的頻譜相容性。如下圖5所示。

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有效利用基礎設施裝置

使用DMR TDMA,您可以通過一個中繼器,一個天線和一個簡單的雙工器獲得兩個通信通道。與FDMA解決方案相比,雙時隙TDMA允許您實作6.25 kHz的效率,同時最大限度地減少對中繼器群組合裝置的投資。用于簡單系統的兩種方法的所需裝置如下面的圖6所示。

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FDMA需要為每個信道提供專用的中繼器,以及昂貴的組合裝置,以使多個頻率共享單個基站天線。使組合裝置與6.25 kHz信号一起工作可能會産生進一步的成本,并且當以這種方式使用時,信号品質和範圍通常會有所損失。這反過來又引起對圖6中所示的功率放大器的需求。

對于FDMA 6.25 kHz系統,振蕩器老化現象引起的誤差容限較小,并且發射無線電導緻信号偏離所需的中心頻率。這導緻相鄰信道保護不太穩健,使系統易受幹擾。專業裝置; 可以引入高穩定性振蕩器; 但需要付出代價。相比之下,雙時隙TDMA使用單通道裝置實作穩定的雙通道等效。不需要額外的中繼器或組合裝置(并且空調的排水量較低,并且在中繼站點需要較少的備用電源)。

更長的電池壽命和更高的電源效率

最大限度地延長電池壽命一直是移動裝置面臨的巨大挑戰之一,這些裝置在一次充電時增加通話時間的選擇有限。由于雙時隙TDMA上的單獨呼叫僅使用兩個時隙中的一個,是以它僅需要發射機容量的一半。發射機空閑一半時間; 無論何時是未使用的時段的“轉彎”。使用5%傳輸,5%接收和90%空閑的典型占空比示例,傳輸時間占無線電電池耗電量的很大比例。通過将有效發送時間減半,雙插槽TDMA可以比模拟無線電提高40%。

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(一個制造商釋出的産品資料給出了模拟模式的9小時操作通話時間,但同一無線電上的數字模式通話時間為13小時)。DMR數字裝置還可以包括延長電池壽命的睡眠和電源管理技術。

許多因素會影響單個裝置的功耗。當使用公布的電池壽命資料用于廣泛銷售的DMR和FDMA數字無線電資料時,資料表明,對于每小時使用,TDMA比FDMA型号需要的電池容量減少19%至34%。選擇能耗較低的技術可以提供更大的靈活性和環境效益。随着通信需求的增長(例如更大的資料需求),需要更多的電池容量,并且轉向技術本身更高效并且能夠支援其他功能似乎是合乎邏輯的。如上所述,DMR基礎設施也比FDMA系統所需的基礎設施更簡單,是以需要更少的能量。

易于使用和建立資料應用程式

DMR的端到端數字特性意味着諸如文本消息,GPS和遙測等應用可以輕松添加到無線電裝置和系統中。DMR标準還支援無線傳輸IP資料,進而可以輕松開發标準應用程式。這為您的投資提供了更高的潛在回報。對于許多切換到數字的關鍵驅動因素之一是向無線電系統添加業務增強資料服務和應用程式。

DMR實作的通道容量加倍也是添加資料應用程式的關鍵。為了保持現有的語音服務品質,必須具有額外的資料流量容量。這對于諸如自動車輛定位之類的應用尤其重要,其中系統可以生成大量消息以保持位置不斷更新。雖然這對于業務使用者來說可能是非常有價值的工具,但如果不對語音服務産生負面影響,則很可能需要提供額外的容量。DMR實施可以簡單而幹淨地提供所需的額外容量。

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通過同時使用TDMA通道實作系統靈活性

當語音使用第一時隙時,則第二時隙可以在TDMA系統中用于并行發送諸如文本消息或位置資料之類的應用資料。例如,這在提供口頭和視覺排程指令的排程系統中是有用的。這是增強的資料能力在資料豐富的環境中變得越來越重要。

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雙插槽TDMA應用的未來路線圖包括臨時組合兩個插槽以有效地将資料速率翻倍至9.6kb/s的能力,或者将兩個插槽一起使用以啟用全雙工,電話呼叫(如私人呼叫)。FDMA無線電無法提供這些功能,無需添加額外的收發器和使用額外的許可通道。這是因為在單個6.25kHz FDMA信道中有一個通信路徑; 隻有人可以說話,但不能說兩個,或者你可以傳輸語音或資料,但不能同時傳輸兩者,并且資料速率限制在可以壓縮到單個6.25 kHz信道的4.8kb/s。

先進的控制功能

DMR标準允許使用第二時隙用于反向信道信令 - 即,在第一信道處于呼叫中時,信令形式的指令在第二時隙信道上被發送到無線電。這實作了優先呼叫控制,發送無線電的遠端控制或緊急呼叫搶占,并為無線電系統的操作員提供精确的控制和靈活性。FDMA系統不能提供類似的功能,因為它們僅限于每個頻譜信道一條路徑。

卓越的音頻性能

DMR數字技術可提供更好的噪聲抑制,并在比模拟更大的範圍内保持語音品質,尤其是在傳輸範圍的最遠邊緣。這是因為在開發标準時,為選擇前向糾錯(FEC)和循環備援校驗(CRC)編碼器付出了大量的努力。通過分析位來檢測錯誤,這些編碼器接收無線電檢測并自動糾正傳輸錯誤。DMR标準規定了超過14種不同的編碼器,每種編碼器都與不同類型的流量相比對。通過使用編碼器和其他技術,數字處理能夠篩選噪聲并從降級的傳輸中重構信号。

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至于哪個數字系統提供最佳覆寫範圍存在争議; 基于12.5 kHz或6.25 kHz通道的系統。兩者都有優點和缺點。基于6.25 kHz的系統處于不利地位,因為當您将6.25 kHz信道中的多個高功率傳輸壓縮到頻譜中時,必須非常嚴格地限制每個傳輸的調制信号; 在技術方面減少信号偏差; 以免在光譜中引起下一個通道的幹擾。信号偏差的這種限制意味着接收器在信号較弱時(即在系統範圍的邊緣)較不能區分它是發送一個還是零。理論上,這會影響6.25 kHz系統的覆寫範圍。

一些監管機構還将6.25 kHz FDMA系統中使用的中繼器的功率限制為12.5 kHz DMR系統可用的中繼器的功率的50%,其中使用者希望在給定的12.5 kHz頻譜中操作兩個6.25 kHz中繼器。這樣做是為了確定每機關頻譜保持總功率水準。這些限制也可能影響範圍。DMR系統還受益于前向糾錯協定的卓越實作。然而,FDMA系統确實受益于這樣的事實:

對于6.25 kHz信道,噪聲基底比具有更寬12.5 kHz信道的噪聲基底更低。

通過以上的描述你是不是對于DMR數字對講機技術的主要優點有了更深的了解了呢?歡迎在下方留言哦~

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