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DMR數(shù)字對講機(jī)技術(shù)的主要優(yōu)點

2018-09-19 09:15:37

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  由于DMR是一個完全公開的開放標(biāo)準(zhǔn),由眾多供應(yīng)商提供支持。通過這種用戶既有供應(yīng)的安全性又有持續(xù),有競爭力的發(fā)展的優(yōu)勢。開放標(biāo)準(zhǔn)鼓勵廣泛的供應(yīng)商參與; 有很多以這種方式開發(fā)的技術(shù)成功的例子。DMR標(biāo)準(zhǔn)在傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)和其他數(shù)字方法方面得分很高。今天小編就和你來聊聊DMR數(shù)字系統(tǒng)的主要優(yōu)勢:

  

  現(xiàn)有許可渠道的容量翻倍

  DMR使單個12.5 kHz信道支持兩個同時和獨立的呼叫。這是使用TDMA,時分多址實現(xiàn)的。在TDMA下,DMR保留12.5 kHz信道寬度并將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(jìn)行通信,而無線電2和4在時隙2上進(jìn)行通話。

  

  每個通信路徑在12.5 kHz帶寬內(nèi)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,整個通道保持與模擬信號相同的輪廓。這意味著DMR無線電在現(xiàn)有12.5 kHz或25 kHz信道的許可證持有者中運行; 因此,沒有必要重新綁定或重新許可,但在渠道容量上加倍。這在下面的圖2中說明。

  這種在給定帶寬內(nèi)增加呼叫容量的TDMA方法經(jīng)過了很好的嘗試和測試。TETRA和GSM蜂窩移動設(shè)備是世界上使用最廣泛的兩種無線電通信技術(shù)之一,它們是TDMA系統(tǒng)。美國公共安全無線電標(biāo)準(zhǔn)P25目前也在將其第二階段規(guī)范發(fā)展為兩時隙TDMA。

  

  FDMA,頻分多址,增加容量的另一種方法是將12.5 kHz或25 kHz信道分成兩個或多個謹(jǐn)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(xiàn)實不足。在許多國家/地區(qū),不存在特定的6.25 kHz許可證,并且監(jiān)管機(jī)制不允許許可證持有者在現(xiàn)有的12.5 kHz許可證中運行兩個6.25 kHz信道。通??梢栽?2.5 kHz許可證內(nèi)使用單個6.25 kHz無線電信道進(jìn)行操作,但這不會增加用戶的容量。這種情況如下圖3所示。

  

  在美國,許可證持有6.25 kHz信道,許可證持有者未被允許將現(xiàn)有12.5 kHz許可證細(xì)分為多個6.25 kHz信道。為了增加6.25 kHz FDMA系統(tǒng)的容量,用戶必須在頻譜的其他區(qū)域?qū)で笮碌?.25 kHz許可證。

  在允許用戶將兩條6.25 kHz路徑壓縮到現(xiàn)有許可證的管轄區(qū)域中仍然存在困難。眾所周知,使用在頻譜中彼此相鄰的兩個信道在一個站點操作系統(tǒng)會產(chǎn)生干擾風(fēng)險。因此,出于這個原因,用戶仍然很可能希望在頻譜的另一個區(qū)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路徑完全適合現(xiàn)有的信道結(jié)構(gòu),因此在安裝DMR系統(tǒng)時不會遇到新的干擾問題。

  

  總之,數(shù)字PMR / LMR協(xié)議中使用的FDMA和TDMA系統(tǒng)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(xiàn)有許可證制度兼容的優(yōu)點,并且不會引入新的干擾問題。

  FDMA 6.25 kHz方法的一個潛在優(yōu)勢是,您不需要轉(zhuǎn)發(fā)器來協(xié)調(diào)TDMA時隙,以提供DMR所需的兩個獨立通話路徑。(DMR系統(tǒng)在沒有中繼器的情況下運行良好,并且仍然提供DMR系統(tǒng)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范圍內(nèi),以便通過FDMA獲得可預(yù)測的容量倍增。因此,如果系統(tǒng)需要額外范圍的中繼器,或者現(xiàn)在或?qū)砀采w問題區(qū)域(例如,通過站點移動或打開新位置),F(xiàn)DMA的這種益處的價值有限。DMR系統(tǒng)還具有信號比信號更耐干擾的優(yōu)點。

  6.25 kHz FDMA系統(tǒng)用于容量增加的無中繼器優(yōu)勢僅在以下情況下優(yōu)點:

  ●該站點很小,并且在系統(tǒng)的整個生命周期內(nèi),所有用戶無線電都將在所有其他用戶的直接范圍內(nèi)

  ●已獲得所需的頻率,因為將現(xiàn)有許可證分成多個6.25 kHz信道將不是監(jiān)管或干擾原因的選擇

  ●更強(qiáng)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(tǒng)的12.5 kHz模擬系統(tǒng)兼容

  DMR是從一開始就考慮到長期業(yè)務(wù)需求而開發(fā)的,沒有這些限制。

  與傳統(tǒng)系統(tǒng)的后向頻譜兼容性

  許可證持有者可能需要保留現(xiàn)有許可證,以確保與其自己的傳統(tǒng)無線電或外部組織的模擬系統(tǒng)向后兼容。由于DMR使用12.5 kHz信道,因此內(nèi)置了所需的頻譜兼容性。如下圖5所示。

  


  有效利用基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備

  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允許您實現(xiàn)6.25 kHz的效率,同時最大限度地減少對中繼器和組合設(shè)備的投資。用于簡單系統(tǒng)的兩種方法的所需設(shè)備如下面的圖6所示。

  

  FDMA需要為每個信道提供專用的中繼器,以及昂貴的組合設(shè)備,以使多個頻率共享單個基站天線。使組合設(shè)備與6.25 kHz信號一起工作可能會產(chǎn)生進(jìn)一步的成本,并且當(dāng)以這種方式使用時,信號質(zhì)量和范圍通常會有所損失。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(tǒng),振蕩器老化現(xiàn)象引起的誤差容限較小,并且發(fā)射無線電導(dǎo)致信號偏離所需的中心頻率。這導(dǎo)致相鄰信道保護(hù)不太穩(wěn)健,使系統(tǒng)易受干擾。專業(yè)設(shè)備; 可以引入高穩(wěn)定性振蕩器; 但需要付出代價。相比之下,雙時隙TDMA使用單通道設(shè)備實現(xiàn)穩(wěn)定的雙通道等效。不需要額外的中繼器或組合設(shè)備(并且空調(diào)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設(shè)備面臨的巨大挑戰(zhàn)之一,這些設(shè)備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,因此它僅需要發(fā)射機(jī)容量的一半。發(fā)射機(jī)空閑一半時間; 無論何時是未使用的時段的“轉(zhuǎn)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。通過將有效發(fā)送時間減半,雙插槽TDMA可以比模擬無線電提高40%。

  (一個制造商發(fā)布的產(chǎn)品資料給出了模擬模式的9小時操作通話時間,但同一無線電上的數(shù)字模式通話時間為13小時)。DMR數(shù)字設(shè)備還可以包括延長電池壽命的睡眠和電源管理技術(shù)。

  許多因素會影響單個設(shè)備的功耗。當(dāng)使用公布的電池壽命數(shù)據(jù)用于廣泛銷售的DMR和FDMA數(shù)字無線電數(shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)表明,對于每小時使用,TDMA比FDMA型號需要的電池容量減少19%至34%。選擇能耗較低的技術(shù)可以提供更大的靈活性和環(huán)境效益。隨著通信需求的增長(例如更大的數(shù)據(jù)需求),需要更多的電池容量,并且轉(zhuǎn)向技術(shù)本身更高效并且能夠支持其他功能似乎是合乎邏輯的。如上所述,DMR基礎(chǔ)設(shè)施也比FDMA系統(tǒng)所需的基礎(chǔ)設(shè)施更簡單,因此需要更少的能量。

  易于使用和創(chuàng)建數(shù)據(jù)應(yīng)用程序

  DMR的端到端數(shù)字特性意味著諸如文本消息,GPS和遙測等應(yīng)用可以輕松添加到無線電設(shè)備和系統(tǒng)中。DMR標(biāo)準(zhǔn)還支持無線傳輸IP數(shù)據(jù),從而可以輕松開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用程序。這為您的投資提供了更高的潛在回報。對于許多切換到數(shù)字的關(guān)鍵驅(qū)動因素之一是向無線電系統(tǒng)添加業(yè)務(wù)增強(qiáng)數(shù)據(jù)服務(wù)和應(yīng)用程序。

  DMR實現(xiàn)的通道容量加倍也是添加數(shù)據(jù)應(yīng)用程序的關(guān)鍵。為了保持現(xiàn)有的語音服務(wù)質(zhì)量,必須具有額外的數(shù)據(jù)流量容量。這對于諸如自動車輛定位之類的應(yīng)用尤其重要,其中系統(tǒng)可以生成大量消息以保持位置不斷更新。雖然這對于業(yè)務(wù)用戶來說可能是非常有價值的工具,但如果不對語音服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響,則很可能需要提供額外的容量。DMR實施可以簡單而干凈地提供所需的額外容量。

  

  通過同時使用TDMA通道實現(xiàn)系統(tǒng)靈活性

  當(dāng)語音使用第一時隙時,則第二時隙可以在TDMA系統(tǒng)中用于并行發(fā)送諸如文本消息或位置數(shù)據(jù)之類的應(yīng)用數(shù)據(jù)。例如,這在提供口頭和視覺調(diào)度指令的調(diào)度系統(tǒng)中是有用的。這是增強(qiáng)的數(shù)據(jù)能力在數(shù)據(jù)豐富的環(huán)境中變得越來越重要。

  雙插槽TDMA應(yīng)用的未來路線圖包括臨時組合兩個插槽以有效地將數(shù)據(jù)速率翻倍至的能力,或者將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(fā)器和使用額外的許可通道。這是因為在單個 FDMA信道中有一個通信路徑; 只有人可以說話,但不能說兩個,或者你可以傳輸語音或數(shù)據(jù),但不能同時傳輸兩者,并且數(shù)據(jù)速率限制在可以壓縮到單個6.25 kHz信道的。

  先進(jìn)的控制功能

  DMR標(biāo)準(zhǔn)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(fā)送到無線電。這實現(xiàn)了優(yōu)先呼叫控制,發(fā)送無線電的遠(yuǎn)程控制或緊急呼叫搶占,并為無線電系統(tǒng)的操作員提供精確的控制和靈活性。FDMA系統(tǒng)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(shù)字技術(shù)可提供更好的噪聲抑制,并在比模擬更大的范圍內(nèi)保持語音質(zhì)量,尤其是在傳輸范圍的最遠(yuǎn)邊緣。這是因為在開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)時,為選擇前向糾錯(FEC)和循環(huán)冗余校驗(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標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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匹配。通過使用編碼器和其他技術(shù),數(shù)字處理能夠篩選噪聲并從降級的傳輸中重構(gòu)信號。

  

  至于哪個數(shù)字系統(tǒng)提供最佳覆蓋范圍存在爭議; 基于12.5 kHz或6.25 kHz通道的系統(tǒng)。兩者都有優(yōu)點和缺點?;?.25 kHz的系統(tǒng)處于不利地位,因為當(dāng)您將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(yán)格地限制每個傳輸?shù)恼{(diào)制信號; 在技術(shù)方面減少信號偏差; 以免在光譜中引起下一個通道的干擾。信號偏差的這種限制意味著接收器在信號較弱時(即在系統(tǒng)范圍的邊緣)較不能區(qū)分它是發(fā)送一個還是零。理論上,這會影響6.25 kHz系統(tǒng)的覆蓋范圍。

  一些監(jiān)管機(jī)構(gòu)還將6.25 kHz FDMA系統(tǒng)中使用的中繼器的功率限制為12.5 kHz DMR系統(tǒng)可用的中繼器的功率的50%,其中用戶希望在給定的12.5 kHz頻譜中操作兩個6.25 kHz中繼器。這樣做是為了確保每單位頻譜保持總功率水平。這些限制也可能影響范圍。DMR系統(tǒng)還受益于前向糾錯協(xié)議的卓越實現(xiàn)。然而,F(xiàn)DMA系統(tǒng)確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。

  北峰BF-TD510基于DMR數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)打造,擁有出眾設(shè)計出色性能,數(shù)模兼容,1.8寸精巧彩屏生動顯示操作軌跡,實時衛(wèi)星定位方便數(shù)字追蹤,400小時長時錄音,多重報警模式等眾多特點,既是保證工作安全,提升工作效率的通訊利器,也是政府機(jī)構(gòu)、建筑工程、林業(yè)、鐵路等行業(yè)用戶尋求優(yōu)質(zhì)數(shù)字通信解決方案的智慧之選。