DMR数字对讲机相比模拟对讲机的优势
来源: DMR,TDMA,中继台,数字对讲机   发布时间: 2015-04-26 21:56   2116 次浏览   大小:  16px  14px  12px
数字对讲机随着市场的需求和对讲机的需求越来越受到人们的重视,数字移动无线电标准(DMR)是欧洲电信标准协会(ETSI)为专业移动无线电(PMR)用户专门制定的数字无线电标准,最早于2005年获得批准。 本标准的设计是在现有的全球已授权地面移动频率波段所使用的12.5KHz频道间隔中运行,并满足未来对6.25kHz通道均衡的监管要求。主要目的是指定复杂程度低、可负担得起的数字系统。DMR提供语音、数据和其他辅助服务。今天,按其规格设计的产品在世界各地有售。 DMR协议涵盖未授权(第一层)、授权常规(第二层)和授权集群(第三层)三种操作模式,商业应用目前主要集中在第二层和第三层已授权类别。
  • 一、信道容量倍增


  DMR的主要优势之一是通过TDMA使单个12.5kHz信道能够支持两个同步和独立呼叫。根据DMR标准,TDMA保留12.5kHzi言道宽度,并将其主IJ分为两个交替的时院A和B,每个时隙作为一个单独的通信路径。在这种布局中,每个通信路径使用12.5kHz带宽的一半时间,因此每个路程使用一半的带宽,即6.25kHz。也就是6.25kHz频谱有一个通话路佳的效率,而采用DMR,该信道作为一个整体仍保持与12.5kHz模拟信号相同的特征。这使DMR无线电可在执照持有人现有的12.5kHz或25kHz信道中运行,这意味着无需改变波段或重新申请执照,同时使信道容最增加了一倍。TDMA增加给定带宽通话容量的方法已经过系统的试验和测试。TETRA与GSM蜂窝移动(世界上最广泛使用的两种双向无线电通信技术)均是TDMA系统。美国公共安全无线电标准P25也正在将其第二阶段的规格转向双时隙TDMA。

  另一种增加容量的方法是将12.5kHz或25kHz信道分割成两个或更多的6.25kHz信道,即FDMA。理论上,6.25kHzFDMA通话设备可在旧的12.5kHzi言道中挤进两个并排的新通道。但实际的情况并不是这样。在许多国家,不存在具体的6.25kHz许可证,而监管制度不允许许可证持有人在现有的12.5kHz许可证中运行两个6.25kHz通道。

  但通常有可能在12.5kHz许可证中运行1个6.25kHz无线通道,但用户并没有增加容量。在美国,有授权的6.25kHz信道可用,但许可证持有人不得将现有的12.5kHz许可证分割成多个6.25kHz信道。因此,要增加6.25kHzFDMA系统的容量,用户不得不申请新的其他频谱范围的6.25kHz许可证。即使在允许用户在现有许可证中挤入两个6.25kHz的国家,这也可能产生问题。基站使用频谱中两个相邻通道运行系统,很容易产生干扰风险。基于这个原因,使用6.25kHzFDMA解决方案的用户仍然要申请其他频谱范围的新执照来增加容量。与此相反,由于DMR的两个TDMA路径完全适合现有的通道结构,安装DMR系统后,不会产生新的干扰问题。

  总之,数字PMR-/-LMR协议中使用的FDMA和TDMA系统理论上有同样的频谱效率,因为它们可以在12.5kHz频谱中提供两个通话路径,但DMR采用的TDMA办法具有与世界各地现行监管制度兼容的优势,并且不会产生新的干扰问题。

  FDMA6.25kHz方法的一个潜在好处是,不需用中继器协调TDMA时隙以提供两个独立通话路筐,而这对DMR是必要的o(DMR系统不用中继器也工作得很好,仍然可以体现DMR系统的许多固有优势,如反向信道信令等,但不是每个12.5kHz频谱都运行两个完全独立的通道)。但是没有中继器,FDMA的所有无线设备必须随时处在相互覆盖范围之内,以实现预期的容量倍增。因此,如果系统现在或将来需要中继器覆盖额外的范围,或问题区域(例如基站搬迁或开设新点)FDMA的这个优势将大打折扣。

  DMR系统的优势还在于12.5kHz信号比6.25kHz抗干扰能力更强。这意味着在噪声环境下,12.5kHz信道衰减的可能要小子6.25kHz信号,可为无线用户提供可接受的对讲服务。因此6.25kHz FDMA系统非中继器增加容的优势仅限于,

1、只有一个小基站,在系统使用寿命期间所有无线用户与他们的通信对象位于直接联系范围之内;

2、您可以获得所需的频率因为出于监管或干扰方面的原因,将现有许可证拆分成多个6.25kHz信道不可靠.

3、难以获得12.5kHz信道许可证;

4、没有必要与传统的12.5kHz模拟系统的兼容。DMR在开发开始就考虑了长远业务需求,没有这些限制。

 

  • 二、DMR与传统模拟系统频谱向后兼容


  对许可证持有人来说,保留现有许可证,确保与自己的传统无线电或外部机构(如驻现场承包商)的模拟系统向后兼容是很重要的。由于DMR采用12.5kHz信道,所需的频i营兼容性是内置的。

 

  • 三、高效使用基础架构设备


  DMR TDMA方式的另一个优势是,用一个中继台、一个天线和一个简单的双工机获得两个通信通道。相对于FDMA解决方案,双时隙TDMA可获得6.25kHz的效率,同时最大限度减少中继器和组合设备的投资。FDMA每个信道要求专用中继器,外加昂贵的支持多频共享一个基站天线的组合设备。将组合设备用于6.25kHz信号可能特别昂贵,而且以这种方式使用肘,通常会造成信号质量和覆盖范围的损失,因此需要使用功率放大器o对于振荡器老化产生差错的现象,FDMA6.25kHz系统的容差性较低,导致发射信号偏离理想的中心频率。这将导致对邻频的保护程度降低,使系统易于受到干扰。可用专门设备抵消,称为高稳定振荡器,但又要增加需要成本。相比之下,双时|琼TDMA用单信

  通道设备达到稳定的双信通道等效,不需要额外的中继器或组合设备(而且中继站可降低空调消耗,对备份电源的需求较低)。对DMR用户来说,这意味着较低的成本和较简单的基站规划。

 

  • 四、更长的电池使用寿命和更大的功效


  电池使用寿命一亘是移动设备的最大挑战之一。过去,增加一次充电的通话时间的选择有限o但是,双时隙TDMA提供了一个很好的解决方法。由于单个呼叫只使用两个时隙中的一个,因此只需要一半的发射器容。发射器有一半时间是空闲的,也就是说,任何时候它都是未使用的时隙..轮次"。

  例如,典型的占空比为5%发射5%接收90%空闲,发射时间占电池消耗的很大比重。通过将有效发射时间减少一半,双时隙TDMA与模拟无线通信比较,通话时间可提升高达40%.(根据一家制造商公布的产品资料,同一对讲机在模拟模式下通话时间为9小时,数字模式为:为13小时)。由于每次通话电池总消耗大幅降低,一次充电的使用时间得到延长。DMR数字设备还包括瞪眼和电源管理技术,可进一步提高电池的使用寿命。尽管许多其他因素影响个别设备的电源消耗,将市场上大规模销售的DMR和FDMA数字对讲机公布的电池寿命数据进行比较,还是可以看出TDMA方式要优于FDMA。每小时使用时间TDMA对讲机对电池容量的需求比FDMA模式低19%-34%.

  除了环保原因不浪费能源外,选择较低能耗的技术可以让我们在未来拥有更多的灵活性。随着用户通信需求的增长(例如更大的数据需求),需要更多的电池容,最好选择本质上更有效的技术,以便有更多的使用余地。如上所述,DMR的基础架构也比FDMA系统所要求的更简单。这意味着运行一个基站所需能源TDMM比FDMA要低。这些节能特性赋予DMR用户更精简、更环保的无线网络以及更长的无线设备电池使用寿命。

 

  • 五、易于使用和创建数据应用程序


 DMR的端到端数字特性可以很容易把GPS短信和追测等应用添加到设备和系统中。DMR标准还支持无线IP数据传输,男子开发标准应用程序。随着现代社会对数据及语音通信的依赖程度越来越大,往系统中添加大范围数据应用可以带来最大投资回报。事实上,向无线通信系统中添加商务强化型数据服务和应用时推动用户向数字通信转换的主要动力之一。DMR方案实现的信道容量倍增对添加数据应用也至关重要。为了保持相同质最水平的现有语音业务,必须拥有额外的数据传输容景。这对自动车辆定位等应用特别重要;在这些应用中,系统可:1:成庞大的信息,以保持位置的不断更新。虽然这对企业用户是一个非常宝贵的工具,但极有可能需要提供额外的容量,才能保证语音服务不受影响。DMR方案以简单、明确的方式提供所需的额外容豆。

 

  • 六、先进的控制功能、


  DMR标准支持使用第二时隙发送反向信道信令,即在第一信道用于呼叫时,在第二个时隙以信号形式将指令发送给无线设备。此功能可用于优先呼叫控制,发射信号远程控制,或优先紧急呼叫,为无线电系统运营商提供精确控制和灵活性。FDMA系统不能提供类似的功能,因为他们受每频谱信道只有一个通话路佳的限制。

 

  • 七、卓越的音频性能


  DMR数字技术可提供更好的噪声抑制,并在更大范围保持优于模拟的语音质击,特别是在传输范围的最边缘.DMR具有卓越距离特性的原因之一是在制定该标准时,对前向纠错(FEC)和循环冗余校验(CRC)编码的选择投入了大最心血。这些编码器能够使接收设备通过分析信息中的插入位(供接收设备检查是否存在错误),检测和自动修正传输错误。DMR标准指定了14种不同的可用编码器,每种编码器匹配不同类型的信号传输。通过编码器和其他技术的应用,数字化处理可以筛选出蝶声,并从降级的传输信号中重新构建信号。用户可以更清晰听到一切通话提高了无线解决方案的有效范围,并使用户时刻l知悉现场形势变化。

  对哪种数字对讲机系统能提供最佳覆盖面积有一些讨论,比如是基于12.5kHz,还是6.25kHz信道的系统。两者都有优点和缺点。基于6.25kHz的系统处于不利地位,因为当您将6.25kHz信道中多个高功率发射信号挤入频谱中肘,就必5页严格限制每个传输信号的调制信号(技术术语就是降低信号偏差)l以免对频谱中的下一个信道造成干扰。对信号偏差的这一限制意味着,当信号微弱肘,特别是在系统覆盖的边缘,接收器不太能区分它接收的是一个Ii1"或110"。理论上,这影响了6.25kHz系统的覆盖范围。

  对于希望在给定12.5kHz频谱中运行两个6.25kHz中继器的用户,一些监管机构也将6.25kHzFDMA系统中的中继器功率限制在12.5kHzDMR系统可用功率的50%。这是为了确保每频谱单位保持了整体功率水平。这种限制也可能影响覆盖范围.DMR系统还受益于上面讨论过的前向纠错技术的先期实施.但FDMA系统确实受益于6.25kHzi言道的噪声层低于较宽的12.5kHz信道。

 

  • 八、由完全开放、成熟、广泛支持的标准带来的供应安全性


  由于DMR是一个得到供应商广泛支持的完全开放的公共标准,买家可以放心供应的持续性。技术融入开放标准而获得成功的例子很多,因为该标准鼓励供应商广泛的参与。更多供应商带来更多的用户选择、更快速的产品开发和源自竞争压力的更低价格。



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