In einer Zeit, in der eine klare Kommunikation und eine effiziente Nutzung des Spektrums von größter Bedeutung sind, hat sich Digital Mobile Radio (DMR) zu einer führenden Technologie für profession elle und kommerzielle Benutzer entwickelt. Aber was genau unter scheidet es von herkömmlichen analogen Radios? Die Antwort liegt in seinem raffinierten und dennoch eleganten digitalen Design. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über die Grundprinzip ien der Funktions weise von DMR-Radio und unterteilt seine Kern komponenten und Protokolle.
# Von analogen Wellen zu digitalen Paketen
Die grundlegend ste Verschiebung bei DMR ist die Umwandlung Ihrer Stimme von einer analogen Schallwelle in einen Strom digitaler Daten. Wenn Sie in das Mikrofon eines DMR-Radios sprechen, digitalis iert das Gerät sofort Ihre Stimme.
1. Sampling und Digitalis ierung: Das analoge Signal Ihrer Stimme wird tausende Male pro Sekunde abgetastet. Jedem Sample wird ein bestimmter Binär wert zugewiesen (eine Reihe von 1s und 0s). Dieser Prozess erzeugt eine digitale High-Fidelity-Darstellung Ihrer Stimme.
2. Sprach codierung mit AMBE: Diese digitalen Rohdaten sind immer noch ziemlich groß für eine effiziente Funk übertragung. DMR verwendet einen speziellen Sprach codec namens Advanced Multi-Band Excitation (AMBE 2)™). Dieser Codec komprimiert die digitalen Sprachdaten zu einem sehr effizienten Paket und entfernt redundante Informationen, ohne die Audio qualität erheblich zu beeinträchtigen. Aus diesem Grund klingt DMR-Audio auch bei geringer Lautstärke häufig klar und klar, da es weniger anfällig für Hintergrund geräusche ist.
Diese Konvertierung in digitale Daten ist die Grundlage, die alle erweiterten Funktionen von DMR ermöglicht.
# Die Magie von TDMA: Zwei Kanäle in einem
Dies ist das Herzstück der DMR-Technologie und ihrer bedeutendsten Effizienz innovation. DMR verwendet eine Methode namens TDMA (Two-Slot Time Division Multiple Access).
Um TDMA zu verstehen, stellen Sie sich eine einzelne Funkfrequenz als Autobahn vor. Ein analoges FM-Signal ist wie ein einzelner, breiter LKW, der die gesamte Autobahn einnimmt. Auf dieser Autobahn kann jeweils nur ein Gespräch geführt werden.
DMR teilt diese einzelne"Autobahn"(Frequenz) jedoch in zwei virtuelle"Fahrspuren"(Zeitfenster) auf. Es tut dies mit unglaublicher Geschwindigkeit und Präzision.
* Slot 1 ist 30 Millisekunden lang aktiv und überträgt ein Paket digitaler Daten.
* Das System wechselt dann für die nächsten 30 Millisekunden zu Slot 2.
* Dieser Zyklus wiederholt sich 50 Mal pro Sekunde.
Dieses Umschalten erfolgt so schnell, dass für die Benutzer zwei völlig unabhängige Gespräche gleichzeitig auf derselben Frequenz stattfinden. Jedes Zeitfenster kann einen separaten Sprach anruf, eine Daten nachricht oder einen GPS-Standort übertragen.
Das Ergebnis? Ein DMR-System verdoppelt effektiv die Kapazität seines verfügbaren Spektrums im Vergleich zu einem herkömmlichen analogen System. Dies bedeutet, dass ein Unternehmen weniger Repeater und Lizenzen benötigt, um die gleiche Anzahl von Benutzern zu unterstützen, was zu erheblichen Kosten einsparungen und betrieblicher Effizienz führt.
# Die drei Stufen der DMR-Struktur
Der vom European Telecomm unica tions Standards Institute (ETSI) definierte DMR-Standard ist in drei Ebenen unterteilt, die seine Fähigkeiten und Anwendungen definieren.
Tier I: Direkter Modus betrieb
Dies ist die einfachste Form von DMR, die in einigen Regionen (wie dem 446 MHz-Band Europas) für lizenzfreie Geräte mit geringem Strom verbrauch verwendet wird. Tier I beinhaltet Funk-zu-Funk-Kommunikation ohne Infrastruktur wie Repeater. Es eignet sich für die einfache Freizeit nutzung oder die Kommunikation vor Ort über kurze Entfernungen.
Tier II: Konventionelle Systeme
Tier II ist die häufigste Implementierung für profession elle und kommerzielle Benutzer. Es verwendet lizenzierte herkömmliche Funkfrequenzen (wie UKW oder UHF) und kann sowohl im Direkt modus als auch über einen Repeater betrieben werden. Die TDMA-Technologie mit zwei Steckplätzen wird hier vollständig genutzt. Ein Tier II-Repeater kann zwei separate Benutzer gruppen gleichzeitig verarbeiten und die Kapazität erheblich verbessern. Diese Stufe ist ideal für Sicherheits teams, Veranstaltung koordinatoren, Fertigungs flächen und Hospitality Services.
Tier III: Gebührte Systeme
Tier III repräsentiert die fortschritt lichste und komplexeste Form von DMR. In einem Trunked-System wird ein Frequenzen pool von einem zentralen Controller verwaltet. Wenn ein Benutzer einen Anruf tätigen möchte, weist der Controller automatisch einen verfügbaren Zeitschlitz für eine verfügbare Frequenz aus dem Pool zu. Dies schafft ein hoch effizientes, weit verbreitetes Netzwerk, das Tausende von Benutzern mit nahtlosem Kanal zugang unterstützen kann, ähnlich einem kommerziellen Mobilfunk netz. Tier III wird von großen Versorgungs unternehmen, Organisationen der öffentlichen Sicherheit und stadt weiten Verkehrs systemen verwendet.
# Hauptmerkmale, die durch das digitale Protokoll aktiviert werden
Der zugrunde liegende digitale Datenstrom ermöglicht Funktionen, die mit rein analogem FM nur schwer oder gar nicht erreichbar sind.
* Einzel-und Gruppen anruf: Jedes DMR-Radio verfügt über eine einzigartige Radio-ID. Dies ermöglicht das Anrufen einer bestimmten Person (eines privaten Anrufs) zusätzlich zu herkömmlichen Gruppen anrufen (Gesprächs gruppen). Sie können eine einzelne Person anblättern, ohne den gesamten Kanal zu unterbrechen.
* Verbesserte Privatsphäre: DMR ist zwar keine militärische Verschlüsse lung, unterstützt jedoch die grundlegende Privatsphäre. Da das Audio digital ist, kann es mit verschiedenen Algorithmen verschlüsselt werden. Ohne ein mit der gleichen Taste programmiertes Radio klingt die Übertragung einfach nach digitalem Rauschen.
* Integrierte Daten anwendungen: Das digitale Protokoll unterstützt nativ die Daten übertragung. Dies ermöglicht Funktionen wie Text nachrichten zwischen Radios, GPS-Standort verfolgung und-Zuordnung sowie Fern telemetrie für Überwachungs geräte.
* Verbesserte Akkulaufzeit: Da ein Tier II-Radio nur in seinem zugewiesenen 30-Millisekunden-Slot sendet, ist es während eines Gesprächs 50% der Zeit nicht aktiv. Diese"gepulste"Übertragung verringert den Akku verbrauch und führt im Vergleich zu einem analogen Radio zu einer deutlich längeren Betriebszeit.
# Ein typischer DMR-Kommunikation fluss
Lassen Sie uns alles in einem praktischen Szenario zusammenfügen, in dem zwei separate Gespräche über einen einzigen Repeater geführt werden.
1. Benutzer A (in der Talk group 1) drückt die Push-to-Talk-Taste (PTT). Ihr Radio ist so programmiert, dass es Time Slot 1 auf einer bestimmten Frequenz verwendet.
2. Das Radio digitalis iert und komprimiert die Stimme von Benutzer A und überträgt sie dann in Bursts während der zugewiesenen Zeitfenster an den Repeater.
3. Der Repeater empfängt die Daten auf dem Slot 1 und überträgt sie sofort mit einer höheren Leistung. In der Zwischenzeit kann Benutzer B (in Talk group 2) auch seine PTT drücken. Ihr Radio ist so programmiert, dass es Time Slot 2 verwendet.
4. Der Repeater lässt die Daten von Benutzer A (Slot 1) und Benutzer B (Slot 2) nahtlos miteinander und sendet ein einzelnes Signal, das beide Konversationen enthält.
5. Alle Radios, die Talk group 1 auf Slot 1 hören, hören Benutzer A, und alle Radios, die Talk group 2 auf Slot 2 hören, hören Benutzer B. Die beiden Gruppen sind sich des gegenseitigen Gesprächs überhaupt nicht bewusst.
DMR ist weit mehr als nur"digital analog". Es ist ein robustes, spektrum versiertes Protokoll, das TDMA nutzt, um die Kapazität zu verdoppeln, digitales Audio, um die Klarheit zu verbessern, und eine daten freundliche Struktur, um moderne Kommunikation funktionen zu ermöglichen. Durch die Umwandlung von Sprache in effiziente Datenpakete und die Übertragungs zeit bietet DMR eine leistungs starke, kosten günstige und skalierbare Lösung, die den anspruchs vollen Anforderungen der heutigen profession ellen Benutzer gerecht wird. Das Verständnis dieser Grundprinzip ien-vom AMBE-Codec bis zur Eleganz von TDMA mit zwei Steckplätzen-zeigt, warum diese Technologie zu einem globalen Standard für effiziente und zuverlässige kritische Kommunikation geworden ist.
