Краткое описания стандарта DMR

Краткое описания стандарта DMR

Стандарт DMR (Digital Mobile Radio) - ETSI TS 102 361 был разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI), как единый общеевропейский стандарт цифровой радиосвязи. Он позиционируется как открытый стандарт, т.е. предполагается, что оборудование различных производителей будет совместимо. Впервые, он появился в апреле 2005 года, когда вышел его первый релиз. В части 1 этого стандарта подробно описывается работа радиоинтерфейса. В части 2 рассмотрены голосовые и базовые функциональные особенности стандарта. В январе 2006 года добавилась третья часть стандарта DMR, описывающая протокол передачи пакетных данных.
В основе технологии DMR, лежат механизмы TDMA (Time Division Multiple Access – многостанционный доступ с временным разделением каналов), что позволяет разместить два временных интервала на одной частотной несущей с сеткой частот 12,5 кГц.

Радиоинтерфейс DMR

Как уже было сказано выше, на одном частотном канале (12,5 кГц) реализуется два независимых логических канала. Предполагается реализация решений стандарта DMR не только в диапазонах частот 136 – 174 МГц и 403 – 470 МГц, но и в диапазоне 450 – 527 МГц. На рис. 1 представлена структура радиоинтерфейса стандарта DMR.

Рис. 1. Структура радиоинтерфейса стандарта DMR.

Как видно из рисунка 1 в соответствие с технологией временного уплотнения на одном частотном канале организуются 2 логических канала. Следует отметить, что с точки зрения планирования системы, является то, что в режиме прямой связи (без использования ретранслятора) в настоящее время задействуется лишь один логический канал из двух доступных. В этом случае преимущества прямого режима по отношению к аналоговому режиму в части увеличения канальной емкости не будет.

В рамках стандарта DMR предполагается реализация двух режимов:

• Режим прямой связи (Direct mode) – симплексная связь.
• Режим связи через ретранслятор (Repeater mode) (см. рис. 2) – с поддержкой технологии двухчастотного симплекса с дуплексным разносом, FDD (Frequency Division Duplex). В этом режиме возможны два одновременных независимых голосовых соединения.
На рисунке 2 представлена схема организации связи с использованием ретранслятора. При этом задействуются оба логических канала, что позволяет вести два независимых соединения.

Рис. 2. Принципы организации связи с использованием ретранслятора.

Качество передачи речи

Для надёжной работы в условиях сильных акустических помех применяется вокодер с алгоритмом ACELP (линейное предсказание с возбуждением от алгебраической кодовой книги), а для обнаружения ошибок при передаче в канале радиосвязи и их исправления при канальном кодировании применяется технология Forward Error Correction (FEC).
Стандарт DMR отличает быстрое установление вызова (до 200 мс) и поддержка режима «поздний вход» для групповых вызовов.
На рис. 3 представлен сравнительный график ухудшения связи для систем с аналоговой и DMR технологиями. Говоря о дальности связи стоит упомянуть, что достигаемые результаты зависят не только от наличия естественных преград, но и от окружающей электромагнитной обстановки.

Рис. 3. Cравнительный график ухудшения связи для аналоговых и DMR систем радиосвязи

Основные возможности DMR

Стандарт DMR постоянно совершенствуется, реализуя функциональный набор ранее не характерный для сектора средств конвенциональной радиосвязи. Основными потребителями систем на базе технологии DMR являются предприятия отрасли безопасности (охрана), строительные организации, транспортные службы (такси), а также службы обеспечения и охраны правопорядка.
Возрастающие требования потребителей к средствам связи уже не ограничиваются лишь их надежностью, а объясняются необходимостью:

• обеспечения защиты радиоэфира от прослушивания;
• организации передачи текстовых сообщений вместе с голосом;
• увеличения разборчивости речи при сильных окружающих акустических помехах;
• увеличения срока непрерывной работы аккумуляторных батарей и многими другими
требованиями.

К основным функциональным возможностям цифрового стандарта DMR следует отнести:

•   цифровую обработку сигнала;
•   управление аккумуляторной батареей;
•   приоритетный аварийный вызов;
•   улучшенный режим «свободные руки»;
•   встроенный приемник GPS сигналов для реализации приложений по контролю местоположения;
•   удаленный контроль;
•   опциональное шифрование;
•   одновременную передачу голоса и данных (в том числе пакетных)
•   работу в аналоговом режиме, что особенно актуально при постепенной миграции аналоговых конвенциональных систем.

Типы вызовов реализуемых в рамках стандарта DMR:

•   индивидуальный вызов «радиостанция – радиостанция»;
•   групповой вызов «радиостанции – группа радиостанций»;
•   групповой вызов «радиостанция – все радиостанции»;
•   передача пакетных данных с канальной скоростью 2 кбит/c

Заложенный в рамках стандарта DMR функционал позволяет реализовать широкий набор решений, в том числе:

•   передачу пакетных данных (пропускная способность канала до 2 кбит/c);
•   передачу телеметрии;
•   передачу текстовых сообщений;
•   приложения по контролю местоположения;
•   увеличить управляемость в организации (на предприятии);
•   повысить безопасность технологического процесса предприятия;
•   улучшить качество связи и разборчивость речи в тяжелой помеховой обстановке;
•   увеличить пропускную способность системы профессиональной радиосвязи.
Преемственность и совместимость с существующими аналоговыми системами связи позволяет сохранить сделанные ранее инвестиции и заменить парк устаревающих аналоговых абонентских терминалов по мере необходимости.

Сравнение DMR с существующими сетями конвенциональной радиосвязи

Полевые испытания оборудования показали существенный выигрыш по отношению к аналоговым сетям при использовании радиостанций в городских условиях и многолучевом распространения сигнала. Помимо качества связи до 2 раз увеличилось время автономной работы портативных радиостанций, что объясняется принципами работы оборудования стандарта DMR.
В таблице представлен сравнительный анализ функциональных возможностей стандарта DMR и классических аналоговых сетей для прямого режима и при использовании ретранслятора.