2018-09-19 09:15:37
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由于DMR是一個(gè)完全公開(kāi)的開(kāi)放標準，由眾多供應商提供支持。通過(guò)這種用戶(hù)既有供應的安全性又有持續，有競爭力的發(fā)展的優(yōu)勢。開(kāi)放標準鼓勵廣泛的供應商參與; 有很多以這種方式開(kāi)發(fā)的技術(shù)成功的例子。DMR標準在傳統模擬系統和其他數字方法方面得分很高。今天小編就和你來(lái)聊聊DMR數字系統的主要優(yōu)勢：
現有許可渠道的容量翻倍
DMR使單個(gè)12.5 kHz信道支持兩個(gè)同時(shí)和獨立的呼叫。這是使用TDMA，時(shí)分多址實(shí)現的。在TDMA下，DMR保留12.5 kHz信道寬度并將其分成兩個(gè)交替的時(shí)隙A和B(如下圖1所示)，其中每個(gè)時(shí)隙用作單獨的通信路徑。在圖1中，無(wú)線(xiàn)電1和3在時(shí)隙1上進(jìn)行通信，而無(wú)線(xiàn)電2和4在時(shí)隙2上進(jìn)行通話(huà)。
每個(gè)通信路徑在12.5 kHz帶寬內有效一半，每個(gè)通信路徑使用半x 12.5 kHz或6.25 kHz的等效帶寬。這被稱(chēng)為每頻譜具有一個(gè)通話(huà)路徑的效率。然而，對于DMR，整個(gè)通道保持與模擬信號相同的輪廓。這意味著(zhù)DMR無(wú)線(xiàn)電在現有12.5 kHz或25 kHz信道的許可證持有者中運行; 因此，沒(méi)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(shuō)明。
這種在給定帶寬內增加呼叫容量的TDMA方法經(jīng)過(guò)了很好的嘗試和測試。TETRA和GSM蜂窩移動(dòng)設備是世界上使用最廣泛的兩種無(wú)線(xiàn)電通信技術(shù)之一，它們是TDMA系統。美國公共安全無(wú)線(xiàn)電標準P25目前也在將其第二階段規范發(fā)展為兩時(shí)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(gè)或多個(gè)謹慎的6.25 kHz信道。工作在6.25 kHz FDMA中的理論無(wú)線(xiàn)電能夠在舊的12.5 kHz信道中并排擠壓兩個(gè)新信道。
實(shí)際的現實(shí)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許可證中運行兩個(gè)6.25 kHz信道。通?？梢栽?2.5 kHz許可證內使用單個(gè)6.25 kHz無(wú)線(xiàn)電信道進(jìn)行操作，但這不會(huì )增加用戶(hù)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有12.5 kHz許可證細分為多個(gè)6.25 kHz信道。為了增加6.25 kHz FDMA系統的容量，用戶(hù)必須在頻譜的其他區域尋求新的6.25 kHz許可證。
在允許用戶(hù)將兩條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。眾所周知，使用在頻譜中彼此相鄰的兩個(gè)信道在一個(gè)站點(diǎn)操作系統會(huì )產(chǎn)生干擾風(fēng)險。因此，出于這個(gè)原因，用戶(hù)仍然很可能希望在頻譜的另一個(gè)區域獲得新許可，以使用6.25 kHz FDMA解決方案來(lái)增加容量(參見(jiàn)下面的圖4)。相比之下，由于DMR的兩條TDMA路徑完全適合現有的信道結構，因此在安裝DMR系統時(shí)不會(huì )遇到新的干擾問(wèn)題。
總之，數字PMR / LMR協(xié)議中使用的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(lái)了與世界各地現有許可證制度兼容的優(yōu)點(diǎn)，并且不會(huì )引入新的干擾問(wèn)題。
FDMA 6.25 kHz方法的一個(gè)潛在優(yōu)勢是，您不需要轉發(fā)器來(lái)協(xié)調TDMA時(shí)隙，以提供DMR所需的兩個(gè)獨立通話(huà)路徑。(DMR系統在沒(méi)有中繼器的情況下運行良好，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(gè)完全獨立的信道)。但是，如果沒(méi)有中繼器，所有無(wú)線(xiàn)電都需要始終在彼此的范圍內，以便通過(guò)FDMA獲得可預測的容量倍增。因此，如果系統需要額外范圍的中繼器，或者現在或將來(lái)覆蓋問(wèn)題區域(例如，通過(guò)站點(diǎn)移動(dòng)或打開(kāi)新位置)，FDMA的這種益處的價(jià)值有限。DMR系統還具有信號比信號更耐干擾的優(yōu)點(diǎn)。
6.25 kHz FDMA系統用于容量增加的無(wú)中繼器優(yōu)勢僅在以下情況下優(yōu)點(diǎn)：
●該站點(diǎn)很小，并且在系統的整個(gè)生命周期內，所有用戶(hù)無(wú)線(xiàn)電都將在所有其他用戶(hù)的直接范圍內
●已獲得所需的頻率，因為將現有許可證分成多個(gè)6.25 kHz信道將不是監管或干擾原因的選擇
●更強大的12.5 kHz信道許可證的成本或可用性是一個(gè)問(wèn)題
●無(wú)需與傳統的12.5 kHz模擬系統兼容
DMR是從一開(kāi)始就考慮到長(cháng)期業(yè)務(wù)需求而開(kāi)發(fā)的，沒(méi)有這些限制。
與傳統系統的后向頻譜兼容性
許可證持有者可能需要保留現有許可證，以確保與其自己的傳統無(wú)線(xiàn)電或外部組織的模擬系統向后兼容。由于DMR使用12.5 kHz信道，因此內置了所需的頻譜兼容性。如下圖5所示。
有效利用基礎設施設備
使用DMR TDMA，您可以通過(guò)一個(gè)中繼器，一個(gè)天線(xiàn)和一個(gè)簡(jiǎn)單的雙工器獲得兩個(gè)通信通道。與FDMA解決方案相比，雙時(shí)隙TDMA允許您實(shí)現6.25 kHz的效率，同時(shí)最大限度地減少對中繼器和組合設備的投資。用于簡(jiǎn)單系統的兩種方法的所需設備如下面的圖6所示。
FDMA需要為每個(gè)信道提供專(zhuān)用的中繼器，以及昂貴的組合設備，以使多個(gè)頻率共享單個(gè)基站天線(xiàn)。使組合設備與6.25 kHz信號一起工作可能會(huì )產(chǎn)生進(jìn)一步的成本，并且當以這種方式使用時(shí)，信號質(zhì)量和范圍通常會(huì )有所損失。這反過(guò)來(lái)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(fā)射無(wú)線(xiàn)電導致信號偏離所需的中心頻率。這導致相鄰信道保護不太穩健，使系統易受干擾。專(zhuān)業(yè)設備; 可以引入高穩定性振蕩器; 但需要付出代價(jià)。相比之下，雙時(shí)隙TDMA使用單通道設備實(shí)現穩定的雙通道等效。不需要額外的中繼器或組合設備(并且空調的排水量較低，并且在中繼站點(diǎn)需要較少的備用電源)。
更長(cháng)的電池壽命和更高的電源效率
最大限度地延長(cháng)電池壽命一直是移動(dòng)設備面臨的巨大挑戰之一，這些設備在一次充電時(shí)增加通話(huà)時(shí)間的選擇有限。由于雙時(shí)隙TDMA上的單獨呼叫僅使用兩個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)，因此它僅需要發(fā)射機容量的一半。發(fā)射機空閑一半時(shí)間; 無(wú)論何時(shí)是未使用的時(shí)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(shí)間占無(wú)線(xiàn)電電池耗電量的很大比例。通過(guò)將有效發(fā)送時(shí)間減半，雙插槽TDMA可以比模擬無(wú)線(xiàn)電提高40%。
(一個(gè)制造商發(fā)布的產(chǎn)品資料給出了模擬模式的9小時(shí)操作通話(huà)時(shí)間，但同一無(wú)線(xiàn)電上的數字模式通話(huà)時(shí)間為13小時(shí))。DMR數字設備還可以包括延長(cháng)電池壽命的睡眠和電源管理技術(shù)。
許多因素會(huì )影響單個(gè)設備的功耗。當使用公布的電池壽命數據用于廣泛銷(xiāo)售的DMR和FDMA數字無(wú)線(xiàn)電數據時(shí)，數據表明，對于每小時(shí)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(zhù)通信需求的增長(cháng)(例如更大的數據需求)，需要更多的電池容量，并且轉向技術(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基礎設施也比FDMA系統所需的基礎設施更簡(jiǎn)單，因此需要更少的能量。
易于使用和創(chuàng )建數據應用程序
DMR的端到端數字特性意味著(zhù)諸如文本消息，GPS和遙測等應用可以輕松添加到無(wú)線(xiàn)電設備和系統中。DMR標準還支持無(wú)線(xiàn)傳輸IP數據，從而可以輕松開(kāi)發(fā)標準應用程序。這為您的投資提供了更高的潛在回報。對于許多切換到數字的關(guān)鍵驅動(dòng)因素之一是向無(wú)線(xiàn)電系統添加業(yè)務(wù)增強數據服務(wù)和應用程序。
DMR實(shí)現的通道容量加倍也是添加數據應用程序的關(guān)鍵。為了保持現有的語(yǔ)音服務(wù)質(zhì)量，必須具有額外的數據流量容量。這對于諸如自動(dòng)車(chē)輛定位之類(lèi)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(yè)務(wù)用戶(hù)來(lái)說(shuō)可能是非常有價(jià)值的工具，但如果不對語(yǔ)音服務(wù)產(chǎn)生負面影響，則很可能需要提供額外的容量。DMR實(shí)施可以簡(jiǎn)單而干凈地提供所需的額外容量。
通過(guò)同時(shí)使用TDMA通道實(shí)現系統靈活性
當語(yǔ)音使用第一時(shí)隙時(shí)，則第二時(shí)隙可以在TDMA系統中用于并行發(fā)送諸如文本消息或位置數據之類(lèi)的應用數據。例如，這在提供口頭和視覺(jué)調度指令的調度系統中是有用的。這是增強的數據能力在數據豐富的環(huán)境中變得越來(lái)越重要。
雙插槽TDMA應用的未來(lái)路線(xiàn)圖包括臨時(shí)組合兩個(gè)插槽以有效地將數據速率翻倍至的能力，或者將兩個(gè)插槽一起使用以啟用全雙工，電話(huà)呼叫(如私人呼叫)。FDMA無(wú)線(xiàn)電無(wú)法提供這些功能，無(wú)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(gè) FDMA信道中有一個(gè)通信路徑; 只有人可以說(shuō)話(huà)，但不能說(shuō)兩個(gè)，或者你可以傳輸語(yǔ)音或數據，但不能同時(shí)傳輸兩者，并且數據速率限制在可以壓縮到單個(gè)6.25 kHz信道的。
先進(jìn)的控制功能
DMR標準允許使用第二時(shí)隙用于反向信道信令 - 即，在第一信道處于呼叫中時(shí)，信令形式的指令在第二時(shí)隙信道上被發(fā)送到無(wú)線(xiàn)電。這實(shí)現了優(yōu)先呼叫控制，發(fā)送無(wú)線(xiàn)電的遠程控制或緊急呼叫搶占，并為無(wú)線(xiàn)電系統的操作員提供精確的控制和靈活性。FDMA系統不能提供類(lèi)似的功能，因為它們僅限于每個(gè)頻譜信道一條路徑。
卓越的音頻性能
DMR數字技術(shù)可提供更好的噪聲抑制，并在比模擬更大的范圍內保持語(yǔ)音質(zhì)量，尤其是在傳輸范圍的最遠邊緣。這是因為在開(kāi)發(fā)標準時(shí)，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(guò)分析位來(lái)檢測錯誤，這些編碼器接收無(wú)線(xiàn)電檢測并自動(dòng)糾正傳輸錯誤。DMR標準規定了超過(guò)14種不同的編碼器，每種編碼器都與不同類(lèi)型的流量相匹配。通過(guò)使用編碼器和其他技術(shù)，數字處理能夠篩選噪聲并從降級的傳輸中重構信號。
至于哪個(gè)數字系統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。兩者都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)?；?.25 kHz的系統處于不利地位，因為當您將6.25 kHz信道中的多個(gè)高功率傳輸壓縮到頻譜中時(shí)，必須非常嚴格地限制每個(gè)傳輸的調制信號; 在技術(shù)方面減少信號偏差; 以免在光譜中引起下一個(gè)通道的干擾。信號偏差的這種限制意味著(zhù)接收器在信號較弱時(shí)(即在系統范圍的邊緣)較不能區分它是發(fā)送一個(gè)還是零。理論上，這會(huì )影響6.25 kHz系統的覆蓋范圍。
一些監管機構還將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%，其中用戶(hù)希望在給定的12.5 kHz頻譜中操作兩個(gè)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系統還受益于前向糾錯協(xié)議的卓越實(shí)現。然而，FDMA系統確實(shí)受益于這樣的事實(shí)：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。
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