검색

DMR 디지털 무전기 기술의 주요 장점을 알고 계십니까?

Date:Feb 01, 2021

DMR은 완전히 개방적이고 개방적인 표준이므로 많은 공급업체가 지원합니다. 이러한 종류의 사용자를 통해 공급의 보안과 지속적이고 경쟁력있는 개발의 이점. 개방형 표준은 광범위한 공급업체가 참여하도록 장려합니다. 이러한 방식으로 개발된 기술의 성공적인 예는 많이 있습니다. DMR 표준은 기존의 아날로그 시스템 및 기타 디지털 방법에 대해 높은 점수를 제공합니다. 오늘 DMR 디지털 시스템의 주요 장점에 대해 이야기해 보겠습니다.


기존 라이선스 채널의 용량 두 배


DMR을 사용하면 단일 12.5kHz 채널을 통해 동시 및 독립 호출 두 개를 지원할 수 있습니다. 이는 시간 분할 다중 액세스인 TDMA를 사용하여 달성됩니다. TDMA에서 DMR은 12.5kHz 채널 폭을 예약하고 두 개의 교대 시간 슬롯 A와 B(아래 그림 1에 나와 같이)로 나누어 매 시간 슬롯을 별도의 통신 경로로 사용합니다. 그림 1에서는 라디오 1과 3이 시간 슬롯 1에 통신하고 라디오 2와 4는 시간 슬롯 2에서 통신합니다.

1


각 통신 경로는 12.5kHz 대역폭의 절반이며 각 통신 경로는 절반 x 12.5kHz 또는 6.25kHz의 동등한 대역폭을 사용합니다. 이를 6.25kHz 스펙트럼당 하나의 호출 경로를 갖는 효율이라고 합니다. 그러나 DMR의 경우 전체 채널은 아날로그 12.5kHz 신호와 동일한 프로파일을 유지합니다. 즉, DMR 라디오는 기존 12.5kHz 또는 25kHz 채널의 라이선스 사용자 간에 작동합니다. 따라서 다시 번들 또는 재라이선스를 할 필요는 없지만 채널 용량을 두 배로 늘릴 필요가 있습니다. 이는 아래 그림 2에 설명되어 있습니다.


지정된 대역폭 내에서 호출 용량을 늘리는 이 TDMA 방법을 잘 시도하고 테스트했습니다. TETRA 와 GSM 셀룰러 모바일 장치는 세계에서 가장 널리 사용되는 두 가지 무선 통신 기술 중 하나입니다. 그들은 TDMA 시스템입니다. 미국 공공 안전 무선 표준 P25는 현재 2단계 TDMA로 2단계 사양을 개발하고 있습니다.

2


FDMA, 주파수 분할 다중 액세스, 용량을 증가시키는 또 다른 방법은 12.5 kHz 또는 25 kHz 채널을 두 개 이상의 신중한 6.25 kHz 채널로 나누는 것입니다. 6.25 kHz FDMA에서 작동하는 이론적 라디오는 기존 12.5kHz 채널에서 두 개의 새로운 채널을 나란히 짜낼 수 있습니다.


실제 현실은 충분하지 않습니다. 많은 국가/지역에서는 6.25kHz 라이선스가 없으며, 규제 메커니즘은 라이센스 보유자가 기존 12.5kHz 라이선스에서 두 개의 6.25kHz 채널을 작동하도록 허용하지 않습니다. 일반적으로 12.5kHz 라이센스 내에서 단일 6.25 kHz 무선 채널로 작동할 수 있지만 사용자의 용량은 증가하지 않습니다. 이 상황은 아래 그림 3에 표시됩니다.

3


미국에서는 라이센스가 6.25kHz 채널을 보유하고 있으며, 라이센시는 기존 12.5kHz 라이센스를 여러 6.25kHz 채널로 세분화할 수 없습니다. 6.25kHz FDMA 시스템의 용량을 늘리기 위해 사용자는 스펙트럼의 다른 영역에서 새로운 6.25 kHz 라이선스를 찾아야 합니다.


사용자가 기존 라이선스에 두 개의 6.25kHz 경로를 압축할 수 있는 관할권에 어려움이 남아 있습니다. 우리 모두가 알다시피, 주파수 스펙트럼에서 서로 인접한 두 채널을 사용하여 사이트에서 시스템을 작동하면 간섭 위험이 발생합니다. 따라서 이러한 이유로 사용자는 여전히 스펙트럼의 다른 영역에서 새로운 라이선스를 획득하여 6.25kHz FDMA 솔루션을 사용하여 용량을 늘릴 가능성이 높습니다(아래 그림 4 참조). 반면 DMR의 두 TDMA 경로는 기존 채널 구조에 완전히 적합하므로 DMR 시스템을 설치할 때 새로운 간섭 문제가 발생하지 않습니다.

4


요컨대, 디지털 PMR/LMR 프로토콜에 사용되는 FDMA 및 TDMA 시스템은 이론적으로도 효율적이지만 DMR에서 사용하는 TDMA 방법은 전 세계의 기존 라이센스 시스템과 호환된다는 이점을 가져다 주며 새로운 간섭 문제를 도입하지 않습니다.


FDMA 6.25 kHz 방법의 한 가지 잠재적 인 장점은 DMR에서 요구하는 두 개의 독립적 인 호출 경로를 제공하기 위해 TDMA 시간 슬롯을 조정하는 트랜스 폰더가 필요하지 않다는 것입니다. (DMR 시스템은 중계기없이 잘 작동하며 역채널 시그널링과 같은 DMR 시스템에 내재된 많은 이점을 제공하지만 12.5kHz 스펙트럼당 두 개의 완전히 독립적인 채널은 제공하지 않습니다). 그러나 중계기가 없는 경우 FDMA를 통해 예측 가능한 용량 곱셈을 얻으려면 모든 라디오가 항상 서로의 범위 내에 있어야 합니다. 따라서 시스템에서 추가 리피터 범위가 필요하거나 현재 또는 향후 문제 영역(예: 사이트를 이동하거나 새 위치를 여는 경우) FDMA의 이점의 값이 제한됩니다. DMR 시스템은 또한 12.5kHz 신호가 6.25kHz 신호보다 간섭에 더 강하다는 장점이 있다.


용량 증가를 위한 중계기가 없는 6.25kHz FDMA 시스템의 장점은 다음과 같은 경우에 만 유리합니다.


이 사이트는 작고 시스템의 전체 수명 주기 동안 모든 사용자 라디오는 다른 모든 사용자의 직접 범위 내에 있습니다.


기존 라이선스를 여러 6.25kHz 채널로 나누는 것은 규제 또는 간섭상의 이유로 선택사항이 아니기 때문에 필요한 주파수를 획득했습니다.


더 강력한 12.5kHz 채널 라이센스의 비용 또는 가용성은 문제입니다.


기존의 12.5kHz 아날로그 시스템과 호환될 필요가 없습니다.


DMR은 이러한 제한 없이 장기적인 비즈니스 요구를 고려하여 처음부터 개발되었습니다.


기존 시스템과의 역방향 스펙트럼 호환성


라이센스 보유자는 기존 라디오 또는 외부 조직의 아날로그 시스템과의 이전 버전과의 이전 호환성을 보장하기 위해 기존 라이센스를 유지해야 할 수 있습니다. DMR은 12.5kHz 채널을 사용하기 때문에 필요한 스펙트럼 호환성이 내장되어 있습니다. 아래 그림 5에 도시된 바와 같이.

5


인프라 장비의 효과적인 사용


DMR TDMA를 사용하면 중계기, 안테나 및 간단한 듀플렉스를 통해 두 개의 통신 채널을 얻을 수 있습니다. FDMA 솔루션과 비교하여 듀얼 슬롯 TDMA를 사용하면 6.25kHz의 효율성을 달성하면서 중계기 및 결합 장비에 대한 투자를 최소화할 수 있습니다. 간단한 시스템의 두 가지 방법에 필요한 장비는 아래 그림 6에 나와 있다.

6


FDMA는 여러 주파수가 단일 기지국 안테나를 공유할 수 있도록 각 채널에 대한 전용 리피터와 고가의 조합 장비가 필요합니다. 6.25kHz 신호로 작동하도록 결합된 장치를 얻는 데 추가 비용이 있을 수 있으며, 이러한 방식으로 사용하면 신호 품질과 범위가 일반적으로 손실됩니다. 이것은 차례로 도 6에 표시된 전원 증폭기에 대한 수요를 야기한다.


FDMA 6.25 kHz 시스템의 경우 발진기의 노화로 인한 오차 허용 오차가 작으며, 전송된 무선은 신호가 필요한 센터 주파수로부터 벗어나게 한다. 따라서 인접한 채널 보호가 덜 견고하고 시스템이 간섭에 취약해집니다. 전문 장비; 높은 안정성 발진기를 도입 할 수있다; 하지만 가격에. 반면, 듀얼 슬롯 TDMA는 단일 채널 장비를 사용하여 안정적인 듀얼 채널 등가물을 달성합니다. 추가 중계기 또는 결합 된 장비가 필요하지 않습니다 (에어컨은 변위이 낮고 릴레이 사이트에서 백업 전력이 적게 필요합니다).


배터리 수명 연장 및 전력 효율 향상


배터리 수명을 극대화하는 것은 항상 모바일 장치에서 직면한 큰 과제 중 하나였으며, 이러한 장치는 한 번충전으로 통화 시간을 늘리기 위한 옵션이 제한되어 있습니다. 듀얼 슬롯 TDMA에 대한 단일 호출은 두 시간 슬롯 중 하나만 사용하므로 송신기 용량의 절반만 필요합니다. 송신기는 반 시간 동안 유휴 상태입니다. 사용하지 않은 기간 동안 "차례"가 될 때마다. 전송 5%, 수신 5%, 유휴 90%의 일반적인 듀티 사이클 예제를 사용하여 전송 시간은 무선 배터리 전력 소비의 큰 비율을 차지합니다. 효과적인 전송 시간을 절반으로 줄임으로써 듀얼 슬롯 TDMA는 아날로그 라디오에 비해 40% 증가할 수 있습니다.


(제조업체가 발표한 제품 데이터는 아날로그 모드에서 9시간의 작동 토크 시간을 제공하지만 동일한 라디오에서 디지털 모드에서 13시간의 통화 시간을 제공합니다.) DMR 디지털 장치에는 배터리 수명을 연장하는 절전 및 전원 관리 기술도 포함될 수 있습니다.


단일 장치의 전력 소비에 영향을 미치는 여러 가지 요인이 있습니다. 널리 판매되는 DMR 및 FDMA 디지털 무선 데이터에 대해 게시된 배터리 수명 데이터를 사용하는 경우, 데이터는 시간당 사용시 TDMA가 FDMA 모델에 비해 배터리 용량을 19%에서 34% 감소해야 한다는 것을 보여줍니다. 에너지 소비가 낮은 기술을 선택하면 유연성과 환경적 이점을 높일 수 있습니다. 통신 요구 사항이 증가함에 따라(예: 더 큰 데이터 요구 사항) 더 많은 배터리 용량이 필요하며, 보다 효율적이고 다른 기능을 지원할 수 있는 기술로 전환하는 것이 논리적으로 보입니다. 위에서 언급했듯이 DMR 인프라는 FDMA 시스템에서 요구하는 것보다 더 간단하므로 에너지가 줄어듭니다.


사용하기 쉽고 데이터 응용 프로그램을 만들 수 있습니다.


DMR의 엔드 투 엔드 디지털 특성은 문자 메시지, GPS 및 원격 측정과 같은 응용 프로그램을 무선 장비 및 시스템에 쉽게 추가할 수 있음을 의미합니다. DMR 표준은 또한 표준 애플리케이션을 쉽게 개발할 수 있도록 IP 데이터의 무선 전송을 지원합니다. 이것은 당신의 투자에 더 높은 잠재적 인 수익을 제공합니다. 디지털로 전환하는 데 도움이 되는 주요 동인 중 하나는 비즈니스 향상 데이터 서비스 및 애플리케이션을 라디오 시스템에 추가하는 것입니다.


DMR에서 달성한 채널 용량의 두 배는 데이터 응용 프로그램을 추가하는 열쇠이기도 합니다. 기존 음성 서비스 품질을 유지하려면 추가 데이터 트래픽 용량을 사용할 수 있어야 합니다. 이는 시스템이 지속적으로 업데이트된 위치를 유지하기 위해 많은 수의 메시지를 생성할 수 있는 자동 차량 포지셔닝과 같은 응용 분야에서 특히 중요합니다. 비즈니스 사용자에게 매우 유용한 도구일 수 있지만 음성 서비스에 부정적인 영향을 미치지 않으면 추가 용량을 제공해야 할 수 있습니다. DMR 구현은 필요한 추가 용량을 간단하고 깨끗하게 제공할 수 있습니다.


(제조업체가 발표한 제품 데이터는 아날로그 모드에서 9시간의 작동 토크 시간을 제공하지만 동일한 라디오에서 디지털 모드에서 13시간의 통화 시간을 제공합니다.) DMR 디지털 장치에는 배터리 수명을 연장하는 절전 및 전원 관리 기술도 포함될 수 있습니다.


단일 장치의 전력 소비에 영향을 미치는 여러 가지 요인이 있습니다. 널리 판매되는 DMR 및 FDMA 디지털 무선 데이터에 대해 게시된 배터리 수명 데이터를 사용하는 경우, 데이터는 시간당 사용시 TDMA가 FDMA 모델에 비해 배터리 용량을 19%에서 34% 감소해야 한다는 것을 보여줍니다. 에너지 소비가 낮은 기술을 선택하면 유연성과 환경적 이점을 높일 수 있습니다. 통신 요구 사항이 증가함에 따라(예: 더 큰 데이터 요구 사항) 더 많은 배터리 용량이 필요하며, 보다 효율적이고 다른 기능을 지원할 수 있는 기술로 전환하는 것이 논리적으로 보입니다. 위에서 언급했듯이 DMR 인프라는 FDMA 시스템에서 요구하는 것보다 더 간단하므로 에너지가 줄어듭니다.


사용하기 쉽고 데이터 응용 프로그램을 만들 수 있습니다.


DMR의 엔드 투 엔드 디지털 특성은 문자 메시지, GPS 및 원격 측정과 같은 응용 프로그램을 무선 장비 및 시스템에 쉽게 추가할 수 있음을 의미합니다. DMR 표준은 또한 표준 애플리케이션을 쉽게 개발할 수 있도록 IP 데이터의 무선 전송을 지원합니다. 이것은 당신의 투자에 더 높은 잠재적 인 수익을 제공합니다. 디지털로 전환하는 데 도움이 되는 주요 동인 중 하나는 비즈니스 향상 데이터 서비스 및 애플리케이션을 라디오 시스템에 추가하는 것입니다.


DMR에서 달성한 채널 용량의 두 배는 데이터 응용 프로그램을 추가하는 열쇠이기도 합니다. 기존 음성 서비스 품질을 유지하려면 추가 데이터 트래픽 용량을 사용할 수 있어야 합니다. 이는 시스템이 지속적으로 업데이트된 위치를 유지하기 위해 많은 수의 메시지를 생성할 수 있는 자동 차량 포지셔닝과 같은 응용 분야에서 특히 중요합니다. 비즈니스 사용자에게 매우 유용한 도구일 수 있지만 음성 서비스에 부정적인 영향을 미치지 않으면 추가 용량을 제공해야 할 수 있습니다. DMR 구현은 필요한 추가 용량을 간단하고 깨끗하게 제공할 수 있습니다.


듀얼 소켓 TDMA 애플리케이션의 향후 로드맵에는 데이터 속도를 9.6kb/s로 효과적으로 두 배로 늘리거나 두 슬롯을 함께 사용하여 전체 이중, 전화 통화(예: 비공개 통화)를 사용할 수 있는 두 개의 슬롯을 일시적으로 결합하는 기능이 포함됩니다. FDMA 라디오는 추가 트랜시버를 추가하고 추가 라이센스 채널을 사용하지 않고는 이러한 기능을 제공할 수 없습니다. 이는 단일 6.25kHz FDMA 채널에 통신 경로가 있기 때문입니다. 인간만 말할 수는 있지만 두 개는 말할 수 없지만 음성이나 데이터를 동시에 전송할 수는 없지만 데이터 속도는 6.25 kHz 채널의 단일 4.8kb/s로 제한됩니다.


고급 제어 기능


DMR 표준은 역채널 시그널링에 두 번째 슬롯을 사용할 수 있으며, 첫 번째 채널이 호출중일 때 신호 형태의 명령이 두 번째 슬롯 채널의 라디오로 전송됩니다. 이를 통해 우선 전화 제어, 송신 라디오 또는 비상 호출 선점의 원격 제어를 실현하고 무선 시스템의 운영자에게 정확한 제어 및 유연성을 제공합니다. FDMA 시스템은 스펙트럼 채널당 하나의 경로로 제한되므로 유사한 기능을 제공할 수 없습니다.


우수한 오디오 성능


DMR 디지털 기술은 특히 전송 범위의 가장 먼 가장자리에서 아날로그보다 더 넓은 범위에서 더 나은 노이즈 억제 및 음성 품질을 유지할 수 있습니다. 이는 표준을 개발할 때 전방 오류 보정(FEC) 및 순환 중복 검사(CRC) 인코더를 선택하기 위해 많은 노력을 기울였기 때문입니다. 이러한 인코더는 비트를 분석하여 오류를 감지하면 무선 감지를 수신하고 전송 오류를 자동으로 수정합니다. DMR 표준은 14개 이상의 서로 다른 인코더를 지정하며, 각 인코더는 서로 다른 유형의 트래픽과 호환됩니다. 인코더 및 기타 기술을 사용하여 디지털 프로세싱은 노이즈를 필터링하고 성능이 저하된 전송에서 신호를 재구성할 수 있습니다.



어떤 디지털 시스템이 최고의 커버리지를 제공하는지에 대한 논란이 있습니다. 12.5kHz 또는 6.25kHz 채널을 기반으로 하는 시스템. 둘 다 장점과 단점이 있습니다. 6.25kHz를 기반으로 하는 시스템은 6.25kHz 채널에서 여러 개의 고출력 전송을 스펙트럼으로 압축할 때 각 전송의 변조 신호를 매우 엄격하게 제한해야 하기 때문에 단점이 있습니다. 기술적으로 신호 편차를 감소; 스펙트럼의 다음 채널에서 간섭을 일으킵니다. 신호 편차의 이러한 제한은 신호가 약할 때 수신기가 하나 또는 0을 보내는지 여부를 구별할 수 적다는 것을 의미합니다(즉, 시스템 범위의 가장자리에서). 이론적으로, 이것은 6.25 kHz 시스템의 범위에 영향을 미칠 것입니다.


일부 규제 기관은 또한 6.25 kHz FDMA 시스템에 사용되는 중계기의 전력을 12.5kHz DMR 시스템에 사용할 수 있는 중계기의 전력의 50%로 제한하며, 사용자는 주어진 12.5kHz 스펙트럼 리피터에서 6.25kHz 2대를 운용하고자 합니다. 이는 스펙트럼 단위당 총 전력 레벨이 유지되도록 하기 위해 수행됩니다. 이러한 제한은 범위에도 영향을 줄 수 있습니다. DMR 시스템은 또한 전방 오류 보정 프로토콜의 우수한 구현의 이점을 누릴 수 있습니다. 그러나 FDMA 시스템은 6.25kHz 채널의 경우 노이즈 플로어가 12.5kHz 채널의 소음 층보다 낮다는 사실에서 이점을 얻을 수 있습니다.