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dPMR白皮书
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dPMR 是数字无线电协议, 通过使用低成本、低复杂性技术专门针对高度功能性的解决方案


dPMR 是一种窄带(6.25kHz)FDMA 技术100%数字化,提供多种形式的语音和/或数据应用。更多>>



 

什么是dPMR - 30分钟的介绍从这里开始…

dPMR 是数字无线电协议,通过使用低成本、低复杂性技术专门针对高度功能性的解决方案。dPMR 是一种窄带(6.25kHz)FDMA 技术,100%数字化,提供多种形式的语音和/或数据应用。
在TS102 490 和 TS102 658 ETSI标准中规定的 FDMA 协议,对于在6.25kHz通道里的使用符合欧洲协调标准EN301 166-2。


dPMR 存在于一个功能级别范围内:

dPMR446

这是形式最简单的dPMR ,仅有点对点的操作,没有基站或中继器。由于本设备是在免许可证的状态下操作,它必须遵循类似于对模拟等效PMR446的限制。
这些限制是:射频功率限制在0.5瓦并仅允许手持设备。频率分配仅高于PMR446所用的频率并运行在 446,100 到 446,200 MHz。 自然,由于 6.25 kHz 的频率复用,dPMR446 提供PMR446的双倍的数量或通道。

dPMR446 设备具有语音和数据两种操作模式,使用一个简化的寻址系统,可看作类似于用在PMR446 里的CTCSS ,或类似于由功能齐全的TS102 658 型 dPMR 电台所使用的扩展寻址系统。

除了提供语音和数据,dPMR446 协议也支持语音+ 数据的结合,所以,有可能将数据嵌入语音呼叫或自动将其附加在一个呼叫的末尾。这意味着dPMR446 可提供所有常见的语音服务,加上文本报文发送(短信)、状态信息文本、嵌入式数据,如GPS定位等。

dPMR 模式 1

这是dPMR 的点对点模式(没有中继器或基础设施),但是没有免许可证的同类产品的限制。它可运行所有典型的授权 PMR 频带并且没有dPMR446的射频功率限制。


除了提供语音和数据,dPMR446 模式1也支持语音+ 数据的结合,所以,有可能将数据嵌入语音呼叫或自动将其附加在一个呼叫的末尾。


dPMR 模式 1 可被视为 dPMR446的高级版本。当然,通过对一个具有与dPMR446 电台相同频率和颜色代码和地址模式的dPMR 模式 1 电台进行编程,有可能使这两个电台进行通讯。


正如对于dPMR446一样,dPMR 模式1 协议也支持语音+ 数据的结合,所以,有可能将数据嵌入语音呼叫或自动将其附加在一个呼叫的末尾。这意味着dPMR446 可提供所有常见的语音服务,加上文本报文发送(短信)、状态信息文本、嵌入式数据,如GPS定位等。


免许可证限制的去除意味着dPMR 模式 1 也可提供像优先和紧急呼叫、以及插入呼叫这样的功能。


dPMR 模式 2

在dPMR 模式 2功能级别里,添加了中继器和基础设施 。这带来了额外的功能,例如,可以是基于IP或仅仅是模拟的网络接口。覆盖区域大为增加,当使用了多个中继器时,更是如此。这些多个中继器可由动态信道选择进行管理,或者它们可以是使用来自dPMR 模式 2 协议的特定功能的共信道广域。


再次,dPMR 模式 2 可提供模式 1 协议的所有基本功能,还具有能超出网络的无线部分进行接口的额外好处。IP 连接性将允许集团用户将其它办公室、地区甚或国家的基于个人电脑的终端都包括进来。同一接口可从一个固定的连接对一个基站或中继器进行远程控制。

dPMR 模式 3

无线电网络的管理开始于对希望进行连接的电台进行身份验证。当双方都已应答了呼叫请求时,由基础设施进行呼叫设置,确保了电台资源的最佳使用。呼叫可转移到其它电台、座机号码,或者甚至是 IP 地址。管理这些信标通道的基础设施可能能够对另一无线电台进行呼叫,无论那个电台是使用同一基站还是网络内的另一基站。


由于通讯频道的分配是动态进行的,该系统能通过动态修改所允许的呼叫时间进一步优化流量。可以临时地或永久地封锁未能通过验证的电台。该系统将允许授权电台进行优先或紧急呼叫,比进行非紧急呼叫的用户优先使用频道。凡是呼叫请求超出了容量,系统可对这些呼叫进行排队直到资源可用。


除了少量的例外、以及由信标通道基础设施实施的几个额外的功能,在模式1和2中所具有的所有服务和功能都可以实现。

dPMR 模式 3 是最终步骤,在此步骤里该协议的所有可能的功能性都具备。模式 3 可提供 完全由每个广播站的特定信标通道管理的多通道、多点广播网络。这确保了频谱的最佳使用和无线电通信的最佳密度。


 

语音编解码器

dPMR 与其它全数字无线电系统相同之处在于不传输模拟语音信号。
所传输的语音信号必须转换为数字并且该过程由声码器完成。 为了确保 dPMR的所有类型和模式将实现互通,显然必须使用相同的编码方式。
鉴于此,dPMR dPMR协会对合适的编码器技术进行评估并选择所有的 dPMR 电台都可使用的标准编码方式。
用户现在可以确定的是,所有经dPMR 批准的无线电设备都可对所有类型的语音信号进行操作。
对于某些特殊应用,通过dPMR协议执行包含多个编码方式的设备当然也是可行的。并且该设备所提供的标准编码方式,那么他也必须符合dPMR协议标准。

 

dPMR 技术优势

从不过于技术化的角度讲,FDMA (频分多址) 与 TDMA (时分多址) 之间的基本区别在于一个通道的定义以及是如何使用(接入)该通道的。在 FDMA里,使用在一个特定频率(如:150.000MHz)的一个 特定的带宽(如:6.25kHz)) 来定义一个通道。基本上,以这种方式分配通道已经几十年了。TDMA,对于带宽和频率适用相同的原则,但是信号被分成时段,时段使通道在相同的带宽里,如,在一个12.5kHz通道里的两个6.25kHz '等同'通道里,具有'额外的' 容量。图形说明见下图。

 

到现在为止,TDMA 曾经在更宽的通道间隔的通道上,如,25kHz上,更为频谱高效,举例来说,两三个用户可以像一个FDMA 通道的用户一样接入相同的带宽。然而,在新开发的窄带6.25kHz FDMA技术如dPMR的情况下,这与2-时段12.5kHz TDMA 技术二者都在频谱效率方面达到同样的结果。

TDMA 和 FDMA技术通过不同的方法都达到相同的6.25kHz窄带容量。不同在于:FDMA 系统是'真的' 6.25kHz通道,而TDMA 系统是通过在12.5kHz 带宽里的时段提供'等同于'6.25kHz 通道。12.5kHz被认为是当前窄带标准的信道间隔,从这个角度看,这两个系统都达到了所谓的"加倍容量"。不同之处在于,无论是在有或是没有基础设施的情况下使用,FDMA 系统总是加倍的容量。而对于 TDMA,加倍的容量仅在中继器对时段进行同步、并且两个用户在相同的地理区域里同时接入相同的中继器时才能达到。

要查看频谱使用图,请点击以下缩略图。

 

  • FDMA-Digital-Mode
  • TDMA-Diagram 2
  • TDMA-Diagram 3
 
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从理论上讲,在相同条件下,当以相同的输出功率进行传输时,FDMA 系统的通道宽度越窄,与12.5kHz TDMA (或 FDMA)系统相比,信号能及的覆盖范围将会越大。这是因为任何接收机的噪音本底与过滤器带宽是成正比的,因而带宽越小能接收的信号越小。在现实世界使用中,各种因素,例如地形、基站的天线高度以及周围建筑物等都影响覆盖范围,所以,如果没有特定的比较试验,一个系统不能声称比另外一个系统更好。可以声称的是,当与一个模拟调频信号相比较时,数字信号在通讯范围的边缘轻松地优于模拟信号,因而在一个更大的总面积内提供了更可靠的音频,即使覆盖面与模拟调频信号相同

要查看覆盖图,点击以下缩略图。

  • Coverage-Digital-Versus-Analog
 

一个竞争的TDMA 系统的制造商声称在数字模式里电池寿命提高了40%,因为无线电仅在一半的时间(即一个时段)里进行传输。而只有市场反馈才将证明这是真是假,到今天为止,我们仍未能在公开的文献里找到在实际传输功耗方面的任何数字来对这一声称做出任何准确的判断。因此,用户不能计算在数字模式里是否电池寿命真的有任何提高。正如在”覆盖范围”里所解释的,在FDMA 系统里,噪音分量的降低以及信道带宽的更窄提高了接收机的灵敏度。因此,有可能以降低了的功率进行传输,从而节省电池寿命,从而能延长电台的使用时间。