ในโลกที่มีความสัมพันธ์กันมากขึ้นการสื่อสารที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพเป็นสิ่งสำคัญยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมความปลอดภัยสาธารณะและผู้ที่ชื่นชอบวิทยุมือสมัครเล่น วิทยุมือถือดิจิตอล (DMR) ได้กลายเป็นมาตรฐานชั้นนำที่มีข้อดีที่สำคัญกว่าระบบอะนาล็อกแบบดั้งเดิม แต่ DMR คืออะไรและทำงานอย่างไร? บทความนี้แบ่งเทคโนโลยีที่อยู่เบื้องหลัง DMR อธิบายหลักการหลักสถาปัตยกรรมและกลศาสตร์การดำเนินงานในวิธีที่เข้าถึงได้
หลักการหลัก: จากคลื่นอนาล็อกไปยังแพ็คเก็ตดิจิตอล
ด้วยหัวใจ DMR เป็นมาตรฐานวิทยุดิจิตอลที่กำหนดโดยสถาบันมาตรฐานโทรคมนาคมยุโรป (ETSI) การเปลี่ยนแปลงพื้นฐานจากอนาล็อกเป็นดิจิตอลเป็นกุญแจสำคัญแรกในการทำความเข้าใจการดำเนินงาน แทนที่จะส่งเสียงของคุณเป็นคลื่นวิทยุที่แตกต่างกันอย่างต่อเนื่อง (ซึ่งไวต่อเสียงรบกวนสถิตและการย่อยสลาย) DMR จะแปลงเสียงของคุณให้เป็นสตรีมข้อมูลไบนารีและศูนย์
กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วยตัวแปลงสัญญาณ (ตัวถอดรหัสรหัส) โดยปกติแล้ว Ambe + 2™ตัวแปลงสัญญาณใน dmr. เมื่อคุณพูดลงในไมโครโฟนตัวแปลงสัญญาณจะเป็นตัวอย่างเสียงของคุณบีบอัดและแปลงเป็นสตรีมข้อมูลดิจิทัลที่มีประสิทธิภาพ การแปลงดิจิตอลนี้เป็นรากฐานสำหรับประโยชน์ของ DMR: เสียงที่ชัดเจนที่ขอบของความคุ้มครองการปฏิเสธเสียงรบกวนโดยธรรมชาติและความสามารถในการพกพาทั้งเสียงและข้อมูลพร้อมกัน
เครื่องยนต์: การแบ่งเวลาสองช่องหลายช่อง (TDMA)
คุณลักษณะทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดของ DMR คือการใช้การแบ่งเวลาการเข้าถึงหลาย (TDMA) นี่คือกลไกอันชาญฉลาดที่เพิ่มความจุของช่องสัญญาณวิทยุเป็นสองเท่า
ลองนึกภาพความถี่วิทยุเดียว (เช่น145.000 MHz) เป็นทางหลวง ระบบ FM แบบอะนาล็อกเป็นเหมือนทางหลวงช่องทางเดียว: การสนทนาเพียงครั้งเดียวสามารถเดินทางได้ในแต่ละครั้ง เทคโนโลยี TDMA ของ DMR แยก"ทางหลวง"เดียวนี้ออกเป็น"เลน"แบบ slotted สองครั้ง"
นี่คือวิธีการทำงาน:
1.หน้าต่างเวลา30มิลลิวินาที (MS) บนความถี่แบ่งออกเป็นสองช่อง30มิลลิวินาที
2.ช่อง1มีการสนทนาหนึ่งครั้ง (เช่นผู้ใช้ A ถึง User B)
3.หลังจาก30 MS ระบบจะเปลี่ยนเป็นสล็อต2อย่างรวดเร็วโดยใช้การสนทนาครั้งที่สองที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ (เช่นผู้ใช้ C ไปยัง User D)
4.การสลับนี้เกิดขึ้น167ครั้งต่อวินาทีเพื่อให้รวดเร็วแก่ผู้ใช้ดูเหมือนการสนทนาพร้อมกันสองครั้งในความถี่เดียว
โครงสร้าง TDMA นี้เป็นกระดูกสันหลังของ DMR Tier II (ระบบทั่วไป) และ Tier III (ระบบ trunked) ให้เส้นทางเสียงสองเส้นทางสำหรับค่าใช้จ่ายของคู่ความถี่หนึ่งการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานสเปกตรัม
สถาปัตยกรรม: ทำความเข้าใจชั้น DMR
DMR จัดเป็นสามชั้นโดยแต่ละชั้นกำหนดมาตราส่วนและความซับซ้อนในการใช้งานต่างกัน:
* Tier I: ครอบคลุมอุปกรณ์ที่ไม่มีใบอนุญาตและใช้พลังงานต่ำ (เช่นเครื่องส่งรับวิทยุสำหรับผู้บริโภค) ที่ใช้งานในย่านความถี่446 MHz มันเป็นเรื่องง่ายโหมดโดยตรง (วิทยุเพื่อวิทยุ) การสื่อสารโดยไม่ต้องทำซ้ำ
* Tier II: นี่เป็นชั้นที่พบมากที่สุดสำหรับการใช้วิทยุมืออาชีพและมือสมัครเล่นที่ได้รับอนุญาต มันเกี่ยวข้องกับเสียงดิจิตอลทั่วไปและบริการข้อมูลโดยใช้ repeaters. ระบบ Tier II ใช้ช่อง TDMA เพื่อเปิดใช้งาน:
* Talkgroups อิสระสองตัวบนตัวทวนสัญญาณหนึ่งตัว
* โหมดตรง (พูดคุยรอบ) สำหรับการสื่อสารวิทยุกับวิทยุโดยไม่ต้อง repeater.
* บริการข้อมูลพื้นฐานเช่นการส่งข้อความสั้นๆ
* Tier III: นี่คือมาตรฐานระบบที่ถูกตัดทอน ในการเดินสายไฟสระว่ายน้ำของความถี่ที่มีอยู่จะถูกจัดการโดยตัวควบคุมกลาง วิทยุขอช่อง (ช่องเวลาบนความถี่) จากตัวควบคุมเฉพาะเมื่อพวกเขาต้องการพูดคุยคล้ายกับวิธีการเครือข่ายเซลลูลาร์ทำงาน นี้จะให้ประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้นสำหรับระบบเชิงพาณิชย์ขนาดใหญ่ที่มีหลายร้อยผู้ใช้
เส้นทางการสื่อสาร: จากปากของคุณไปยังลำโพงของพวกเขา
มาติดตามการโทรระดับ II ทั่วไปผ่านทวนสัญญาณกันเถอะ:
1.การเริ่มต้น: คุณกดปุ่ม Push-to-Talk (PTT) บนวิทยุ DMR ของคุณ วิทยุของคุณกำหนดการโทรของคุณไปยังช่องเวลาที่กำหนด (เช่นสล็อต1) ตาม talkgroup ที่ตั้งโปรแกรมไว้ของคุณ
2.การส่งผ่าน: เสียงของคุณเป็นดิจิตอลและบีบอัดโดยตัวแปลงสัญญาณ ข้อมูลดิจิตอลนี้พร้อมกับสัญญาณการซิงค์แบบดิจิตอลที่ฝังอยู่และข้อมูลการแก้ไขข้อผิดพลาดจะถูกสร้างขึ้นในกรอบข้อมูล เฟรมนี้ถูกส่งไปในระเบิดที่ซิงโครไนซ์กับช่องเวลาที่กำหนดไปยังทวนสัญญาณ
3.บทบาท Repeater: Repeater ได้รับ Burst บนความถี่ของคุณ (ความถี่อินพุต) มันถือข้อมูลแล้ว re-ส่งมันในสล็อตในเวลาเดียวกันแต่ในความถี่เอาท์พุทที่แตกต่างกันอย่างมากขยายช่วง
4.การรับ: วิทยุทั้งหมดฟัง talkgroup ของคุณบนสล็อต1ได้รับข้อมูลระเบิด วิทยุของพวกเขาถอดรหัสข้อมูลดิจิทัลใช้การแก้ไขข้อผิดพลาดเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาดในการส่งข้อมูลเล็กน้อยและแปลงสตรีมดิจิตอลกลับเป็นเสียงผ่านลำโพง
นอกเหนือจากเสียง: ความสามารถในการใช้ข้อมูลแบบบูรณาการ
เนื่องจาก DMR ส่งข้อมูลเป็นข้อมูลตั้งแต่เริ่มต้นจึงรวมบริการข้อมูลได้อย่างลงตัว:
* วิทยุ ID และโทรแสดง: วิทยุแต่ละมี ID ดิจิตอลที่ไม่ซ้ำกันแสดงบนวิทยุที่ได้รับ
* การส่งข้อความสั้นๆ: ผู้ใช้สามารถส่งและรับข้อความที่เหมือน SMS ได้
* การติดตามตำแหน่ง GPS: สามารถฝังข้อมูลตำแหน่งไว้ในสัญญาณได้ทำให้สามารถตรวจสอบตำแหน่งแบบเรียลไทม์บนแผนที่เพื่อจัดส่งได้
* Telemetry: การตรวจสอบระยะไกลและการควบคุมเซ็นเซอร์และอุปกรณ์เป็นไปได้
ข้อดีหลักเหนือ Analog FM
การทำงานของ TDMA แบบดิจิตอลแปลเป็นประโยชน์ที่จับต้องได้:
ประสิทธิภาพสเปกตรัมที่ดีขึ้น: สองเส้นทางเสียงต่อช่อง12.5 kHz.
* คุณภาพเสียงที่เหนือกว่า: เสียงที่ชัดเจนและสม่ำเสมอซึ่งช่วยขจัดเสียงรบกวนรอบข้างและไฟฟ้าสถิตเหลือที่ชัดเจนจนกว่าสัญญาณจะหายไปอย่างสมบูรณ์
* อายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น: เนื่องจากเครื่องส่งสัญญาณวิทยุใช้งานได้เฉพาะสำหรับช่องเวลาที่กำหนด (ถึง50% ของเวลาสำหรับการสนทนาอย่างต่อเนื่อง) การใช้แบตเตอรี่จะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
* ฟังก์ชันการทำงานที่ได้รับการปรับปรุง: เสียงและข้อมูลในตัว ID ผู้โทรและความเป็นส่วนตัวที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นผ่านการสะดุดพื้นฐาน (หมายเหตุ: ไม่ใช่การเข้ารหัสซึ่งเป็นส่วนเสริมแยกต่างหาก)
ในบทสรุป DMR ทำงานโดยการเปลี่ยนเสียงเป็นแพ็คเก็ตดิจิตอลที่แข็งแกร่งและการสนทนาที่เป็นอิสระสองอย่างอย่างชาญฉลาดลงในสถานีวิทยุเดียวโดยใช้การหั่นเวลาที่แม่นยำ (TDMA) โซลูชันที่หรูหรานี้ควบคุมโดยมาตรฐาน ETSI แบบเปิดให้แพลตฟอร์มที่มีประสิทธิภาพมีประสิทธิภาพมีประสิทธิภาพและมีคุณลักษณะสำหรับการสื่อสารที่สำคัญทั่วโลก ไม่ว่าจะเป็นธุรกิจหน่วยงานความปลอดภัยสาธารณะหรือผู้ประกอบการวิทยุแฮมความเข้าใจหลักการเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าทำไม DMR ได้กลายเป็นรากฐานที่สำคัญของการสื่อสารทางวิทยุสองทางที่ทันสมัย
