명확한 커뮤니케이션과 효율적인 스펙트럼 사용이 가장 중요한 시대에 DMR (Digital Mobile Radio) 은 전문 및 상업 사용자를위한 선도적 인 기술로 부상했습니다. 그러나 전통적인 아날로그 라디오와 정확히 구별되는 것은 무엇입니까? 대답은 정교하면서도 우아한 디지털 디자인에 있습니다. 이 기사에서는 DMR 라디오가 작동하는 방식에 대한 기본 원칙을 포괄적으로 살펴보고 핵심 구성 요소와 프로토콜을 분석합니다.
# 아날로그 파도에서 디지털 패킷까지
DMR의 가장 근본적인 변화는 아날로그 음파에서 디지털 데이터 스트림으로 음성을 변환하는 것입니다. DMR 라디오의 마이크에 대고 말하면 장치가 즉시 음성을 디지털화합니다.
1. 샘플링 및 디지털화: 음성의 아날로그 신호는 초당 수천 번 샘플링됩니다. 각 샘플에는 특정 이진 값 (1 과 0 의 시리즈) 이 할당됩니다. 이 프로세스는 음성의 고충실도 디지털 표현을 만듭니다.
2. AMBE와 음성 인코딩: 이 원시 디지털 데이터는 여전히 효율적인 무선 전송을 위해 상당히 큽니다. DMR은 Advanced Multi-Band Excitation (AMBE + 2) 이라는 특수 음성 코덱을 사용합니다.™). 이 코덱은 디지털 음성 데이터를 매우 효율적인 패킷으로 압축하여 오디오 품질을 크게 손상시키지 않고 중복 정보를 제거합니다. 이것이 DMR 오디오가 배경 잡음에 덜 민감하기 때문에 적은 볼륨에서도 선명하고 선명하게 들리는 이유입니다.
이 디지털 데이터로의 변환은 DMR의 모든 고급 기능을 가능하게하는 기초입니다.
# TDMA의 마법: 하나에 두 개의 채널
이것은 DMR 기술의 중심이며 가장 중요한 효율성 혁신입니다. DMR은 Two-Slot Time Division Multiple Access (TDMA) 라는 방법을 사용한다.
TDMA를 이해하려면 단일 무선 주파수를 고속도로로 상상해보십시오. 아날로그 FM 신호는 전체 고속도로를 차지하는 하나의 넓은 트럭과 같습니다. 한 번에 하나의 대화 만 해당 고속도로를 여행 할 수 있습니다.
그러나, DMR은 이 단일"고속도로"(주파수) 를 2 개의 가상"레인"(시간 슬롯) 으로 분할한다. 놀라운 속도와 정밀도로 이것을합니다.
* 슬롯 1 은 30 밀리 초 동안 활성화되어 디지털 데이터 패킷을 전송합니다.
* 시스템은 다음 30 밀리 초 동안 슬롯 2 로 전환됩니다.
* 이주기는 초당 50 번 반복됩니다.
이 전환은 매우 빠르게 발생하여 사용자에게 동일한 주파수에서 동시에 두 개의 완전히 독립적 인 대화가 발생하는 것처럼 느껴집니다. 각 시간 슬롯은 별도의 음성 통화, 데이터 메시지 또는 GPS 위치를 전달할 수 있습니다.
결과? DMR 시스템은 전통적인 아날로그 시스템에 비해 사용 가능한 스펙트럼의 용량을 효과적으로 두 배로 늘 렸습니다. 즉, 비즈니스는 동일한 수의 사용자를 지원하기 위해 더 적은 수의 중계기 및 라이선스가 필요하므로 상당한 비용 절감 및 운영 효율성이 있습니다.
# DMR 구조의 세 가지 계층
ETSI (European Telecommunications Standards Institute) 에 의해 정의 된 DMR 표준은 기능과 응용 프로그램을 정의하는 세 가지 계층으로 구성됩니다.
계층 I: 직접 모드 작동
이것은 유럽의 446 MHz 대역과 같은 일부 지역에서 저전력 무면허 장비에 사용되는 가장 간단한 형태의 DMR입니다. 계층 나는 중계기와 같은 인프라없이 무선 통신을 포함합니다. 짧은 거리에서 간단한 레크리에이션 사용 또는 현장 통신에 적합합니다.
Tier II: 기존 시스템
Tier II는 전문적이고 상업적인 사용자를위한 가장 일반적인 구현입니다. 라이센스가 부여 된 기존 무선 주파수 (예: VHF 또는 UHF) 를 사용하며 직접 모드와 중계기를 통해 모두 작동 할 수 있습니다. 2 슬롯 TDMA 기술은 여기에서 완전히 활용됩니다. Tier II 중계기는 두 개의 개별 사용자 그룹을 동시에 처리하여 용량을 크게 향상시킬 수 있습니다. 이 계층은 보안 팀, 이벤트 코디네이터, 제조 층 및 환대 서비스에 이상적입니다.
Tier III: 트렁크 시스템
Tier III는 가장 진보되고 복잡한 형태의 DMR을 나타냅니다. 트렁크 시스템에서 주파수 풀은 중앙 컨트롤러에 의해 관리됩니다. 사용자가 호출을 원할 때, 제어기는 풀로부터 이용 가능한 주파수 상에서 이용 가능한 타임 슬롯을 자동으로 할당한다. 이는 상용 셀룰러 네트워크와 유사한 원활한 채널 액세스를 통해 수천 명의 사용자를 지원할 수있는 매우 효율적인 광역 네트워크를 만듭니다. Tier III는 대규모 유틸리티, 공공 안전 기관 및 도시 전역의 대중 교통 시스템에서 사용됩니다.
# 디지털 프로토콜에서 지원하는 주요 기능
기본 디지털 데이터 스트림은 순수 아날로그 FM으로 달성하기 어렵거나 불가능한 기능을 허용합니다.
* 개인 및 그룹 호출: 모든 DMR 라디오에는 고유 한 라디오 ID가 있습니다. 이를 통해 기존 그룹 호출 (대화 그룹) 외에도 특정 개인 (개인 전화) 을 호출 할 수 있습니다. 전체 채널을 중단하지 않고 한 사람을 페이지 할 수 있습니다.
* 향상된 개인 정보 보호: 군사 등급 암호화는 아니지만 DMR은 기본 개인 정보를 지원합니다. 오디오가 디지털이기 때문에 다양한 알고리즘을 사용하여 스크램블 할 수 있습니다. 동일한 키로 프로그래밍 된 라디오가 없으면 전송은 단순히 디지털 노이즈처럼 들립니다.
* 통합 데이터 응용 프로그램: 디지털 프로토콜은 기본적으로 데이터 전송을 지원합니다. 이를 통해 라디오 간의 텍스트 메시징, GPS 위치 추적 및 매핑, 모니터링 장비를위한 원격 원격 측정과 같은 기능을 사용할 수 있습니다.
* 향상된 배터리 수명: Tier II 라디오는 할당 된 30 밀리 초 슬롯에서만 전송하므로 대화 중 50% 동안 활성화되지 않습니다. 이"펄스"전송은 배터리의 드레인을 감소시켜 아날로그 라디오에 비해 동작 시간이 상당히 길어집니다.
# A 전형적인 DMR 통신 흐름
하나의 중계기를 통과하는 두 개의 개별 대화가 포함 된 실용적인 시나리오에서 모두 함께 정리해 보겠습니다.
1. 사용자 A (토크 그룹 1) 는 PTT (Push-to-Talk) 버튼을 누릅니다. 그들의 라디오는 특정 주파수에서 Time Slot 1 을 사용하도록 프로그래밍되어 있습니다.
2. 라디오는 사용자 A의 음성을 디지털화하고 압축 한 다음 할당 된 시간 슬롯 동안 버스트로 중계기로 전송합니다.
3. 중계기는 슬롯 1 에서 데이터를 수신하고 즉시 더 높은 전력으로 데이터를 재전송합니다. 한편, 사용자 B (Talkgroup 2) 는 또한 그들의 PTT를 누를 수 있다. 그들의 라디오는 타임 슬롯 2 를 사용하도록 프로그래밍되어 있습니다.
4. 중계기는 사용자 A (슬롯 1) 와 사용자 B (슬롯 2) 의 데이터를 원활하게 인터리빙하여 두 대화를 포함하는 단일 신호를 방송합니다.
5. 슬롯 1 에서 Talkgroup 1 을 듣는 모든 라디오는 사용자 A를 듣고 슬롯 2 에서 Talkgroup 2 를 듣는 모든 라디오는 사용자 B를 듣습니다. 두 그룹은 서로의 대화를 전혀 알지 못합니다.
DMR은 단순한"디지털 아날로그"이상입니다. TDMA를 두 배 용량, 디지털 오디오를 활용하여 선명도를 높이고 데이터 친화적 인 구조로 현대적인 통신 기능을 가능하게하는 강력하고 스펙트럼에 정통한 프로토콜입니다. 음성을 효율적인 데이터 패킷으로 변환하고 전송 시간을 줄임으로써 DMR은 오늘날의 전문 사용자의 까다로운 요구를 충족시키는 강력하고 비용 효율적이며 확장 가능한 솔루션을 제공합니다. AMBE 코덱에서 2 슬롯 TDMA의 우아함에 이르기까지 이러한 핵심 원칙을 이해하면이 기술이 효율적이고 신뢰할 수있는 중요한 통신을위한 글로벌 표준이 된 이유를 알 수 있습니다.
