DMR (Digital Mobile Radio) 시스템이 어떻게 기능하는지에 대한 명확한 기술적 설명. 이 가이드는 전문적인 양방향 디지털 라디오를 가능하게하는 TDMA 기술, 음성 코딩, 데이터 전송 및 네트워크 아키텍처를 분해합니다.
전문 및 아마추어 양방향 통신의 세계에서 디지털 모바일 라디오 (DMR) 는 강력하고 효율적이며 기능이 풍부한 표준으로 부상했습니다. DMR은 아날로그 FM의 딱딱하고 정적 인 것을 넘어 더 명확한 오디오, 향상된 기능 및 붐비는 라디오 스펙트럼의 더 나은 사용을 제공합니다. 그러나이 디지털 마법은 실제로 어떻게 발생합니까? 이 가이드는 DMR 라디오를 작동시키는 핵심 기술 원칙을 탐구합니다.
디지털 재단: 사운드 웨이브에서 데이터 패킷으로
아날로그에서 DMR로의 근본적인 전환은 음성을 연속 파형에서 이산 디지털 데이터로 변환하는 것입니다. 다음은 단계별 프로세스입니다.
1. 음성 샘플링 및 디지털화: DMR 라디오의 마이크에 대고 말하면 음성을 나타내는 아날로그 전기 신호가 코더 디코더 또는 코덱에 공급된다. DMR에 사용되는 기본 코덱을 AMBE + 2 라고합니다.™. 이 코덱은 초당 수천 번 음성을 샘플링하고이 샘플을 디지털 1 과 0 의 스트림으로 변환합니다. 이 프로세스는 음성 데이터를 효율적으로 압축하여 음성 품질을 보존하는 것을 목표로 하면서 더 적은 대역폭을 요구한다.
2. 오류 수정: 이것은 디지털 시스템의 중요한 장점입니다. 디지털 음성 스트림은 FEC (Forward Error Correction) 로 처리된다. FEC는 여분의 중복 데이터 비트를 스트림에 추가합니다. 무선 신호가 전송 중에 간섭, 페이드 또는 노이즈를 만나면 수신 라디오는이 중복 데이터를 사용하여 오류를 감지하고 수정할 수 있으며 종종 원래 데이터를 완벽하게 재구성 할 수 있습니다. 이것이 DMR 오디오가 점점 더 시끄러운 아날로그와는 달리 커버리지 가장자리까지 선명하게 들릴 수있는 이유입니다.
시스템의 심장: TDMA (시간 분할 다중 액세스)
이것은 DMR 표준의 정의 기술입니다. DMR은 Two-Slot Time Division Multiple Access (TDMA) 라는 방법을 사용한다.
* 분할 된 채널: 단일 전통적인 12.5 kHz 무선 주파수 채널을 상상해보십시오. 하나의 대화가 전체 채널을 연속적으로 사용하게 하는 대신에, TDMA는 채널을 2 개의 교번하는 시간 슬롯으로 분할한다.
* 디지털"스위치": 각 시간 슬롯은 30 밀리 초 길이이며, 그들은 연속적으로 번갈아 가며. 슬롯 1 은 매우 빠른 속도로 슬롯 2 를 전송 한 다음 슬롯 1 로 다시 전송합니다.
* 두 가지 논리 경로: 이것은 하나의 물리적 주파수에서 두 개의 완전히 독립적 인 논리 채널을 만듭니다. 슬롯 1 은 하나의 대화 (또는 데이터 세션) 를 수행 할 수 있지만 슬롯 2 는 동시에 다른 대화를 전달합니다. 이것은 레거시 아날로그 시스템에 비해 주파수 쌍의 용량을 즉시 두 배로 늘립니다.
건축: DMR Tiers 이해
DMR은 다른 시스템 스케일을 설명하는 세 가지 계층으로 정의됩니다.
* Tier I: 특정 주파수에서 라이센스가없는 저전력 장치를 다룹니다. 일반적으로 TDMA 또는 고급 네트워킹을 사용하지 않는 가장 간단한 형식입니다.
* Tier II: 이것은 허가 된 전문 및 상업 시스템 (예: 보안, 물류 또는 공장) 및 아마추어 라디오 사용을위한 가장 일반적인 계층입니다. 기존 중계기를 사용하여 VHF 및 UHF 대역에서 작동합니다. Tier II는 전술한 2-슬롯 TDMA 기술을 완전히 이용한다. Tier II 중계기는 한 시간 슬롯에서 신호를 수신하고 다른 시간 슬롯에서 모두 동일한 주파수 쌍으로 신호를 재전송하여 한 번에 두 대화를 효과적으로 관리하는 정교한 장치입니다.
* Tier III: 이것은 트렁크 시스템 아키텍처입니다. 다수의 채널 (각각 2 개의 TDMA 슬롯을 갖는) 이 함께 모인다. 제어 채널은 네트워크를 관리하여 사용자에게 모든 사용 가능한 주파수에서 자유 시간 슬롯을 동적으로 할당합니다. 이것은 도시 전체의 공공 안전 또는 유틸리티 네트워크와 같은 대규모 다중 사이트 시스템에 사용되어 수백 명의 사용자의 효율성을 극대화합니다.
통화 중에 무슨 일이 발생합니까? Tier II 예
간단한 직접 모바일-모바일 통화 (심플 렉스) 를 따르십시오.
1. Push-To-Talk (PTT) 버튼을 누릅니다.
2. 라디오의 코덱은 음성을 디지털화하고 압축합니다.
3. 데이터는 동기화 헤더, 라디오의 고유 ID (다른 라디오는 누가 호출하는지 알 수 있음) 및 오류 수정 음성 데이터를 포함하여 DMR 프레임으로 포맷됩니다.
이 프레임은 선택된 주파수 상에서 2 개의 TDMA 타임 슬롯 (예를 들어, 슬롯 1) 중 하나에서 전송된다.
5. 동일한 시간 슬롯 구조에 동기화 된 수신 라디오는 슬롯 1 동안 청취합니다. 데이터를 캡처하고 FEC를 사용하여 전송 오류를 수정하고 디지털 음성 데이터를 다시 아날로그 파형으로 디코딩하고 스피커를 통해 재생합니다.
리피터 (이중) 를 사용할 때 프로세스는 비슷하지만 라디오는 중계기의 입력 주파수에서 한 시간 슬롯으로 전송합니다. 중계기는 그것을 수신하고, 출력 주파수의 * 다른 * 시간 슬롯에서 즉시 다시 전송하여 범위를 크게 확장합니다. 해당 시간 슬롯에서 해당 대화 그룹을 듣는 모든 라디오가 전화를 듣게됩니다.
음성을 넘어서: 데이터 및 신호
DMR의 디지털 특성으로 음성과 동일한 채널에서 통합 데이터 서비스가 가능합니다.
* 짧은 메시지: 라디오 사이에 문자 메시지를 보냅니다.
* GPS 위치: 디스패치 맵에서 실시간 추적을위한 위치 데이터를 전송합니다.
* 원격 측정: 장비의 원격 모니터링 및 제어.
* 발신자 ID 및 상태 메시징: 누가 호출하고 있는지 확인하거나 사전 설정된 상태 알림 (예:"작업 완료") 을 보냅니다.
* 토크 그룹: 이것은 기본적인 DMR 개념입니다. 주파수에서 모든 라디오를 호출하는 대신 디지털 토크 그룹에 라디오를 할당합니다. 귀하의 전화는 talkgroup ID로 태그가 지정되며 해당 ID를 듣기 위해 프로그래밍 된 라디오 만 듣게됩니다. 이것은 서로 지나치지 않고 동일한 주파수를 공유하는 사용자들의 논리적 그룹화 (예를 들어, 유지 보수, 보안, 관리) 를 허용한다.
DMR vs. 아날로그: 실용적인 차이점
* 오디오 품질: DMR은 적절한 신호 조건에서 배경 잡음없이 일관되고 명확한 오디오를 제공합니다.
* 스펙트럼 효율: TDMA는 12.5 kHz 채널 당 두 번의 대화를 허용하며 아날로그 FM을 통해 100% 용량 이득을 제공합니다.
* 배터리 수명: TDMA 라디오는 할당 된 슬롯에서만 (연속적이지 않음) 전송하기 때문에 대화 중에 송신기가 약 50% 덜 활성화되어 배터리 수명이 상당히 길어집니다.
* 향상된 기능: 통합 데이터, 문자 메시지 및 고급 네트워킹은 디지털 형식에 고유합니다.
결론적으로, DMR 라디오는 음성을 강력하고 오류 정정 된 디지털 데이터로 변환 한 다음 독창적 인 TDMA 타이밍을 사용하여 두 개의 동시 대화 사이에 단일 주파수 채널을 공유함으로써 작동합니다. 디지털 선명도, 스펙트럼 효율 및 내장 데이터 기능의 이러한 조합은 왜 DMR이 현대 전문 이동 통신의 글로벌 표준이 되었는지를 설명합니다.
