Основные преимущества DMR
Основными потребителями систем на базе технологии DMR, как и систем конвенциональной (обычной) радиосвязи, являются предприятия нижнего и среднего сектора экономики, где потребность в средствах профессиональной радиосвязи очевидна и не требует обоснований. К ним относятся предприятия отрасли безопасности (охрана), строительные организации, транспортные службы (такси), а также службы обеспечения и охраны правопорядка (с низкой плотностью абонентов и малым удельным количеством соединений).
Технология DMR в секторе профессиональных средств связи сравнима с появлением компакт-дисков в звукозаписывающей отрасли. Возрастающие требования потребителей к средствам связи уже не ограничиваются лишь их надежностью, а объясняются необходимостью:
- обеспечения защиты радиоэфира от прослушивания;
- организации передачи текстовых сообщений вместе с голосом;
- увеличения разборчивости речи при сильных окружающих акустических помехах;
- увеличения срока непрерывной работы аккумуляторных батарей
Радиоинтерфейс DMR
В основе технологии DMR лежат механизмы TDMA (Time Division Multiple Access – многостанционный доступ с временным разделением каналов), что позволяет разместить два временных интервала на одной частотной несущей с сеткой частот 12,5 кГц. Предполагается реализация решений стандарта DMR не только в классических диапазонах 136 – 174 МГц и 403 – 470МГц, но и в диапазоне 450 – 527 МГц.
На рис. 1 представлена структура радиоинтерфейса стандарта DMR.
Рис. 1. Структура радиоинтерфейса стандарта DMR.
Как видно из рисунка 1 в соответствие с технологией временного уплотнения на одном частотном канале организуются 2 логических канала. Следует отметить, что с точки зрения планирования системы, является то, что в режиме прямой связи (без использования ретранслятора) в настоящее время задействуется лишь один логический канал из двух доступных. В этом случае преимущества прямого режима по отношению к аналоговому режиму в части увеличения канальной емкости не будет.
В рамках стандарта DMR предполагается реализация двух режимов:
- Режим прямой связи (Direct mode) – симплексная связь.
- Режим связи через ретранслятор (Repeater mode) (см. рис. 2) – с поддержкой технологии двухчастотного симплекса с дуплексным разносом, FDD (Frequency Division Duplex). В этом режиме возможны два одновременных независимых голосовых соединения.
На рисунке 2 представлена схема организации связи с использованием ретранслятора. При этом задействуются оба логических канала, что позволяет вести два независимых соединения.
Рис. 2. Принципы организации связи с использованием ретранслятора.
Качество передачи речи
Вокодер с алгоритмом ACELP (линейное предсказание с возбуждением от алгебраической кодовой книги) особенно подходит для использования в условиях сильных акустических помех. Для обнаружения ошибок при передаче в канале радиосвязи и их исправления при канальном кодировании применяется технология Forward Error Correction (FEC).
На рис. 3 представлен сравнительный график ухудшения связи для систем с аналоговой и DMR технологиями. Говоря о дальности связи стоит упомянуть, что достигаемые результаты зависят не только от наличия естественных преград, но и от окружающей электромагнитной обстановки.
Рис. 3. Cравнительный график ухудшения связи для систем на основе аналоговой и DMR технологий.
Основные возможности DMR
Стандарт DMR постоянно совершенствуется, реализуя функциональный набор ранее не характерный для сектора средств конвенциональной радиосвязи. К основным функциональным возможностям цифрового стандарта DMR следует отнести:
- цифровую обработку сигнала;
- управление аккумуляторной батареей;
- приоритетный аварийный вызов;
- улучшенный режим «свободные руки»;
- встроенный приемник GPS сигналов для реализации приложений по контролю местоположения;
- удаленный контроль;
- опциональное шифрование;
- дуплексный вызов (в проекте);
- одновременную передачу голоса и данных (в том числе пакетных)
- работу в аналоговом режиме, что особенно актуально при постепенной миграции аналоговых конвенциональных систем.
Типы вызовов реализуемых в рамках стандарта DMR:
- индивидуальный вызов «радиостанция – радиостанция»;
- групповой вызов «радиостанции – группа радиостанций»;
- групповой вызов «радиостанция – все радиостанции»;
- передача пакетных данных с канальной скоростью 2 кбит/c
Стандарт DMR отличает быстрое установление вызова (до 200 мс) и поддержка режима «поздний вход» для групповых вызовов.
Сравнение DMR с существующими сетями конвенциональной радиосвязи
В таблице 1 представлен сравнительный анализ функциональных возможностей стандарта DMR и классических конвенциональных (аналоговых) сетей для прямого режима и при использовании ретранслятора.
Таблица 1. Типы вызовов и связанные услуги
Характеристика | DMR (режим прямой связи) | Аналоговая сеть (режим прямой связи) | DMR (режим с ретранслятором) | Аналоговая сеть (режим с ретранслятором) |
---|---|---|---|---|
Количество одновременных соединений на одном частотном канале | 1 | 1 | 2 | 1 |
Индивидуальный вызов (абонент – абонент), полудуплекс | • | — | • | — |
Групповой вызов (абонент – группа абонентов) | • | • | • | • |
Аварийный вызов (обслуживание вне очереди) | • | — | • | — |
Передача текстовых сообщений | • | — | • | — |
Определение номера вызывающего | • | — | • | — |
Работа без базового оборудования | • | • | • | • |
Внедрение DMR
В настоящее время существуют две серии оборудования Sepura стандарта DMR — на диапазоны 136...174 МГц и 400...470 МГц. Абонентские терминалы (радиостанции) выпускаются в двух исполнениях — портативном и мобильном. Портативные терминалы (серия SCP: SCP8010, SCP8040, SCP8310,SCP8340) с выходной мощностью 1-5 Вт соответствуют спецификациям IP67, обладают дружественным интерфейсом и удобны в использовании. Мобильные (стационарные) терминалы (сериz SCM: SCM8010, SCM8040) предназначены для монтажа на удаленных точках и транспортных средствах. SCR8000 — ретранслятор с выходной мощностью 1...25 Вт или 25...45 Вт. Полевые испытания оборудования Sepura показали существенный выигрыш по отношению к аналоговым сетям при использовании радиостанций в городских условиях и многолучевом распространения сигнала. Помимо качества связи до 2 раз увеличилось время автономной работы портативных радиостанций, что объясняется принципами работы оборудования стандарта DMR.
На рис. 4 отображена вертикальная модель рынка средств радиосвязи и место в ней оборудования, поддерживающего стандарт DMR.
Рис. 4. Вертикальная модель рынка средств радиосвязи и место, занимаемое DMR.
В заключение можно сказать, что применение решений стандарта DMR на производстве позволит:
- увеличить управляемость в организации (на предприятии)
- повысить безопасность технологического процесса предприятия
- улучшить качество связи и разборчивость речи в тяжелой помеховой обстановке;
- увеличить пропускную способность системы профессиональной радиосвязи
и как следствие повысить экономическую эффективность в целом.
Заложенный в рамках стандарта DMR функционал позволяет реализовать широкий набор решений, в том числе:
- передачу пакетных данных (пропускная способность канала до 2 кбит/c);
- передачу телеметрии;
- передачу текстовых сообщений;
- приложения по контролю местоположения.
Преемственность и совместимость с существующими аналоговыми системами связи позволяет сохранить сделанные ранее инвестиции и заменить парк устаревающих аналоговых абонентских терминалов по мере необходимости.