デジタルプロトコルを使用してDMR無線システムがどのように動作し、クリアなオーディオ、効率的なスペクトルの使用、およびテキストメッセージやGPSなどの高度な機能を提供するかをご覧ください。 DMR階層、タイムスロット、および実世界のアプリケーションについて説明します。
デジタルモバイルラジオ (DMR) は、従来のアナログシステムから効率的なデジタルプロトコルに移行することにより、プロの双方向通信を変革しました。 欧州電気通信規格協会 (ETSI) によって国際規格として開発されたDMRは、オーディオの明瞭さの向上、優れたスペクトル効率、およびアナログシステムに匹敵することのできない統合データサービスを提供します。 DMRがどのように機能するかを理解するには、その基本的な技術原則、ティア構造、および実際の実装を検討する必要があります。
コアテクニカル財団
DMRは、4FSK (4レベル周波数シフトキーイング) デジタル変調方式を使用して動作します。 周波数を連続的に変化させるアナログFMとは異なり、4FSKは、それぞれが2つのバイナリビット (00、01、10、11) を表す4つの正確な周波数状態間をシフトすることによってデータを送信します。 この方法により、DMRは、以前は1つのアナログ会話にしか対応していなかった同じ12.5kHzチャネル帯域幅内でデジタル音声とデータを送信できます。
真のブレークスルーは、DMRのTDMA (Time Division Multiple Access) テクノロジーに由来します。 各12.5kHzチャネルは、2つの交互のタイムスロットに分割され、2つの同時通信経路を効果的に作成する。 これらのスロットは、会話をすばやく切り替えるように動作します。スロット1が送信し、スロット2が送信し、スロット1に戻ります。1秒間に30回サイクリングします。 この容量の倍増は、単一周波数ペアが追加のスペクトルを必要とせずに2倍のユーザーをサポートできることを意味します。
音声変換プロセス
あなたがDMRラジオに話すとき、あなたのアナログの声は重大な変化を遂げます。 オーディオは、毎秒数千回音声をサンプリングするADC (Analog-to-Digital Converter) を通過し、デジタル表現を作成します。 次に、このデータストリームはAMBE 2 (Advanced Multi-Band Excitation) 圧縮され、音声パターンを分析して冗長な情報を削除し、音声認識特性を維持しながら帯域幅要件を削減します。
圧縮されたデジタル音声パケットは、エラー修正データと一緒に割り当てられたタイムスロット中に送信します。 このエラー保護により、DMR受信機は送信の欠陥を検出して修正できるため、アナログシステムで一般的な静的フェードアウトが排除されます。 受信側で、プロセスはDAC (Digital-to-Analog Converter) を介して反転し、遠隔でのアナログ送信を悩ませるノイズの蓄積なしに音声を再構築します。
DMRティア構造
DMR標準は、機能を3つの機能層に編成します。
* Tier I:* インフラストラクチャなしでダイレクトモード (無線から無線) で動作するライセンスフリーの消費者向け機器をカバーします。 これらのデバイスは限られた範囲で動作し、高度な機能がありません。
* Tier II:* 従来のデジタルシステムを備えた主流のプロフェッショナルセグメントを構成します。 Tier IIラジオは、信号を受信および再送信するリピーターを介して動作し、通信範囲を大幅に拡大します。 この層は、個人/グループ通話、SMSメッセージング、GPS位置情報サービスなど、すべてのコアDMR機能をサポートします。
* Tier III:* 複数のチャネルがユーザー間で動的に割り当てられるトランクシステムレベルを表します。 Tier IIIシステムは、無線を利用可能な周波数に自動的に誘導する制御チャネルを採用しており、数百人のユーザーがいる大規模な組織の効率を最大化しています。
高度な機能
DMRのデジタルファンデーションは、基本的な音声通信に加えて、高度な機能を実現します。
-テキストメッセージング: ラジオはSMSのようなテキストメッセージを送受信できるため、音声が実用的でないときにサイレント通信や情報交換が可能になります。
-GPS統合: 位置データは音声と一緒に送信され、ディスパッチソフトウェアを介して人員と資産をリアルタイムで追跡できます。
-強化されたプライバシー: 暗号化ではありませんが、DMRは組み込みのスクランブルを通じて基本的なプライバシーを提供し、多くのシステムは機密通信のためにAES-256暗号化を実装しています。
-テレメトリ: センサーとコントロールポイントからのデータ伝送による機器のリモート監視と制御。
-IPネットワーク接続: DMRネットワークはIPリンクを介して接続でき、複数のサイトと地理的地域にまたがる広域カバレッジシステムを作成します。
実用的なアプリケーション
DMRテクノロジーは、世界中のさまざまなセクターにサービスを提供しています。 製造施設は、生産ライン、保守クルー、およびセキュリティ担当者間の調整にDMRを利用しています。 イベント管理チームは、DMRのグループ通話機能に依存して、大規模な会場全体のセキュリティ、医療、およびロジスティクススタッフを調整しています。 公安機関は明確な音声および緊急警報機能の恩恵を受けていますが、公益事業会社は現場技術者のGPS追跡を評価しています。
アナログシステムとの比较
アナログに対するDMRの利点は、直接比較で明らかになる。 DMRは、カバレッジの端まで一貫したオーディオ品質を維持しますが、アナログ信号は静的の増加とともに徐々に劣化します。 送信機は割り当てられたタイムスロット中にのみアクティブになるため、DMRのバッテリー寿命は通常、同等のアナログ無線機の2倍になります。 デュアルスロット操作は、追加のスペクトルコストなしでチャネル容量を効果的に2倍にします。 さらに、DMRのデジタル特性により、最新のIPベースのディスパッチおよび管理システムとのシームレスな統合が可能になります。
システムアーキテクチャ
完全なDMRシステムは、いくつかの統合コンポーネントを備えています。 DMRラジオ (携帯型ポータブルおよびモバイルユニット) は、ユーザインタフェースを形成する。 リピーターはラジオから信号を受信し、より高い電力で再送信し、カバレッジ範囲を大幅に拡大します。 基地局は固定インフラストラクチャポイントを提供し、IPネットワークを介して相互接続されたリピーターは広域システムを作成します。 ネットワーク管理ソフトウェアは、システムの状態を監視し、無線をリモートで設定し、ユーザー認証を処理します。
組織が運用上の利点をますます認識するにつれて、DMRは業界全体でレガシーアナログシステムに取って代わり続けています。 限られた無線スペクトルを効率的に使用し、堅牢なデジタルオーディオ品質と拡張されたデータ機能を組み合わせて、DMRをプロのモバイル通信の現在および将来の標準として位置付けています。 中小企業からマルチサイト企業へのテクノロジーのスケーラビリティは、通信ニーズがデジタルワークフローやIoTアプリケーションとのより大きな統合に向けて進化するにつれて、その関連性を保証します。
