DMR與dPMR數(shù)字對講機制式比較

1、DMR與dPMR數(shù)字對講機制式比較一基本介紹DMR 是Digital Mobile Radio 的縮寫，數(shù)字移動無線電標準（DMR）是歐洲電信標準協(xié)會（ETSI）為專業(yè)移動無線電（PMR）用戶專門制定的數(shù)字無線電標準，最早2005年獲得批準。此標準的設計是在現(xiàn)有的全球已授權(quán)地面移動頻率波段所使用的12.5KHz頻道間隔中運行，并滿足未來對6.25kHz通道均衡的監(jiān)管要求。主要目的是指定復雜程度低、可負擔得起的數(shù)字系統(tǒng)。DMR提供語音、數(shù)據(jù)和其他輔助服務。DMR協(xié)議涵蓋未授權(quán)（第一層）、授權(quán)常規(guī)（第二層）和授權(quán)集群（第三層）三種操作模式，商業(yè)應用目前主要集中在第二層和第三層已授權(quán)類別。1、DMR

2、 第I層：未授權(quán)。DMR第I層產(chǎn)品供446MHz頻帶免許可證使用。第I層提供消費應用和低功率的商業(yè)應用，采用最大0.5W瓦射頻功率。由于信道有限和不使用中繼器、電話互聯(lián)和固定/集成天線，第I層DMR設備最適合個人、娛樂、小型零售和其他不需要廣域覆蓋或先進功能的環(huán)境使用。 2、DMR 第II層：DMR常規(guī)。DMR第II層包括在66 960MHZ PMR頻段運行的已授權(quán)常規(guī)無線電系統(tǒng)、手機和便攜式設備。ETSI 的DMR 第II層標準的對象是需要頻譜效率先進的語音功能和集成IP數(shù)據(jù)業(yè)務以便在授權(quán)頻段進行高功率通信的用戶。ETSI 的DMR第II層規(guī)定了在12.5KHz信道中運行雙時隙TDMA。 3

3、、DMR 第III層：DMR集群。DMR在第III層產(chǎn)品可在66 960MHZ頻段進行集群運行。第III層標準規(guī)定了在12.5KHz信道中運行雙時隙TDMA。第III層支持類似MPT-1327的語音和短消息處理，有內(nèi)置128字符狀態(tài)信息和高達288數(shù)位的各種格式的短信息。它還支持多種格式的分組數(shù)據(jù)服務，包括IPv4和IPv6。 dPMR（digital Private Mobile Radio）是ETSI組織公開的數(shù)字設備標準。適用于商業(yè)、專業(yè)和公共安全用戶的應用；dPMR采用6.25KHz FDMA技術(shù)，4FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率為4.8Kb/s?；谠摷夹g(shù)，后續(xù)相繼制定出NXDN、DC

4、R等標準。dPMR已完成標準有ETSI TS 102 490（Tier1）、ETSI TS 102 658（Tier2）等。 dPMR采用FDMA技術(shù)，提供低成本數(shù)字語音和數(shù)據(jù)解決方案，ETSI dPMR通過采用6.25KHz FDMA技術(shù)及4FSK調(diào)制技術(shù)有效地減小了信道間隔，提高了頻譜使用效率。 二DMR標準介紹DMR為TDMA接入，相對于TETRA、IDEN而言，它成本低廉，容易實現(xiàn)。其協(xié)議的實現(xiàn)分為直通，轉(zhuǎn)發(fā)與集群三個階段。DMR協(xié)議于2005年4月由歐洲ETSI提出，2007年12月正式公布。協(xié)議文件為ETSI TS 102 361，采用4FSK調(diào)制，12.5kHz信道間隔，雙時隙，

5、業(yè)務速率9.6kbps.DMR能使容量成倍增加，并延長電池壽命、提高語音質(zhì)量、解決數(shù)據(jù)集成應用等問題，是市場需要催生的產(chǎn)物，適用于政府、大型企業(yè)。DMR中涉及到諸多摩托羅拉的技術(shù)專利，正是這些專利很好地解決了時分通信中遇到的技術(shù)難題。有必要提出的是對于語音編碼的算法與速率，DMR并沒有明確規(guī)定，但2006年4月，DMR的MOU(諒解備忘錄)組織決定采用美國DVSI的AMBE 2聲碼器作為首選，聲碼器速率為3.6kbps。三DPMR標準介紹dPMR為FDMA接入，成本低廉，技術(shù)實現(xiàn)容易。其協(xié)議的實現(xiàn)分為直通與轉(zhuǎn)發(fā)。于2005年提出，代表廠家是日本的建伍、ICOM，2008年12月正式公布，協(xié)議文

6、件為ETSI TS 102 490和TS 102 658，采用4FSK調(diào)制，6.25kHz信道間隔，業(yè)務速率4.8kbps。語音編碼算法不作規(guī)定，但dPMR的MOU組織推薦采用AMBE 2聲碼器，編碼速率為3.6kbps。四DMR和DPMR區(qū)別1.協(xié)議架構(gòu)區(qū)別DMR的協(xié)議分層結(jié)構(gòu)如下所示：而DPMR協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)如下所示：2.TDMA和FDMA區(qū)別TDMA：Time Division Multiple Access 時分多址 。時分多址是把時間分割成周期性的幀(Frame)每一個幀再分割成若干個時隙向基站發(fā)送信號，在滿足定時和同步的條件下，基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。

7、同時，基站發(fā)向多個移動終端的信號都按順序安排在予定的時隙中傳輸，各移動終端只要在指定的時隙內(nèi)接收，就能在合路的信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分并接收下來。FDMA （Frequency Division Multiple AccessAddress），有許多不同技術(shù)可以用來實現(xiàn)信道共享。把信道頻帶分割為若干更窄的互不相交的頻帶（稱為子頻帶），把每個子頻帶分給一個用戶專用（稱為地址）。這種技術(shù)被稱為“頻分多址”技術(shù)。頻分復用（FDM）是指載波帶寬被劃分為多種不同頻帶的子信道，每個子信道可以并行傳送一路信號的一種技術(shù)。頻分復用技術(shù)下，多個用戶可以共享一個物理通信信道，該過程即為頻分多址復用（FDMA）。F

8、DMA 模擬傳輸是效率最低的網(wǎng)絡，這主要體現(xiàn)在模擬信道每次只能供一個用戶使用，使得帶寬得不到充分利用。TDMA (時分多址)與FDMA (頻分多址)之間的基本區(qū)別在于一個通道的定義以及是如何使用（接入）該通道的。在FDMA里，使用在一個特定頻率（如：150.000MHz）的一個特定的帶寬（如：6.25kHz）來定義一個通道。基本上，以這種方式分配通道已經(jīng)幾十年了。TDMA對于帶寬和頻率適用相同的原則，但是信號被分成時段，不同的時間段允許在一個相同的頻段內(nèi)能獲得額外傳送數(shù)據(jù)的能力。在一個頻寬是25kHz的信道里TDMA有更好的利用率，比如說，2到3個用戶可以占用相同的帶寬作為一個FDMA信道使用

9、者，但是一個帶寬為12.5kHz的TDMA技術(shù)通過更好的利用率就可以達到兩個新發(fā)展的6.25kHz 帶寬的FDMA技術(shù)如dPMR所帶來的效果。TDMA 和 FDMA技術(shù)通過不同的方法都達到相同的6.25kHz窄帶能力。不同在于：FDMA 系統(tǒng)是“真的”6.25kHz通道，而TDMA 系統(tǒng)是通過在12.5kHz 帶寬里不同時段來提供'等同于'6.25kHz 通道的效果。12.5kHz被認為是當前窄帶標準的信道間隔，從這個角度看，這兩個系統(tǒng)都達到了所謂的"加倍容量"。不同之處在于，無論是在有或是沒有基礎用戶的情況下，F(xiàn)DMA 系統(tǒng)總是加倍的容量。而對于 TDMA

10、，加倍的容量僅在中繼器對時段進行同步、并且兩個用戶在相同的地理區(qū)域里同時接入相同的中繼器時才能達到。    理論上來說，在相同條件下，在發(fā)送功率相同的情況下，F(xiàn)DMA系統(tǒng)中的窄頻信道比TDMA系統(tǒng)的12.5kHz帶寬的信道有更好的覆蓋范圍。這是因為任何接收機的底噪與過濾器帶寬是成正比的，因而帶寬越小能接收的信號越小。在現(xiàn)實世界使用中，各種因素，例如地形、基站的天線高度以及周圍建筑物等都影響覆蓋范圍，所以，如果沒有特定的比較試驗，一個系統(tǒng)不能聲稱比另外一個系統(tǒng)更好。可以聲稱的是，當與一個模擬調(diào)頻信號相比較時，數(shù)字信號在通訊范圍的邊緣輕松地優(yōu)于模擬信號，因而在一個更大

11、的總面積內(nèi)提供了更可靠的音頻，即使覆蓋面與模擬調(diào)頻信號相同。3.幀格式區(qū)別DMR的語音傳輸幀如下所示：DPMR的語音傳輸幀如下所示：4.功能區(qū)別兩種標準都支持直通模式和中轉(zhuǎn)模式。而DMR標準還支持集群模式。在直通模式下，一個信道只能同時存在一個語音呼叫。兩個標準都支持PTT呼叫、個呼、組呼、全呼、廣播、遲后接入、主叫號識別、呼叫轉(zhuǎn)移等功能。DMR支持OVCM呼叫（個呼和組呼通話的第三方可以監(jiān)聽信道并加入該呼叫）、非編址呼叫、對不支持服務（FNS）的反饋，但是不支持慢用戶數(shù)據(jù)，不支持短附加數(shù)據(jù)。而DPMR標準則支持慢用戶數(shù)據(jù)，支持短附加數(shù)據(jù)，但是不支持OVCM呼叫、非編址呼叫、對不支持服務（FN

12、S）的反饋等功能。在直通模式下，兩個標準都支持IP服務，短消息（文本，狀態(tài)，預編碼）。DMR不支持文件傳輸，支持預定義格式（Binary，BCD,7bit字符，8bit字符，Unicode, ）數(shù)據(jù)的發(fā)送，而DPMR標準則支持文件傳輸，但不支持預定義格式數(shù)據(jù)的發(fā)送。5.工作模式DPMR通過ISF和CSF兩種不同的移動臺狀態(tài)來區(qū)分，出廠時工作在ISF狀態(tài)下。而DMR沒有ISF和CSF的區(qū)別。6.色碼區(qū)別DMR 標準的色碼長度為4 bit ?？梢栽O置為（0到15）默認情況下設置為CC0。而DPMR 的色碼長度為24 bit。它是由12bit經(jīng)過雙比特編碼所得。同時ISF和CSF使用不同的色碼，各有

13、16種，其他為保留色碼。數(shù)字移動設備（DMR）標準定義的色碼（圖中“CC”），可以用于區(qū)分兩個或多個使用相同頻率的數(shù)字設備系統(tǒng)。下圖描述了兩個使用相同頻率但各自擁有不同色碼的DMR數(shù)字設備系統(tǒng)。圖各自擁有不同色碼的多個中繼臺對于設備來說，色碼是一個屬于信道的屬性，使得一個設備可以與擁有不同色碼的站點進行通信。對于每個頻率可以有最多16個可用的色碼。對于設備用戶而言，色碼的作用與組ID類似。正如組用于將各個用戶分組，色碼用于區(qū)分使用相同頻率的系統(tǒng)或信道。下圖描述了一個擁有較大重疊覆蓋范圍并使用相同頻率的多中繼臺系統(tǒng)，此時，需要為每個中繼臺配置不同的色碼。這使得每個中繼臺在一定程度上獨立開來。但是

14、，由于各個系統(tǒng)中的用戶都會檢測到其它中繼臺的數(shù)據(jù)傳輸，這將導致用戶收到“信道忙”提示的情況大大增加。換句話說，此區(qū)域的射頻擁塞情況由這兩個中繼臺的傳輸量之和決定。值得注意的是，配置了正確色碼的用戶，無論何時，都只會收到與他們相關(guān)的傳輸。當兩個擁有相同頻率不同色碼的站點發(fā)生覆蓋范圍交疊時，需要適當?shù)脑O置手持臺的準許條件屬性。推薦將手持臺的準許條件屬性配置為“信道空閑”，以保證當交疊站點上的另一個設備在傳輸時，該手持臺是有禮貌的，并且對于在該頻率上的任何模擬傳輸該手持臺也是有禮貌的。如果將準許條件屬性配置為“色碼空閑”，該手持臺只對相同色碼的傳輸是有禮貌的，在有其它中繼臺正在傳輸時也會喚醒它所對應

15、的中繼臺。如果相鄰站點之間有較大范圍的交疊，這將導致大量的干擾，使得交疊區(qū)域范圍內(nèi)的兩個中繼臺信號都不可用。當將準許條件屬性配置為“總是”時，手持臺將不再有禮貌，即使正在進行的傳輸與它的色碼一致。同樣，這將使兩個中繼臺都被喚醒進行傳輸，進而在交疊區(qū)域產(chǎn)生干擾。如果不得不這樣配置，建議讓交疊區(qū)域盡量小并且將準許條件屬性配置為“色碼空閑”。這樣使得兩個中繼臺能夠共享帶寬，負載也更合理。圖站點擁塞時的色碼下圖描述了覆蓋范圍有交疊的兩個多基站IP網(wǎng)絡互聯(lián)系統(tǒng)。中繼臺的頻率和色碼需要遵循以下標準：l 多基站IP網(wǎng)絡互聯(lián)系統(tǒng)中地理上相鄰的中繼臺需要使用不同的頻率，它們的色碼可以相同也可以不同。l 如果兩個

16、多基站IP網(wǎng)絡互聯(lián)系統(tǒng)的相鄰中繼臺使用了相同頻率，它們就需要使用不同的色碼。在覆蓋范圍有交疊的情況下仍然使用相同的頻率是不明智的，這樣會有干擾問題。注意，多基站IP網(wǎng)絡互聯(lián)配置不支持同時聯(lián)播。l 系統(tǒng)與系統(tǒng)之間可能在多個站點之間共享信道。有可能在兩個不同站點（名為站點1和站點2）的兩個系統(tǒng)（名為Sys1和Sys2）使用相同的頻率和色碼對。在自動站點查找（被動站點查找）時，站點2處屬于Sys1的設備將會找到Sys2的中繼臺，并停留在該信道上。這不是我們所期望的情況。要避免這個問題需要確保覆蓋范圍有交疊的系統(tǒng)所使用的頻率和色碼對是不同的。圖 兩個覆蓋范圍交疊的多基站IP網(wǎng)絡互連系統(tǒng)示例注：CC 色

17、碼7.信道接入?yún)^(qū)別信道接入說明了在何種情況下允許設備在信道上發(fā)起一個傳輸。DMR采用三種信道接入機制分別為：（1）禮貌于所有的行為Polite to All（2）禮貌于相同色碼的行為Polite to Own Color（3）非禮貌ImpoliteDPMR（CSF）的信道接入機制則為：（1）禮貌于所在組的行為Polite to Group（2）禮貌于相同色碼的行為Polite to Own Color（3）非禮貌Impolite所有的這些信道接入選項控制著標準的語音組呼和個呼如何接入系統(tǒng)，但并非所有傳輸類型都會用到這些設定。例如，緊急語音呼叫總是不禮貌的。這使其在一個信道的所有傳輸中具有更高的

18、優(yōu)先級；數(shù)據(jù)呼叫則總是禮貌的，因為數(shù)據(jù)呼叫能夠排隊和重試，因此認為它的優(yōu)先級低于語音呼叫。注意，一個“禮貌的”設備用戶發(fā)起語音呼叫時會對數(shù)據(jù)呼叫禮貌，但一個“不禮貌”用戶則可能不會?？刂葡ⅲㄓ糜谛帕罟δ艿模┛偸嵌Y貌的。一個例外是緊急警報，為了這種傳送能夠盡量成功，緊急警報通過不禮貌和禮貌相混合的方式發(fā)送。在多基站IP網(wǎng)絡互連模式下，中繼臺在開始發(fā)送之前還會檢查是否存在信道干擾。盡管發(fā)起呼叫的設備會檢查它所在站點下的信道，但并不代表其他站點不存在干擾。因此，每個中繼臺都需要在將自己喚醒，開始發(fā)送之前先檢查空中接口。中繼臺總是采用“信道空閑時”的標準，并有一個可設定的信號強度門限。1、 Impo

19、lite操作（“非禮貌操作”）設置為不禮貌信道接入的設備在被允許發(fā)送之前不會檢查信道空閑。因此對于用戶來說，按下PTT則意味著設備開始發(fā)送。不過，設備在數(shù)字中繼模式下會檢查中繼臺是否已經(jīng)休眠。如果設備不能將處于休眠狀態(tài)的中繼臺喚醒，發(fā)送將無法被處理。必須注意的是，在不禮貌信道接入的設備發(fā)送的同時，另一用戶可能也在發(fā)送，這將導致射頻競爭的發(fā)生。當競爭雙方都是數(shù)字傳輸時，將無法預測哪路信號將勝出。如果某個傳輸遠強于另一個，前者將會被收到。但大多數(shù)情況下，同頻同時隙的兩個傳輸都可能變得不可用。因此建議此類用戶在發(fā)起傳送之前先利用設備上的信道指示LED燈來判斷信道空閑與否。在多基站IP網(wǎng)絡互連模式下，

20、只有本地站點才存在不禮貌信道接入。在這種模式下，假設一個呼叫正在進行，如果不禮貌信道接入的設備和該呼叫的發(fā)起設備處于同一站點下，將會引發(fā)射頻競爭，并且無法知道哪一方能夠獲勝。如果雙方不在同一站點下，除了不禮貌信道接入設備所在的站點，先前的呼叫將在其余所有的站點繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)。2、 對所有用戶都禮貌的信道接入( “信道空閑”的接入準則)設置為禮貌信道接入的設備在被允許發(fā)起一個傳輸之前會檢查信道忙閑。這種設置的設備對于所有的模擬或數(shù)字傳輸，其他系統(tǒng)的傳輸，或者本系統(tǒng)的其他傳輸都是禮貌的。當附近存在其他通信系統(tǒng)時，常采用這種設置來防止設備用戶的相互干擾。3、 僅對本數(shù)字系統(tǒng)禮貌的信道接入 (“正確的色碼”

21、的接入準則)設置為此規(guī)則的設備在發(fā)起一個傳輸前先檢查信道忙閑。這跟“始終保持禮貌信道接入”十分類似，但不會對模擬系統(tǒng)或者其他系統(tǒng)的傳輸禮貌。它僅對本系統(tǒng)的其他傳輸禮貌。當附近沒有其他通信系統(tǒng)或不擔心鄰近系統(tǒng)產(chǎn)生干擾時，常采用這種方式。8.標準參數(shù)區(qū)別在標準中的物理層上一些基本默認參數(shù)也有區(qū)別：l RSSI檢測門限值DMR為-122dBm±4dBDPMR 為105dBm±3dBl RSSI最大檢測時間DMR 為40毫秒；DPMR為100毫秒；l RSSI滿足后的最大同步時間DMR 為400毫秒；DPMR為200毫秒；l 發(fā)送數(shù)據(jù)后等待對方回復ACK幀的最長時間 DMR為1秒；

22、DPMR為3秒；l 節(jié)能模式下的最大睡眠時間DMR 為60.96秒；DPMR為1.12秒；l 未收到應答情況下的最大重傳次數(shù)DMR為8次；DPMR沒有未限制；9.省電區(qū)別DMR集群模式的移動臺支持節(jié)能。移動臺向基站申請進入?yún)?shù)為x（x大于0小于8）的節(jié)能模式，待確認后進入節(jié)能模式。移動臺以 (2的x次冪-1)×480 ms 的最大間隔進行接收。DPMR標準中，發(fā)送方發(fā)送前攜帶n個節(jié)能頭幀，而接收方以 (n - 1) × 80 ms 的最大間隔進行接收。五DMR標準的優(yōu)勢1.增加信道的容量DMR標準要求采用雙時隙TDMA技術(shù)。這種技術(shù)將信道分成兩個交替時隙，從而在一個12.5

23、kHz的物理信道內(nèi)建立了兩個邏輯信道。每個呼叫僅使用其中一個邏輯信道，每個用戶訪問一個時隙就如同訪問一個獨立的信道。發(fā)射設備僅在自己的時隙內(nèi)發(fā)送信息，在另一時隙則處于空閑狀態(tài)。接收設備則對兩個時隙都進行監(jiān)視，并依據(jù)每個時隙所包含的信令信息來決定接收哪個呼叫。TDMA技術(shù)為在12.5kHz中繼臺信道上達到相當于6.25kHz頻譜效率提供了一個簡單的方法，這為使用日益擁塞的許可信道的用戶帶來了巨大的便利。不同于FDMA技術(shù)提升頻譜效率的手段（將信道切分為更小帶寬的頻段），TDMA技術(shù)使用了全部12.5kHz的帶寬，但通過將其分為兩個交替時隙的方法來提高效率。此外，TDMA技術(shù)保持了12.5kHz信

24、號眾所周知的射頻性能特性。從射頻技術(shù)上講，因為實際的傳輸功率和輻射發(fā)射都不變，雙時隙TDMA方式的12.5kHz信號在帶寬占用，傳送性能等方面，從本質(zhì)上講同12.5kHz模擬信號都是一樣的。但由數(shù)字技術(shù)帶來了更多的優(yōu)勢，使基于TDMA技術(shù)的設備能夠在一個單中繼信道上提供大約兩倍于現(xiàn)今模擬設備的通信容量，而射頻覆蓋能力也與之相當甚至更優(yōu)。2.減少基礎設施雙時隙TDMA從根本上使系統(tǒng)容量加倍。這意味著一臺DMR中繼臺可以替代兩臺模擬中繼臺（因為一臺DMR中繼臺同時支持兩路呼叫）。這節(jié)省了中繼臺的硬件成本和維護成本，同時也降低了多信道配置所需的射頻連接設備的成本和復雜度。更重要的，雙時隙TDMA信號

25、正好適合用戶現(xiàn)有的許可信道，用戶無需為增加的系統(tǒng)容量申請新的許可。同時，相對于可能需要不同信道帶寬的其他解決方案來講，雙時隙TDMA技術(shù)引起鄰道干擾的風險較小。3.讓系統(tǒng)更靈活雙時隙TDMA提供的兩個時隙（兩個邏輯信道）具有大量的潛在用途。例如：l 將兩個時隙都用作語音信道，從而使每臺許可的中繼臺信道的語音容量加倍；n 增加了系統(tǒng)能夠容納的用戶數(shù)量n 增加了用戶能夠消耗的呼叫時間l 將兩個時隙都用作數(shù)據(jù)信道，從而全部提供數(shù)據(jù)業(yè)務；l 將一個時隙用作語音信道，另一個時隙作為數(shù)據(jù)信道，這種靈活的方案為語音用戶同時提供移動數(shù)據(jù)、文本消息或者位置追蹤等業(yè)務。當設備操作于直通模式時，12.5kHz信道上

26、的雙時隙TDMA系統(tǒng)不具備相當于6.25kHz的效率。這是由于必須由中繼臺來維護交替時隙的同步時序，才能使各個終端設備共享時隙。因此，在一個直通信道上，盡管一個設備只使用一個時隙發(fā)送，但整個12.5kHz信道都將被占用，而其他終端設備將不能使用另一時隙。但此時另一時隙可能成為一個信令信道。ETSI DMR Tier 2標準將此功能稱為反向信道信令（Reverse Channel Signaling），這將為以后的專業(yè)用戶提供更多的功能，例如優(yōu)先呼叫控制，發(fā)送設備遙控和緊急呼叫搶占等。這些未來的基于反向信道信令的功能是TDMA技術(shù)獨具的能力。六DPMR標準的優(yōu)勢1.頻率利用效率DPMR：絕對的6.25kHz信道,無論是終端間直通還是通過中轉(zhuǎn)臺。能夠?qū)崿F(xiàn)以最小信道間隔分配頻率。頻率利用效率高。DMR