DMR (Digital Mobile Radio)

Содержание:
О технологии DMR
История создания DMR
Характеристики DMR
Основные возможности DMR
Услуги DMR
Внедрение DMR
Оборудование
Провайдеры связи
Образцы сигналов DMR
Литература
Ссылки

О технологии DMR

DMR (Digital Mobile Radio) — стандарт ETSI (ETSI TS 102 361 [уровень 1 — цифровой безлицензионный, уровень 2 — профессиональная связь, уровень 3 — транкинговые сети]), опубликованный в 2005 г., разработан как альтернатива TETRA. Стандарт DMR разработан Европейским институтом телекоммуникационных стандартов (ETSI) как единый общеевропейский стандарт цифровой радиосвязи. Стандарт DMR позиционируется как открытый стандарт, т.е. предполагается, что оборудование различных производителей будет совместимо.

DMR использует TDMA в полосе частот 12,5 кГц, где организуется два независимых логических канала; в режиме прямой связи без ретранслятора используется только один канал и преимущества перед аналоговой связью утрачиваются; передача данных — 2 кбит/с; модуляция — 4FSK; абонентское оборудование позволяет работать в обоих режимах (в цифровом и аналоговом); Основные производители оборудования: Motorola, HYT/Hytera, Kirisun и др.

Основными потребителями систем на базе технологии DMR, как и систем конвенциональной (аналоговой) 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).

История создания DMR

Работа над DMR в ETSI началась в 2003 году и заменила работу над Цифровым информационным обменом передачи сигналов (DIIS). Целью DIIS был новый цифровой радио-стандарт для профессиональных деловых пользователей радиосвязи, обеспечивающей дуплексную радиосвязь с помощью мобильных, портативных и базовых станций низкой сложности. Эта работа была остановлена в 2003/2004 годах и не осуществлялась из-за проблем IPR и экономического кризиса. Стандарт DMR был разработан в рамках Исследовательской группы (TG) DMR, которая находится под руководством Техническго Комитета EMC и Спектра радиочастот (ERM). Ее целью был «безлицензионный» и «лицензионный» рынок профессиональной мобильной радиосвязи (PMR). В работу над стандартом вовлечены многие производители PMR. DMR предназначен для цифровой замены обычной аналоговой радиосвязи PMR, так же замены систем с автономными ретрансляторами и транкинговых систем радиосвязи стандарта MPT 1327.
В апреле 2005 года вышел первый релиз стандарта DMR, ETSI TS 102 361, описывающий радиоинтерфейс (часть 1), а также голосовые и базовые функциональные особенности стандарта (часть 2).
В январе 2006 года добавилась третья часть стандарта DMR, описывающая протокол передачи пакетных данных.
Оборудование стало доступным на рынке, начиная со средины 2007 года.

Характеристики DMR

Диапазон частот

Как уже сказано, на одном частотном канале (12.5 кГц) реализуется два независимых логических канала. Предполагается реализация решений стандарта DMR не только в классических диапазонах 136—174 МГц и 403—470 МГц, но и в диапазоне 450—527 МГц.

Логическое разделение каналов

В DMR применяется FSK модуляция в полосе 12.5 кГц. Разнос частот: ± 1050 Гц, ± 1944 Гц. Символьная скорость: 4800 бод (9.6 к битсек). DMR использует временное разделение многостанционного доступа TDMA, что позволяет разместить два виртуальных канала, с эквивалентной скоростью 2400 бод каждый, на одной частотной несущей в полосе 12.5 кГц. Длительность фрэйма TDMA составляет 60 мс. Фрэйм состоит из двух TDMA временных слотов по 30 мс и защитных интервалов между слотами.

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 режиме связи через ретранслятор с поддержкой технологии двухчастотного симплекса с дуплексным разносом (FDD — Frequency Division Duplex) возможны два одновременных независимых голосовых соединения.
Передача пакетов в нисходящем канале осуществляется непрерывно, даже при отсутствии информации для отправки (в этом случае базовая станция заполняет пакеты сообщением «свободный»). Для многостанционного доступа абонентских устройств к каналу управления используется метод многостанционного доступа ALOHA.
Передача пакетов в восходящем канале осуществляется только, когда на мобильной станции есть информация для передачи.
В DMR, в основном, используется дуплекс с частотным разделением каналов приема и передачи (FDD). Для дуплексных базовых станций на одной частоте оба таймслота выделяются под канал вверх и доступны для передачи всем мобильным станциям, а на другой частоте таймслоты используются для передачи вниз на мобильные станции.
Хотя частотный дуплекс (FDD) является более распространенным, стандартом допускается использование таймслота 1 для передачи от мобильной станции к базовой, а таймслота 2 от базовой станции к мобильной или наоборот — временной дуплекс (TDD).
В DMR мобильные станции могут организовывать прямые каналы передачи от одной мобильной станции к другой (англ. direct mode ), без использования ретрансляторов. Прямой канал между радиостанциями организуется на одной частоте в полудуплексном режиме (англ. HD). В режиме прямого канала с мобильной станции доступна передача только одного информационного канала. Это обусловлено тем, что для передачи двух информационных каналов требуется синхронизация устройств сети, которая обеспечивается только базовой станцией.

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).
Ниже 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.

Уровни стандарта DMR

Существует несколько уровней стандарта DMR.

Табл. 1: Общее представление классов DMR

Класс	Описание
Класс 1: Не лицензированный	Оборудование DMR, имеющее встроенную антенну и работающее в прямом режиме (коммуникация без инфраструктуры)
Класс 2: Лицензированный, стандартный	Системы DMR, функционирующие по отдельному спектру лицензий, работающие в прямом режиме или использующие базовую станция (БС) как ретранслятор
Класс 3: Лицензированные, транкинговые	Транкинговые системы DMR по отдельному спектру лицензии, работающие с функцией диспетчера, который автоматически регулирует связь

Практически, стандарт DMR в настоящее время покрывает Классы I, II и III. Отдельный стандарт, созданный той же самой группой, и известный как dPMR, обеспечивает в настоящее время только решение Класса I. Оба стандарта DMR Класса I и dPMR, которые созданы для не лицензированного использования, работают с максимальной мощностью 500 мВт и используют параллельный доступ с частотным разделением (FDMA), соответственно с каналами 12.5 кГц и 6.25 кГц. Они предназначены как замена для PMR 446, что является частью диапазона радиочастоты УВЧ, который открыт для без лицензионного, личного использования в большинстве стран Европейского союза.
Во всех классах DMR используется полоса пропускания канала 12.5 кГц и двухслотовый множественный доступ с временным разделением (TDMA). Стандарт разработан таким образом, чтобы каналы DMR могли непосредственно заменить существующие каналы 12.5 кГц и соответствовать существующему шаблону радиочастот. Это предоставляет возможность мигрировать с аналоговых каналов 12.5 кГц к DMR, с двойным увеличением эффективности канала, в пределах существующего распределения каналов пользователя.
Для читателей, заинтересованных в технических характеристиках, радиоинтерфейс работает на скорости передачи 9 600 бит/сек (4 800 символов/с), с 4FSK модуляцией (4-х уровневая частотная манипуляция) с постоянной огибающей, которая дает два бита за символ.
Ожидается что, DMR будет действовать на любой частоте между 30 МГц и 1 ГГц, но главным образом использоваться в следующих группах от 68 МГц до 87.5 МГц, от 146 МГц до 174 МГц и от 400 МГц до 470 МГц. Это наиболее традиционные полосы частот PMR. Используемая модуляция 4FSK разработана таким образом, чтобы соответствовать требованиям как европейской так и федеральной комиссии по связи (FCC).

Сигнализация и адресация

Выделение отдельного временного интервала для передачи служебной информации (сигнализации) в DMR не производится. В нисходящем канале присутствует общий канал передачи уведомлений (англ. CACH), расположенный между временными слотами с пакетами, и низкоскоростная встроенная (англ. embedded) сигнализация с цветовым кодом (англ. сolour code), расположенная в центре пакета. Цветовой код предназначен для выделения мобильной станцией сигналов перекрывающихся сайтов и не используется для адресации.
Сигнализация от абонентских станций на базовую станцию или между абонентскими станциями в режиме прямого канала передается в свободных от трафика таймслотах специальными RC пакетами (англ. Standalone Reverse Channel). Для адресации в DMR используются адрес источника (англ. Source ID) и адрес вызываемого абонента (англ. Destination ID).

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.

Группы репитеров в одной местности объединяются в список (Zone). Станция вторым каналом постоянно сканирует какие репитеры она сейчас слышит и какие репитеры ей сейчас лучше отвечают и автоматически переходит на репитер с лучшим сигналом.

Услуги DMR

DMR предоставляет возможность передачи как голосовых, так и услугу протокола пакетной передачи данных. Раньше аналоговые системы, такие как MPT 1327, имели поддержку для передачи речевой информации и данных в канальном режиме, но не для пакетных данных.

Голосовые услуги включают следующее:

• Индивидуальный вызов (абонент с абонентом)
• Групповой вызов (абонент с несколькими абонентами)
• Вызов для всех (односторонний голосовой вызов ко всем пользователям)
• Радиотрансляция (односторонний групповой вызов).

Индивидуальный и групповой вызовы могут действовать в Режиме Открытого Голосового Канала (это копирует подобный режим пользователей для обычного открытого канала и позволяет им контролировать и участвовать в использовании речевого канала). У них может также быть идентификация говорящей стороны и поздний вход. Индивидуальные вызовы могут быть в режиме настройки вызова Press and Talk Call Set Up (PATCS) и Off Air Call Set Up (OACSU), которые проверяют наличие вызываемого абонента перед назначением канала.
При использовании двухслотового механизма TDMA индивидуальные вызовы могут быть дуплексными, что дает пользователю возможность полнодуплексного вызова без необходимости радиостанциям передавать и принимать одновременно, что уменьшает сложность и стоимость оборудования. Эта особенность также доступна и в четырехслотовых системах TETRA TDMA, но более сложна в двухслотовых системах TDMA и на сегодня не внедряется в текущих терминалах DMR, присутствующих сегодня на рынке.

Услуги передачи данных включают следующее:

• Пакетные данные IP ( подтвержденные/неподтвержденные — также известные как распознанные/нераспознанные), IPv4
• Услуги передачи коротких данных с помощью Протокола Пакетных Данных (PDP) — это могут быть Свободный текст, Статусные / Предварительно закодированные ( закодированные сообщения), предопределенные типы данных, такие как ASCII или исходные данные (неотформатированные).

Услуги передачи данных могут быть однослотовыми или двухслотовыми. Скорости передачи данных при использовании двух слотов удваиваются, по сравнению с использованием одного слота. Со скоростью передачи данных радиоинтерфейса 9 600 бит/сек для обоих каналов, скорость защищенного соединения на один слот не будет превышать 2 400 битов/секунды, обычно — 1 800 бит/сек.
Транкинговый стандарт DMR Класса III стремится предоставлять не сложное транкинговое решение для голосовых и информационных приложений. Использование двухслотового TDMA означает, что может быть реализован минимум один сайт с одним соответствующим каналом, несущим два логических канала (например, один контрольный и один траффиковый). Контрольные каналы могут быть узкоспециализированными (только контрольными) или смешанными (с разделением между контролем и траффиком), а также использовать разрезной механизм произвольного комфортного доступа.
Речевой кодек не стандартизирован в пределах стандарта ETSI, но «окно вокодера» (формат полезной нагрузки вокодера) стандартизаровано, таким образом, для любого вокодера теоретически может быть обеспечена совместимость с радиоинтерфейсом. Однако, группой DMR MoU был отобран вокодер прогрессивного многополосного возбуждения (AMBE) от Digital Voice Systems, Inc. (DVSI), как привилегированный вокодер для голосового взаимодействия. С тех пор появились другие кодеки, которые рекламируются как подходящие для DMR — особенно Robust Advanced Low Complexity Waveform Interpolation — RALCWI, это кодек компании CML Microcircuit. Такая ситуация ослабляет возможность к взаимодействию оборудования различных производителей. В настоящее время, оборудование на рынке использует только вокодер DVSI AMBE.
Шифрование тоже не является частью стандарта DMR. Считается, что использование TDMA и цифрового кодека уже сделает контроль сигнала более сложным, чем аналогового, а шифрование, при необходимости, может быть добавлено лишь как внешнее приложение. Это тоже может привести к проблемам в отношении способности к взаимодействию оборудования различных производителей. Установленная ключевая версия шифрования является на сегодняшний день доступной в оборудовании на рынке.

Внедрение DMR

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.

Согласно решению ГКРЧ № 14-26-04 от 22 июля 2014 г.:
Использование цифровых видов связи в том числе DMR с классом излучения F1W предусматривается в следующих диапазонах в границах частот:
1. 145,206 — 145,594 МГц, вызывная частота для цифровой голосовой связи — 145,375 МГц;
2. 430,000 — 432,000 МГц — все виды связи, в т.ч. цифровые;
3. 433,400 — 433,575 МГц, вызывная частота для цифровой голосовой связи — 433,450 МГц (кроме того, на данной частоте размещён "Центр активности станций радиолюбительской аварийной службы");
4. 433,600 — 434,000 МГц, для цифровой голосовой связи: 433,625 — 433,775 МГц;
5. 438,000 — 440,000 МГц, все виды связи, для цифровой голосовой связи: 438,025 — 438,175 МГц, для экспериментов с новыми видами связи: 438,550 — 438,625 и 438,650 — 439,425 МГц.

Интервью с Артемом, автором и создателем BrandMeister:

Оборудование

Список DMR радиостанций, которые будут работать в цифровом DMR репитере

• Anysecu DM690, Anysecu DM960
• Kirisun DP770, Kirisun TM840
• KST DM3000
• Kydera DM8600
• Retevies RT3, Retevies RT8
• Radtel RT27D, Radtel RT28D, Radtel RT40
• TYT MD280, TYT MD380, TYT MD380G, TYT MD390, TYT MD446, TYT MD680
• TSSD TS-D8200R, TSSD TS-D8600R
• Wouxun KG-D900, Wouxun KG-D901
• Zastone DP880, Zastone D900
• Kenwood TK-D300E
• Hytera PD***, Hytera MD***, Hytera X*
• Motorola DP****, Motorola DM****

Список dPMR радиостанций, которые НЕ будут работать в цифровом DMR репитере

• Anysecu DR880
• Baofeng DM5R, Baofeng DM5R Plus
• Kirisun S760, Kirisun K800, Kirisun K850, Kirisun DR880, Kirisun DM680
• Kydera DP550S
• Retevis RT2, Retevies RT81
• Radioddity GD-55
• Radtel RT15D
• TYT MD290, TYT MD398, TYT DM-UVF10
• Yaesu FT1DR, Yaesu FT2DR

Провайдеры связи

Коммерческую эксплуатацию сетей DMR в диапазоне частот 146—174 МГц (диапазон 160 МГц) осуществляют:

• в Москве и МО — компания «Технологии и системы связи» (приемник «Регионтранк») на оборудовании Motorola;
  
• в Санкт-Петербурге и ЛО — компания «Регионтранк».
  

КБ «Пульсар-Телеком» разработана интегрированная цифровая система технологической связи (ИЦТС), которая представляет собой комплекс оборудования на IP-платформе, предназначенный для использования на объектах инфраструктуры ОАО «РЖД» с целью организации технологической связи стандарта DMR.

Образцы сигналов DMR

Литература

http://radiospektr.com/stat-info/25-sravnenie-standartov-tsifrovoj-radiosvyazi-dmr-i-tetra

http://citforum.ru/nets/articles/dmr

https://wiki.rusmonitor.ru/DMR

СТБ ETSI TS 102 361-1/ОР — Государственный стандарт Республики Беларусь. Системы цифровой подвижной радиосвязи DMR

ГОСТ Р 56172-2014 Радиостанции и ретрансляторы стандарта DMR. Основные параметры. Технические требования

Ссылки

Репитеры в системе: https://brandmeister.network/?page=repeaters.
Карта сети DMR: https://brandmeister.network/?page=networkmap.
Информация о группах России: https://wiki.brandmeister.network/index.php/Russia.
Серверы DMR: https://brandmeister.network/?page=masters.
Послушать группу 950615 (Ростов-на-Дону).
Послушать группу 950619 (Волгодонск).
Послушать группу 950616 (Ростовская область).
Послушать группу 950617 (Кавказ).
Послушать группу 2501 (Россия).
http://www.dmrassociation.org — Ассоциация DMR.