DMR (Digital Mobile Radio)

DMR (Radio móvil digital): Es una norma de transceptores móviles digitales específica para los usuarios de móviles profesionales (PMR, Professional Mobile Radio). Es desarrollada por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (European Telecommunications Standards Institute, ETSI) y ratificada por primera vez en 2005. Nace con el fin de conseguir una mejora de la eficiencia espectral sobre la radio analógica tradicional y proporcionar vozdatos y otros servicios complementarios.

Sumario

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Características generales

La norma está diseñada para operar en el espaciamiento de canales de 12,5 kHz existentes que se utiliza globalmente en las bandas de frecuencia móviles terrestres autorizadas y para cumplir los futuros requisitos reglamentarios de la equivalencia de canales de 6,25 kHz. El objetivo principal es especificar los sistemas digitales asequibles de complejidad baja. Digital Mobile Radio ofrece servicios de voz y datos y otros servicios complementarios. Hoy en día, este tipo de productos se vende en todas las partes del mundo. El protocolo DMR, es muy utilizado por los radioaficionados por sus prestaciones de servicios. Otras características técnicas importantes de la norma DMR: Funcionamiento con Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA, Time División Múltiple Access) de doble ranura. Modulación por desplazamiento de frecuencia (MDF) de 4 niveles. Tecnología de Corrección de errores sin canal de retorno (FEC, Forward Error Correction). En la figura 1, los transceptores 1 y 3 están manteniendo una conversación en la ranura 1, y los transceptores 2 y 4 en la ranura 2.

Figura 1 De análogo a digital utilizando los mimos filtros y sistema de antena.

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Figura 2 Estructura de DMR con TDMA de doble ranura.

Estructdmrtdma.png


En esta distribución, cada ruta de comunicación está activa durante la mitad del tiempo en un ancho de banda de 12,5 kHz; por lo que cada una utiliza un ancho de banda equivalente de la mitad de 12,5 kHz (o 6,25 kHz). Esto suele entenderse como que cada espectro de 6,25 kHz tiene la eficiencia de una ruta de comunicación; con el sistema DMR, sin embargo, el canal entero mantiene el mismo perfil que una señal analógica de 12,5 kHz. Gracias a esto, los transceptores móviles digitales pueden operar en canales autorizados existentes de 12,5 kHz o 25 kHz, lo que significa que no son necesarias nuevas asignaciones de bandas ni licencias y, al mismo tiempo, que se duplica la capacidad del canal. Esto se ilustra en la figura 3 que se muestra a continuación.


Figura 3 Análogo a digital con sistemas DMR

Analogadiditsistdmr.png

Tradicionalmente, los métodos de modulación de radio analógica como AM y FM, limitan la cantidad de información transmitida dentro de un canal determinado, y cada canal sólo podría recibir una única conversación en cualquiera momento: un par de usuarios, una transmisión y una recepción. La Modulación Analógica (AM) impone un límite muy finito en el número de usuarios que pueden ocupar el espectro radioeléctrico y no puede atender bien a la necesidad de expansión que hoy en día se necesita. Radio digital, usando diferentes esquemas de modulación, resuelve este problema mediante el aumento de la cantidad de información que puede ser transportada en un canal. La Radio digital ha desarrollado maneras en las que se puede acomodar más de una conversación (multiplexadas) dentro del mismo canal físico de RF. Existen dos formas comunes de lograr esto: Acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA). El sistema TDMA es el más popular entre los radioaficionados del mundo los cuales lo han adoptado como medio oficial de comunicación a nivel mundial y ya hay muchas compañías Constructoras de radios como MotorolaKenwood, Hytera,, Tytera, que han puesto docenas de radios en el mercado para uso de los radioaficionados empleando las normas técnicas del DMR con formato TDMA. Nace con el fin de conseguir una mejora de la eficiencia espectral sobre la radio analógica tradicional.

Acceso múltiple por division de tiempo (TDMA)

En lugar de dividir el canal RF original en dos canales sub RF, en cambio se divide en intervalos de tiempo. La frecuencia de RF transmitida es idéntica en cada ranura, pero cada ranura es capaz de llevar una conversación diferente.


Figura 5 TDMA

Tdma.png

En el diagrama, el canal está dividido en cuatro ranuras de tiempo, así en cada ranura la conversación se transmite en una cuarta parte del tiempo necesario por decirlo así. Esta compresión de la conversación es posible usando la tecnología digital, pero eventualmente los límites prácticos de cerca/lejos se encuentra que limitan cuántas ranuras pueden ser alojadas en un solo canal de RF antes de que ranuras vecinas comiencen a superponerse en la Estación Base. Una vez más, una ‘conversación telefónica estilo’ se puede configurar, si ciertas ranuras se utilizan para transmitir y otros para recibir.

Acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA)

El canal de RF (radio frecuencia) se divide en varios sub canales más pequeños. Por ejemplo, un canal de ancho de banda estrecha FM 12,5 kHz que anteriormente llevaba sólo una conversación se convierte en dos 6,25 kHz sub-canales, cada uno capaz de llevar una conversación diferente. figura4 Figura 4 FDMA

Fdma.png

Esta técnica ha existido por décadas y se utiliza con las radios analógicas o digitales. Una ‘conversación estilo teléfono’ puede realizarse si un canal secundario se utiliza para transmitir y otro para recibir. El inconveniente de esto es que a más sub-canales se tratan de encajar al canal original, más probable es que los usuarios sufran interferencias en la llamada. Esto es porque la separación entre canales reducido dificulta filtrar sólo el canal secundario previsto y rechazar todas las demás en el receptor. En consecuencia, dividir un canal de banda estrecha 12,5 kHz en más de dos canales secundarios se vuelve impráctico. Hay muchas razones para elegir DMR como sustituto del sistema FM análogo entre ellas: Eficiencia espectral. Prolongación de la vida útil de la batería, al utilizar en cada llamada un intervalo TDMA, reduciendo a la mitad el consumo. Utiliza técnicas de corrección de errores que regeneran la voz. No transmite el ruido de fondo, evitando las molestias. Mayor cobertura, al mejorar la calidad de audio. Mayor confidencialidad. Mejoras en la señalización. Mensajes de texto. Servicios de localización. Telemetría.

El estándar DMR tiene tres variantes que son:

  • TIER I – Diseñado para uso sin licencia en la banda de 446. Aunque en el entorno de la radioafición se le denomina DMO o comunicaciones en directo.
  • TIER II – Diseñado para comunicaciones a través de un repetidor en ubicación única. Modo actualmente usado por el servicio de radioaficionados.
  • TIER III – Diseñado para sistemas troncales.

El sistema DMR esta jerarquizado de tal forma que hay que disponer de códigos por cada parámetro que se necesite transmitir, en lo que respecta al operador para poder usar el sistema, este tendrá que tener asignado un ID o número de identificación de siete dígitos que será asignado por la organización DMR MARC en Estados Unidos o por la organización del país especifico donde este el repetidor y los usuarios, este ID tendrá que ser programado en el radio para que este sea reconocido por el sistema. Un código típico por ejemplo pudiera ser 3114725 y en algunos países como España por ejemplo, todos los ID comienzan con el numero 214 más cuatro dígitos adicionales. Este sistema es operado por un programa codeplug” el cual es el programa que se construirá para poder usar el radio, este se cosntruye mediante el uso de un software diseñado por el fabricante de cada radio para poder entrar las frecuencias de trabajo, los códigos de color, los códigos de los TG 0 grupos de llamada, el número de los slots o ranuras que se estén usando. Estos codeplugs se podrán compartir entre usuarios via email para evitar a otros el tiempo que habrá que invertir en realizar los programas a veces un tanto tediosos por lo largo de su contenido. En caso de los radios mixtos (análogo y digital) el codeplug podrá tener la frecuencia del repetidor DMR con todos los TG, código de color, et casi también como las frecuencias de todos los repetidores análogos de FM locales, cada uno podrá ser personalizado según el gusto y necesidad del usuario.

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