اكتشف كيف تعمل أنظمة الراديو باستخدام البروتوكولات الرقمية لتقديم صوت واضح واستخدام الطيف بكفاءة وميزات متقدمة مثل الرسائل النصية ونظام تحديد المواقع. تعرف على طبقات DMR وفتحات الوقت والتطبيقات في العالم الحقيقي.
حوّل الراديو الرقمي المحمول (DMR) الاتصالات الاحترافية في اتجاهين عن طريق التحول من الأنظمة التماثلية التقليدية إلى البروتوكولات الرقمية الفعالة. تم تطوير DMR كمعيار دولي من قبل المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI) ، ويوفر وضوح صوت محسن وكفاءة فائقة من الطيف وخدمات بيانات متكاملة لا يمكن للأنظمة التماثلية مطابقتها. يتطلب فهم كيفية عمل DMR فحص مبادئه التقنية الأساسية وهيكل الطبقة والتطبيقات العملية.
الأساس التقني الأساسي
يعمل DMR باستخدام مخطط تعديل رقمي 4FSK (مفتاح تغيير تردد من أربعة مستويات). على عكس FM التناظري الذي يختلف التردد باستمرار ، تنقل 4FSK البيانات عن طريق الانتقال بين أربع حالات تردد دقيقة ، تمثل كل منها بت ثنائي (00 ، 01 ، 10 ، 11). تتيح هذه الطريقة لـ DMR إرسال الصوت والبيانات الرقمية ضمن نفس عرض النطاق الترددي للقناة 11.5 كيلو هرتز الذي كان يستوعب سابقًا محادثة تناظرية واحدة فقط.
يأتي الاختراق الحقيقي من تقنية DMR TDMA (الوصول المتعدد بتقسيم الوقت). تقسم كل قناة 11.5 كيلو هرتز إلى فتحتين زمنيتين متناوبتين ، مما يخلق بشكل فعال مسارين للاتصال المتزامن. تعمل هذه الفتحات مثل تبديل المحادثات بسرعة-تنقل الفتحة 1 ، ثم الفتحة 2 ، ثم تعود إلى الفتحة 1-ركوب الدراجات 30 مرة في الثانية. تعني مضاعفة السعة هذه أن زوج تردد واحد يمكنه دعم ضعف عدد المستخدمين دون الحاجة إلى طيف إضافي.
عملية التحويل الصوتي
عندما تتحدث إلى راديو DMR ، يخضع صوتك التناظري لعملية تحول حرجة. يمر الصوت عبر ADC (المحول التناظري إلى الرقمي) الذي يعيِّن صوتك آلاف المرات في الثانية ، مما يخلق تمثيلًا رقميًا. ثم يخضع تدفق البيانات هذا لضغط أمبي 2 (الإثارة المتقدمة متعددة الموجات) ، الذي يحلل الأنماط الصوتية ويزيل المعلومات الزائدة ، مما يقلل من متطلبات عرض النطاق الترددي مع الحفاظ على خصائص التعرف على الصوت.
تُرسل الحزم الصوتية الرقمية المضغوطة أثناء الفتحات الزمنية المخصصة إلى جانب بيانات تصحيح الأخطاء. تمكن هذه الحماية من الأخطاء أجهزة استقبال DMR من اكتشاف عيوب الإرسال وتصحيحها ، مما يزيل التلاشي الثابت الشائع في الأنظمة التماثلية. في الطرف المتلقي ، تنعكس العملية من خلال محول DAC (محول رقمي إلى تناظري) ، وإعادة بناء صوتك دون تراكم الضوضاء الذي يصيب الإرسال التناظري عبر المسافة.
هيكل طبقة DMR
ينظم معيار DMR القدرات إلى ثلاثة مستويات وظيفية:
* المستوى I:* يغطي المعدات الاستهلاكية الخالية من الترخيص التي تعمل في الوضع المباشر (من الراديو إلى الراديو) دون بنية تحتية. تعمل هذه الأجهزة ضمن نطاقات محدودة وتفتقر إلى ميزات متقدمة.
* المستوى الثاني: * يشكل القطاع الاحترافي السائد الذي يضم أنظمة رقمية تقليدية. تعمل أجهزة الراديو من المستوى الثاني من خلال أجهزة إعادة الإرسال التي تستقبل الإشارات وتعيد إرسالها ، مما يوسع نطاق الاتصالات بشكل كبير. يدعم هذا المستوى جميع ميزات DMR الأساسية بما في ذلك الاتصال الفردي/الجماعي ، والرسائل القصيرة ، وخدمات تحديد المواقع.
* الطبقة III:* تمثل مستوى الأنظمة المربوطة حيث يتم تخصيص قنوات متعددة بشكل ديناميكي بين المستخدمين. تستخدم أنظمة المستوى الثالث قنوات تحكم توجه أجهزة الراديو تلقائيًا إلى الترددات المتاحة ، مما يزيد من الكفاءة للمؤسسات الكبيرة التي تضم مئات المستخدمين.
القدرات المتقدمة
أبعد من الاتصالات الصوتية الأساسية ، مؤسسة DMR الرقمية تمكن الميزات المتطورة:
-الرسائل النصية: يمكن لأجهزة الراديو إرسال واستقبال رسائل نصية تشبه الرسائل القصيرة ، مما يتيح الاتصال الصامت أو تبادل المعلومات عندما يكون الصوت غير عملي.
-تكامل نظام تحديد المواقع: تنقل بيانات الموقع جنبًا إلى جنب مع الصوت ، مما يتيح تتبع الأفراد والأصول في الوقت الفعلي من خلال برنامج الإرسال.
-الخصوصية المحسنة: على الرغم من عدم التشفير ، يوفر DMR خصوصية أساسية من خلال التشويش المدمج ، والعديد من الأنظمة تنفذ التشفير للاتصالات الحساسة.
-القياس عن بعد: مراقبة المعدات والتحكم فيها عن بعد من خلال نقل البيانات من أجهزة الاستشعار ونقاط التحكم.
-اتصال شبكة IP: يمكن لشبكات DMR الاتصال عبر روابط IP ، وإنشاء أنظمة تغطية واسعة تغطي مواقع ومناطق جغرافية متعددة.
تطبيقات عملية
تقدم تقنية DMR قطاعات متنوعة في جميع أنحاء العالم. تستخدم مرافق التصنيع DMR للتنسيق بين خطوط الإنتاج وأطقم الصيانة وأفراد الأمن. تعتمد فرق إدارة الفعاليات على ميزات الاتصال الجماعي في DMR لتنسيق موظفي الأمن والخدمات الطبية واللوجستية عبر الأماكن الكبيرة. وتستفيد وكالات السلامة العامة من وظائف التنبيه الصوتية والطوارئ الواضحة ، في حين تقدر شركات المرافق العامة تتبع نظام تحديد المواقع للفنيين الميدانيين.
مقارنة مع الأنظمة التماثلية
أصبحت مزايا DMR عبر التماثلية واضحة في المقارنة المباشرة. يحافظ DMR على جودة الصوت المتسقة إلى حافة التغطية ، في حين تتراجع الإشارات التماثلية تدريجيًا مع زيادة ثابتة. يضاعف عمر بطارية DMR عادةً أجهزة الراديو التماثلية المكافئة لأن أجهزة الإرسال تنشط فقط خلال فتحات الوقت المخصصة. تعمل عملية الفتحة المزدوجة بشكل فعال على مضاعفة سعة القناة دون تكاليف طيف إضافية. علاوة على ذلك ، تتيح الطبيعة الرقمية لـ DMR التكامل السلس مع أنظمة الإرسال والإدارة الحديثة المستندة إلى IP.
هيكل النظام
تتكون أنظمة DMR الكاملة من عدة مكونات متكاملة. أجهزة الراديو DMR (المحمولة المحمولة والوحدات المتنقلة) تشكل واجهة المستخدم. تتلقى أجهزة إعادة الإرسال إشارات من أجهزة الراديو وتعيد إرسالها بقوة أعلى ، مما يوسع نطاق التغطية بشكل كبير. توفر المحطات الأساسية نقاط بنية تحتية ثابتة ، في حين تعمل أجهزة إعادة الإرسال المترابطة عبر شبكات IP على إنشاء أنظمة واسعة النطاق. برنامج إدارة الشبكة يراقب صحة النظام ، ويقوم بتكوين أجهزة الراديو عن بعد ، ويعالج مصادقة المستخدم.
مع اعتراف المؤسسات بالمزايا التشغيلية بشكل متزايد ، تواصل شركة DMR استبدال الأنظمة التماثلية القديمة عبر الصناعات. استخدامه الفعال للطيف اللاسلكي المحدود ، جنبا إلى جنب مع جودة الصوت الرقمي القوية وقدرات البيانات الموسعة ، ومواضع DMR كمعيار حالي ومستقبلي للاتصالات المتنقلة الاحترافية. تضمن قابلية تطوير التكنولوجيا من الشركات الصغيرة إلى الشركات متعددة المواقع ملاءمتها مع تطور احتياجات الاتصالات نحو تكامل أكبر مع سير العمل الرقمي وتطبيقات IoT.
