دليل شامل يشرح الأعمال الداخلية للـ DMR (الراديو الرقمي المحمول). تعرف على تقنية TDMA ذات الفتحتين ، وهيكل الطبقة ، وأنواع المكالمات ، وكيف توفر اتصالات رقمية فعالة وواضحة للمستخدمين المحترفين.
في عالم الاتصالات اللاسلكية الاحترافية ، حدث تحول كبير من الأنظمة التماثلية التقليدية إلى معايير رقمية أكثر وضوحًا وكفاءة. من بين هذه ، ظهر الراديو الرقمي المحمول (DMR) كبروتوكول رائد. ولكن ماذا يحدث بالضبط عندما تضغط على زر الضغط للتحدث على هاتف DMR ؟ تفكك هذه المقالة المبادئ التقنية التي تجعل DMR أداة قوية للأعمال التجارية والسلامة العامة والمستخدمين الصناعيين.
الأساس الرقمي: من الموجات الصوتية إلى حزم البيانات
في جوهرها ، DMR هو معيار راديو رقمي مفتوح يحدده المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI). على عكس راديو FM التناظري ، الذي ينقل موجة مستمرة معدَّلةً بصوتك ، يحول DMR صوتك إلى بيانات رقمية قبل الإرسال.
إليك العملية الأولية:
1. تحويل تناظري إلى رقمي: عند التحدث في الميكروفون ، يتم التقاط الموجة الصوتية (إشارة تناظرية). الترميز الراديو (المبرمج-فك) ، وتحديدا أمبي 2™الترميز الشائع في DMR ، عينات هذه الإشارة الصوتية آلاف المرات في الثانية.
2. الترميز والضغط: يتم بعد ذلك ترميز البيانات التي تم أخذ عينات منها رقميًا وضغطها إلى تدفق بيانات فعال للغاية. هذا الضغط هو المفتاح-فهو يحافظ على جودة صوت جيدة مع تقليل كمية البيانات التي يجب إرسالها.
3. تشكيل إطارات البيانات: يتم تعبئة الصوت الرقمي المضغوط في حزم صغيرة منفصلة تسمى إطارات البيانات. لا تحتوي هذه الإطارات على بيانات صوتية فقط ؛ فهي تتضمن أيضًا معلومات تحكم مهمة ، وبيانات تصحيح الأخطاء ، وبتات الإشارة.
قلب الكفاءة: TDMA ذو الفتحتين
هذا هو المكان الذي تحدث فيه خدعة DMR السحرية. يستخدم DMR تقنية تسمى الوصول المتعدد بتقسيم الوقت بين الفتحتين (TDMA). فكر في قناة ترددات الراديو كطريق سريع.
تناظري/FDMA (طريق سريع قديم): تناظري تقليدي وبعض الأنظمة الرقمية تستخدم الوصول المتعدد بتقسيم التردد (FDMA). هذا مثل تخصيص ممر طريق سريع بالكامل لمحادثة واحدة. للحصول على محادثتين ، تحتاج إلى مسارين منفصلين (أزواج تردد منفصلة) ، مما يضاعف استخدام الطيف.
* DMR/TDMA (الطريق السريع الحديث): تقسم TDMA قناة تردد واحدة واسعة 11.5 كيلو هرتز إلى"فتحتين زمنيتين متناوبتين". تخيل حارة طريق سريع واحدة مقسمة إلى اثنين من فتحات تقاسم الوقت: تستخدم فتحة 1 الممر للحظة قصيرة ، ثم تستخدمها فتحة 2 ، ثم تعود إلى فتحة 1 ، وهكذا. يحدث هذا التبديل بسرعة كبيرة (30 ميلي ثانية لكل فتحة) بحيث يرى المستخدمون اتصالًا سلسًا بدوام كامل.
النتيجة ؟ يمكن أن يدعم زوج تردد DMR واحد اثنين من المحادثات المتزامنة والمستقلة أو جلسات البيانات. هذا يضاعف على الفور من قدرة الطيف الحالي مقارنة بـ FM التناظري القديم ، قفزة هائلة في الكفاءة.
المستويات الثلاثة لهيكل DMR
يتم تنظيم DMR إلى ثلاثة مستويات ، وتقديم الطعام لحالات الاستخدام المختلفة:
* المستوى I: يغطي الأجهزة الخالية من الترخيص والمنخفضة الطاقة العاملة في نطاق PMR446 في بعض المناطق. إنها للاتصالات البسيطة والمباشرة من الراديو إلى الراديو.
* المستوى الثاني: هذا هو المستوى الأكثر شيوعًا للأنظمة المهنية التقليدية المرخصة. تعمل في نطاقات VHF و UHF باستخدام تقنية TDMA الموضحة أعلاه ، عادةً بمساعدة الراسبين لتوسيع النطاق. هذا هو المعيار لمعظم المستخدمين التجاريين والصناعيين.
* المستوى الثالث: الطبقة الأكثر تقدمًا ، والمصممة لأنظمة الشاحنات. في التوزيع ، تتم إدارة مجموعة من القنوات المتاحة بواسطة وحدة تحكم مركزية. تطلب أجهزة الراديو قناة من المجمع فقط عند الحاجة. يزيد هذا من الكفاءة عبر أسطول كبير من المستخدمين ، مما يجعله مثاليًا للسلامة العامة على مستوى المدينة أو شركات المرافق الكبيرة.
دور الراسبين والشبكات
بالنسبة لتغطية المنطقة الواسعة ، يعتمد DMR على أجهزة إعادة الإرسال ، تشبه إلى حد كبير الأنظمة التماثلية ، ولكن مع مزايا رقمية.
1. يرسل الراديو المحمول أو المحمول إشارة TDMA إلى مكرر.
2. يستقبل المكرر ، الذي يقع غالبًا على برج أو مبنى طويل ، الإشارة على تردد واحد ويعيد نقلها في نفس الوقت على تردد آخر بقوة أكبر.
3. جميع أجهزة الراديو الأخرى في النظام تستمع إلى تردد خرج المكرر. وهذا يسمح للهاتف منخفض الطاقة بالتواصل عبر مدينة بأكملها.
في أنظمة المستوى الثالث أو الطبقة الثانية المتصلة الأكثر تطوراً ، يمكن ربط أجهزة إعادة الإرسال المتعددة عبر شبكات IP (مثل الإنترنت أو الخطوط الخاصة) لإنشاء شبكة واسعة ، مما يتيح التواصل عبر البلدان أو حتى القارات.
أنواع التواصل: ما وراء الحديث البسيط
تتيح الطبيعة الرقمية لـ DMR أنواع مكالمات متميزة:
* مكالمة خاصة (مكالمة فردية): مكالمة فردية إلى معرف راديو معين ، مثل مكالمة هاتفية رقمية.
* مكالمة جماعية: مكالمة من واحد إلى كثير لمجموعة اتصال محددة مسبقًا. هذا هو المكافئ الرقمي لقناة تناظرية ولكن أكثر تنظيمًا.
* جميع المكالمات: البث إلى جميع أجهزة الراديو في النظام.
* خدمات البيانات: يدعم الرسائل القصيرة (SMS) ، وتتبع الموقع بنظام تحديد المواقع العالمي ، وبيانات القياس عن بعد ، وكلها يتم إرسالها ضمن تدفق البيانات الرقمية.
تصحيح الخطأ: الوضوح عند حافة التغطية
الميزة الرئيسية للراديو الرقمي هي التدهور الرشيق. تصبح الإشارة التماثلية صاخبة بشكل متزايد مع ثابت وهمسة عندما تصل إلى حد مداها. يستخدم DMR تصحيح الخطأ الأمامي (FEC) ، بإضافة بيانات إضافية إلى كل إطار مرسل. في حالة تلف بعض البتات أثناء الإرسال بسبب ضعف الإشارة أو التداخل ، يمكن للراديو المستلم استخدام هذه البيانات الإضافية لإعادة بناء المعلومات الأصلية بشكل مثالي. يبقى الصوت واضحًا ومفهومة حتى لا يمكن تصحيح الخطأ بعد ذلك ، وعند هذه النقطة يقطع الصوت نظيفًا بدلاً من أن يتلاشى إلى الضوضاء.
