DMR, el cambio lógico para optimizar recursos

SI USTED TIENE UN SITEMA DE RADIO DE UN CANAL DE 25.0 KHz, PODRÍA CONVERTIRLO EN UN SISTEMA DE 4 CANALES DMR UTILIZANDO EL MISMO RECURSO DE FRECUENCIAS.

La norma de DMR tiene muchos beneficios en comparación con los antiguos sistemas analógicos y otros sistemas digitales.

 Uno de los beneficios más importantes de DMR es que permite realizar dos llamadas simultáneas independientes a través de un único canal de 12,5 kHz, gracias a la técnica de TDMA contemplada en la norma de DMR; el TDMA mantiene el ancho del canal de 12,5 kHz y lo divide en dos ranuras de tiempo A y B alternas (véase las figura 1 y  2 que se muestran a continuación), cada una de las cuales actúa como una ruta de comunicación independiente. En la figura 1, los transceptores 1 y 3 están manteniendo una conversación en la ranura 1, y los transreceptores 2 y 4 en la ranura 2.DMR_comm1

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.

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.

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Figura 3  Análogo a digital con sistemas DMR

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.

Radio digital ha desarrollado maneras en las que se puede acomodar más de una conversación (multiplexadas) dentro del mismo canal físico de RF. Existen tres formas comunes de lograr esto:

  1. Frequency Division Multiple Access (FDMA)
    2. Time Division Multiple Access (TDMA)
    3. Code Divisional Multiple Access (CDMA)

1. FREQUENCY DIVISION MULTIPLE ACCESS (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.

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Figura 4 FDMA

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.

2. TIME DIVISION MULTIPLE ACCESS (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.

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Figura 5 TDMA

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.

3. CODE DIVISIONAL MULTIPLE ACCESS (CDMA)

En lugar de dividir el canal RF en sub canales o franjas en el tiempo, cada ranura tiene un código único. A diferencia de FDMA, la frecuencia de RF transmitida es la misma en cada ranura, y a diferencia de TDMA, las ranuras son transmitidas simultáneamente. En el diagrama, el canal está dividido en cuatro ranuras de código.

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Figura 6 CDMA

Cada ranura es capaz de llevar una conversación diferente porque el receptor sólo reconstruye información enviada desde un transmisor con el mismo código.

Sin embargo esto crea un problema, como las transmisiones en la misma frecuencia con distintos códigos siguen siendo recibidas y decodificadas, estas aparecerán como ruido. Esto significa que cuanto mayor sea el número de usuarios, mayor será el nivel de ruido en el sistema, que por supuesto puede afectar la cobertura.

Cerca/lejos  también requieren un control de potencia dinámica en sistemas CDMA para asegurarse de que todas las señales llegan a la Estación Base más o menos al mismo nivel para asegurar que no se pierdan las señales de los transmisores distantes.

* El problema Cerca-lejos ocurre cuando un transmisor envía una fuerte señal a un receptor que luego dificulta que otras señales más débiles puedan ser recibidas.

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