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行业动态

TETRA与DMR的比较之一:性能篇——(TCCA)白皮书

2017-02-27

  近日。TCCA(The TETRA and Critical Communication。cialion.关键型通信协会)发布了TETRA与DMR的比较白皮书。本白皮书探讨了TETRA和DMR标准的性能、功能、应用、互操作性,以及过渡策略。
  TCCA的前身是TETRA Mou(全球TETRA协会),为了响应市场的变化以及技术的发展,协会于2011每11月正式更为现名。
 
  TCCA前身创建于1994年12月,是全球专用通信领域中最为知名和最具影响力的组织之一,现在在全球30个国家拥有包括制造商、渠道商、系统集成商、运营商和高端用户在内共165个成员。例如在们所熟悉的摩托罗拉系统、海能达、建伍、ICOM、SELEX,赛普乐、ZETRON等。TCCA将为这些成员提供包括市场调查、产品研发、培训、认证以及测试等在内的多种服务。
 
  本白皮书探讨TETRA和OMR标准的性能、功能、应用、互操作性,以及过渡策略。欧洲电信标准协会制定了TETRA和DMR标准。许多制造商和最终用户参与了这两个标准的工作组,制订要求,起草规范。虽然某些详细要求仍然允许制造商采用其专有方式实现(特别是DMR标准,但是原则上DMR和TETRA都是开放标准。
 
  TETRA是成熟、功能丰事并得到广泛支持的标准,它已经成为任务关键型和安全关键型通信的首选技术。现在投入运行的网络包括公共安全大型全国网和区域网!以及数以千计的广泛应用于大众运输、石油天然气、机场和海港、市政业和工业企业的小型单基站网和区域网。从1997年开始商用到现在,TETRAE已经部署到全球超过125个国家,数百万用户机巳经交付用户。
 
  DMR于2005年发布,目标是满足商业和工业用户的要求。第一代产品定位在第II次(Tier II)的中转台操作模式,即作为模拟常规无线中转台的直接替代解决方案。从2007年第一代产品商用化以后,已经建成大量的单基站中转台和一定数量的同播网。第一代第II层次(Tier II)产品在2012年商用化,其定位是代替模拟集群系统(例如MPT-1327)。
 
  虽然有的时候在某些市场DMR被视为对TETRA的威胁,但是这两个标准却是互为补充的。因此,对两个标准的好处和局限的准确理解,是正确选择从模拟无线网络向数字无线网络过渡方式的基础。本白皮书的目的是检视TETRA和DMR.从而找出真实的面向各种应用的相关性。
 
  性能
 
  性能方面主要与频谱效率、数据吞吐量、功率效率和覆盖有关。
 
  频谱效率和数据吞吐
 
  乍看之下,TETRA和DMR的领谱效率是一样的TETRA每25kHz频谱提供4路语音信道(时隙),而DMR每12.5kHz频道提供2路语音信道。这样,两个标准都要求每个话音信道6.25kHz频谱。
 
  但是TETRA标准提供了一些更为独特的优势;
 
  对IP分组数据业务。DMR提供每时隙2.0kb/s的数据吞吐量,而TETRA提供每时隙3.5kb/s的数据吞吐量。这样,TETRA以相同的频谱资源可以多提供75%的容量。而且TETRA提供多时时隙分组数据,数据吞吐量提高到4x3.5=14kb/s,是DMR同的7倍。
 
  一部TETRA收发信机支持4个逻辑信道,除了1个控制信道以外,使得同时还有3个不同的组能够通信。相比之下,DMR第III层次集群模式的一部收发信机提供2个逻辑信道,除了控制信道以外,只提供1个组呼。虽然DMR可以工作在非专用控制信道模式,但是当控制信道被用于业务的时候一些功能不再支持,包括漫游或
 
  者建立呼叫的能力。
 
  可见,在相同的频谱下,TETRA显然能够提供更多的容量和更多的功能,使语音和数据业务的增长远超过DMR的局限。
 
  功率效率
 
  为了支得漫游和切换,以及具有不停顿地发送和接收数据和状态消息、建立紧急呼叫的能力,TETRA和DMR在集群操作模式下的每个基站都需要一个连续的控制信道。因此,TETRA和DMR集群操作下靠关闭发射机来省电都不合适。
 
  TETRA网络从开始商用起,就采用了关闭不用的载波进而省电的技术。最近,TETRA网络技备制造商已经采用增强型省电技术,在业务信道关闭不使用的时隙的输出功率。迄今为止,DMR基站还没有实施按时隙关闭发射机的技术。
 
  在耗电方面,DMR的一个优势是其采用比较简单、较高效率的丙类功放。TETRA要求高度线性化的功放,不像DMR所用的那么高效。从另一方面,TETRA已经采用特别的线性化技术来改善功放的效率,使之接近DMR功放的效率。与丙类功放相比,线性化的好处是越强的功率控制能力和减少输出功率的性能。
 
  TETRA具有每基站收发信机提供双倍业务信道容量的优势。要做到与一部TETRA收发信机相当,可以采用2部DMR收发信机加上合路分路系统(台路器和接收机
 
  多路耦合器)。显然对于DMR来讲价格更贵,而且和TETRA相比由于合路设备损耗使得功率效率减半。
 
  由于技术创新手带来的好处,今天的TETRA比DMR具有更高的功率效率,只有个例外,即只需要部DMR收发信机就足够的情况。
 
  频谱和覆盖
 
  设计TETRA和DMR时隙是按照能够与模拟无线信道一起工作,允许数字无线网络在模拟专业网的现有频段共站址工作。这就要求对邻道功率和选择性有严格要
 
  求,可以与模拟收发信机兼容。这一点与GSM和CDMA等蜂窝电话标准很不同,他们需要设置频率保护带防止干扰。因此TETRA的频谱污染至少和DMR相同,当然也不希望由于干扰而降低覆盖能力。
 
  得益于技术的进步,与1995年刚发布TETRA规范相比,TETRA接收机灵敏度和载干比(共道干扰)已经得到极大改进。现在,典型的接收机灵敏度已经达到-119dBm,而标准规定为-15dBm,载干比已经改善到9dB,而标准现定为19d8。这两个指标的改进都有助于TETRA获得与相同频段的模拟无线信道相同的覆盖能
 
  力!它与DMR的性能相仿。
 
  TETRA基站的两信道或者三信道分集进步一提升覆盖能力。在大多数DMR基站中并不提供这特性,它对于多径衰落可以改善接收机灵敏度5-8dB,如果使用更
 
  多接收机,改善效果更佳。
 
  物理定律指出VHF频段和UHF频段相比,可以获得较大的覆盖,因此在工作VHF的DMR会比工作在UHF的TETRA具有覆盖优势,这对于低用户密度的同络将别有吸引力。
 
  然而,也有人希望TETRA设备也可以在VHF频段商用化,已经着手修改ETSI标准以覆革VHF频段,也有多个制造商已经声明支持这一修改。
 
  应该注意的是,具有较高输出功率的DMR基站和用户机也己商用,这也为低用户密度的网络带来了好处。
 
  互操作性
 
  TETRA的成功很大程度上归功于多个厂家的网络和用户机可以互操作。开放的标准,多供应商供货,已经形成离度竞争的市场,以及针对各种行业的大'解决方案。
 
  为把TETRA发展成为真正的开放的多供应商标准,TETRA互操作过程(lOP)做出了坚实的贡献。TETRA的IOP是一个持续不断的过程,包含进入市场的所有新功能特性,也是令入放心的全面测试,验证了覆盖所有基本业务超过1000项的测试。作为高度专业的过程,TETRA lOP过程是真正独立完成的,为全球所接受的。
 
  目前,还没有其他数字技术有这样定义完擎的、独立监督的、复杂的涵盖所奇特性的互操作过程。
 
  用户可以期待不同制造商的用户机能够在任一制造商的TETRA网络中完全工作。当邀请供应商的时候,合同方可以从大量网络供应商和用户机供应商中做出选择,这对于全面解决方案的价格有着正面的影响,因为不必仅依赖某一供应裔。由此产生的良性竞争也引起网络产品和用户机产品更多的创新。
 
  DMR是否会取得相同的互操作结果还是个问号,DMR标准置有现定组成部分和功能将性,它包括话音编解码器和加密选件,允许制造商的专有技术,包括第III层次的集群对讲机和网络。虽然DMR的支待者建议不同品牌的DMR对讲机和网络可以一起工作,由互操作测试来证明,但实际上,它仅是针对基本功能,仍然允许采用许多专有技术。
 
  在采购包括终端设备的完整的DMR解决方寨的时候,乍一看,制造商的锁定不明显,用户将在后续采购对讲机的时候,失望地发现他们自己只能依靠某个供应商。这时因为特定供应商拥有其他供应商所没有的基于识产权的专有特性。