移動通信的兩大領域分別為公眾移動通信和專網(wǎng)移動通信。眾所周知，公眾移動通信已經(jīng)由早起的模擬的大哥大發(fā)展到現(xiàn)在的4G移動通信，而專網(wǎng)移動通信則以某些特定領域的應用或垂直的行業(yè)應用為主，包括對講機、集群通信系統(tǒng)和無中心通信系統(tǒng)三大類。我們主要研究的就是其中的對講機通信系統(tǒng)。
1940年由高爾文公司制造的“步話機”是早投入使用的無線對講機，二戰(zhàn)后無線對講機迅速投入商用。我國于1989年開始引進模擬集群系統(tǒng)，1990年投入使用，1993年已得到了較快的發(fā)展。目前國際上比較成熟的技術(shù)標準主要包括DMR、P25、TETRA和MPT1327。
傳統(tǒng)的模擬對講機有很多的弊端比如頻譜利用率低，易受干擾，保密性差，因此推動傳統(tǒng)模擬通信設備數(shù)字化已經(jīng)是一個全球化的趨勢。和模擬對講機相比，數(shù)字對講機具有很多優(yōu)良的特點，比如即時通信、經(jīng)濟實用、使用方便以及無需通信費等優(yōu)點，因此數(shù)字對講機廣泛應用在民用、緊急事件處理等方面。
DMR數(shù)字對講機標準采用的是雙時隙的TDMA技術(shù)，雖然信道間隔12．5kHz是無中心和dPMR的一倍，但由于它是雙時隙結(jié)構(gòu)，可以更好的實現(xiàn)雙工通信，另外雙時隙結(jié)構(gòu)還可以實現(xiàn)數(shù)話同傳。DMR傳輸速率是9．6kb／s，更高的傳輸速率可以在相同的時間內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)。
DMR數(shù)字對講機協(xié)議：
1. DMR(Digital Mobile Radio)數(shù)字對講機協(xié)議是ETSI(歐洲通信標準協(xié)會)為了滿足歐洲各國的中低端專業(yè)以及商業(yè)用戶對移動通信的需要于2005年設計、制定的開放性標準。
DMR是嚴格按照簡化的OSl分層模型設計的，自下而上分為三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和呼叫控制層。
2. 時隙結(jié)構(gòu)。下圖是2時隙的TDMA結(jié)構(gòu)。MS TX表示上行信道，BS TX表示下行信道。
圖中TDMA物理信道的兩個時隙分別標示為信道“1”和信道“2”，每個時隙為30ms，其中27.5ms為有效信息，另外剩余的2.5ms在有效信息左右兩邊分別有1.25ms。在上行信道“MS TX”上這2.5ms是保護間隔，在下行信道“BS TX”上這2.5ms是CACH信道。這兩個時隙可以同時傳輸，實現(xiàn)雙工通信。
3. 幀結(jié)構(gòu)。DMR協(xié)議有兩種幀結(jié)構(gòu)，分別為語音突發(fā)幀結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)突發(fā)幀結(jié)構(gòu)。其中語音突發(fā)幀結(jié)構(gòu)的主要作用是承載語音信息，數(shù)據(jù)突發(fā)幀結(jié)構(gòu)的主要作用是承載控制信令和數(shù)據(jù)信息。DMR協(xié)議中還有語音超幀的概念，語音超幀由六個語音突發(fā)組成，是語音發(fā)送的小單元。
4. 信令。
5. 同步碼。同步碼對于數(shù)字通信系統(tǒng)來說至關(guān)重要。幀同步碼是具有幀同步能力的碼字，在數(shù)字通信系統(tǒng)中數(shù)字信號是分幀傳送的，接收端必須按每一個碼字的起止位置進行譯碼。DMR協(xié)議實現(xiàn)幀同步的方式是通過插入特殊的碼組，即幀同步碼。在DMR協(xié)議中的幀同步碼主要有以下五種：
（1） 基站語音同步碼
（2） 基站數(shù)據(jù)同步碼
（3） 移動臺語音同步碼
（4） 移動臺數(shù)據(jù)同步碼
（5） 反向信道同步碼
DMR的這五種幀同步碼都是48bits，區(qū)別是二進制碼不一樣，語音碼用于語音信號的同步，數(shù)據(jù)同步碼用于數(shù)據(jù)信號的同步，反向信道同步碼用于反向信道的同步。
DMR協(xié)議中的同步碼不僅能夠區(qū)分出信息來源是基站還是移動臺，也能夠判斷信號是語音幀還是數(shù)據(jù)幀。
6. 色碼
7. 呼叫流程。DMR的基本通信模式有直通模式、轉(zhuǎn)發(fā)模式和集群模式，三種模式中直通模式是DMR協(xié)議基本的通信模式，其他兩種模式是它的擴展。在直通模式下，兩個移動終端之間的通話流程如下：
㈠移動終端A的呼叫流程：
①首先移動終端A向移動終端B發(fā)送呼叫請求CSBK信令；
②等待終端B回應；
③如果移動終端B回應，就轉(zhuǎn)到④，否則轉(zhuǎn)到②；
④發(fā)送語音頭LC信令，通知終端B通話開始；
⑤以語音超幀的形式發(fā)送語音信息，雙方開始通話；
⑥語音通話結(jié)束，向終端B發(fā)送語音終止LC信令；
⑦進入待機狀態(tài)。
㈡移動終端B的呼叫流程：
①收到移動終端A的呼叫請求信令，判斷呼叫地址是否與自己的D匹配，如果匹配就轉(zhuǎn)入下一步，否則轉(zhuǎn)入⑥；
②發(fā)送應答CSBK信令；
③接收語音頭LC，打開麥克風；
④接收語音信息，雙方開始通話；
⑤通話過程中，如果收到語音終止LC就轉(zhuǎn)入下一步，否則繼續(xù)語音通話；
⑥進入待機狀態(tài)。
8 地址編碼。每個移動終端都有的一個固定ID，這個地址ID是區(qū)分不同終端的重要的信息。在DMR協(xié)議中，每個DMR移動終端的地址ID是一個七位十進制數(shù)，即從“0000000”到“9999999”。在對講機系統(tǒng)中會將這七位十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進制的ID。
信道編碼。在通信系統(tǒng)中，有效性和可靠性是兩個重要的性質(zhì)，有效性就是要求系統(tǒng)高效率地傳輸信息，即又“多”又“快”。可靠性是要求系統(tǒng)可靠地傳輸信息，即又“準”又“好”。但是有效性和可靠性這兩個要求指標通常是不可兼得的，合適的信道編碼可以盡可能小地增加系統(tǒng)的冗余度而達到可靠性的標準。DMR數(shù)字對講機協(xié)議中使用了很多的檢錯糾錯碼來提升系統(tǒng)的性能。
DMR對講機的實現(xiàn)：基于DMR協(xié)議的數(shù)字對講機的實現(xiàn)方案目前有兩種比較成熟的方案。
方案一：
語音編碼芯片使用CML公司MX61 8芯片，基帶調(diào)制芯片則使用MX7041
芯片進行4FSK調(diào)制，微控制器處理芯片使用ARM，射頻模塊通過分立元件進行搭建。
方案二：語音編解碼以及基帶的4FSK調(diào)制通過軟件編程實現(xiàn)，微控制器處理芯片我們依然采用ARM，射頻模塊通過分立元件搭建。
兩種方案各有優(yōu)劣，其中第一種方案相對而言實現(xiàn)起來比較簡單而第二種方案比較靈活。
感想和收獲：
在通信系統(tǒng)課程設計中，我們小組三個成員一起討論選定了課題即DMR數(shù)字對講機協(xié)議的研究與實現(xiàn)，并進行了資料查找工作。從萬方、維普數(shù)據(jù)庫中查找到了幾篇與研究課題相關(guān)的論文還有資料并一起進行了閱讀和分析。在此之后我們小組成員進行了合理分工，每個人負責不同的方面，一起完成了課題的研究。在討論研究的過程中，我們逐漸對DMR協(xié)議有了比較深入的了解，尤其是DMR協(xié)議的時隙結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)、呼叫流程和信道編碼等方面。
在我們相互討論相互交流的過程中我們交換的各自的想法，也能夠順利的溝通想法，我們從中學習到了合作的重要性，一件任務需要每個人都承擔一小部分每個人之間想法的交流才可以。
1940年由高爾文公司制造的“步話機”是早投入使用的無線對講機，二戰(zhàn)后無線對講機迅速投入商用。我國于1989年開始引進模擬集群系統(tǒng)，1990年投入使用，1993年已得到了較快的發(fā)展。目前國際上比較成熟的技術(shù)標準主要包括DMR、P25、TETRA和MPT1327。
傳統(tǒng)的模擬對講機有很多的弊端比如頻譜利用率低，易受干擾，保密性差，因此推動傳統(tǒng)模擬通信設備數(shù)字化已經(jīng)是一個全球化的趨勢。和模擬對講機相比，數(shù)字對講機具有很多優(yōu)良的特點，比如即時通信、經(jīng)濟實用、使用方便以及無需通信費等優(yōu)點，因此數(shù)字對講機廣泛應用在民用、緊急事件處理等方面。
DMR數(shù)字對講機標準采用的是雙時隙的TDMA技術(shù)，雖然信道間隔12．5kHz是無中心和dPMR的一倍，但由于它是雙時隙結(jié)構(gòu)，可以更好的實現(xiàn)雙工通信，另外雙時隙結(jié)構(gòu)還可以實現(xiàn)數(shù)話同傳。DMR傳輸速率是9．6kb／s，更高的傳輸速率可以在相同的時間內(nèi)傳輸更多數(shù)據(jù)。
DMR數(shù)字對講機協(xié)議：
1. DMR(Digital Mobile Radio)數(shù)字對講機協(xié)議是ETSI(歐洲通信標準協(xié)會)為了滿足歐洲各國的中低端專業(yè)以及商業(yè)用戶對移動通信的需要于2005年設計、制定的開放性標準。
DMR是嚴格按照簡化的OSl分層模型設計的，自下而上分為三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和呼叫控制層。
2. 時隙結(jié)構(gòu)。下圖是2時隙的TDMA結(jié)構(gòu)。MS TX表示上行信道，BS TX表示下行信道。
圖中TDMA物理信道的兩個時隙分別標示為信道“1”和信道“2”，每個時隙為30ms，其中27.5ms為有效信息，另外剩余的2.5ms在有效信息左右兩邊分別有1.25ms。在上行信道“MS TX”上這2.5ms是保護間隔，在下行信道“BS TX”上這2.5ms是CACH信道。這兩個時隙可以同時傳輸，實現(xiàn)雙工通信。
3. 幀結(jié)構(gòu)。DMR協(xié)議有兩種幀結(jié)構(gòu)，分別為語音突發(fā)幀結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)突發(fā)幀結(jié)構(gòu)。其中語音突發(fā)幀結(jié)構(gòu)的主要作用是承載語音信息，數(shù)據(jù)突發(fā)幀結(jié)構(gòu)的主要作用是承載控制信令和數(shù)據(jù)信息。DMR協(xié)議中還有語音超幀的概念，語音超幀由六個語音突發(fā)組成，是語音發(fā)送的小單元。
4. 信令。
5. 同步碼。同步碼對于數(shù)字通信系統(tǒng)來說至關(guān)重要。幀同步碼是具有幀同步能力的碼字，在數(shù)字通信系統(tǒng)中數(shù)字信號是分幀傳送的，接收端必須按每一個碼字的起止位置進行譯碼。DMR協(xié)議實現(xiàn)幀同步的方式是通過插入特殊的碼組，即幀同步碼。在DMR協(xié)議中的幀同步碼主要有以下五種：
（1） 基站語音同步碼
（2） 基站數(shù)據(jù)同步碼
（3） 移動臺語音同步碼
（4） 移動臺數(shù)據(jù)同步碼
（5） 反向信道同步碼
DMR的這五種幀同步碼都是48bits，區(qū)別是二進制碼不一樣，語音碼用于語音信號的同步，數(shù)據(jù)同步碼用于數(shù)據(jù)信號的同步，反向信道同步碼用于反向信道的同步。
DMR協(xié)議中的同步碼不僅能夠區(qū)分出信息來源是基站還是移動臺，也能夠判斷信號是語音幀還是數(shù)據(jù)幀。
6. 色碼
7. 呼叫流程。DMR的基本通信模式有直通模式、轉(zhuǎn)發(fā)模式和集群模式，三種模式中直通模式是DMR協(xié)議基本的通信模式，其他兩種模式是它的擴展。在直通模式下，兩個移動終端之間的通話流程如下：
㈠移動終端A的呼叫流程：
①首先移動終端A向移動終端B發(fā)送呼叫請求CSBK信令；
②等待終端B回應；
③如果移動終端B回應，就轉(zhuǎn)到④，否則轉(zhuǎn)到②；
④發(fā)送語音頭LC信令，通知終端B通話開始；
⑤以語音超幀的形式發(fā)送語音信息，雙方開始通話；
⑥語音通話結(jié)束，向終端B發(fā)送語音終止LC信令；
⑦進入待機狀態(tài)。
㈡移動終端B的呼叫流程：
①收到移動終端A的呼叫請求信令，判斷呼叫地址是否與自己的D匹配，如果匹配就轉(zhuǎn)入下一步，否則轉(zhuǎn)入⑥；
②發(fā)送應答CSBK信令；
③接收語音頭LC，打開麥克風；
④接收語音信息，雙方開始通話；
⑤通話過程中，如果收到語音終止LC就轉(zhuǎn)入下一步，否則繼續(xù)語音通話；
⑥進入待機狀態(tài)。
8 地址編碼。每個移動終端都有的一個固定ID，這個地址ID是區(qū)分不同終端的重要的信息。在DMR協(xié)議中，每個DMR移動終端的地址ID是一個七位十進制數(shù)，即從“0000000”到“9999999”。在對講機系統(tǒng)中會將這七位十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為二進制的ID。
信道編碼。在通信系統(tǒng)中，有效性和可靠性是兩個重要的性質(zhì)，有效性就是要求系統(tǒng)高效率地傳輸信息，即又“多”又“快”。可靠性是要求系統(tǒng)可靠地傳輸信息，即又“準”又“好”。但是有效性和可靠性這兩個要求指標通常是不可兼得的，合適的信道編碼可以盡可能小地增加系統(tǒng)的冗余度而達到可靠性的標準。DMR數(shù)字對講機協(xié)議中使用了很多的檢錯糾錯碼來提升系統(tǒng)的性能。
DMR對講機的實現(xiàn)：基于DMR協(xié)議的數(shù)字對講機的實現(xiàn)方案目前有兩種比較成熟的方案。
方案一：
語音編碼芯片使用CML公司MX61 8芯片，基帶調(diào)制芯片則使用MX7041
芯片進行4FSK調(diào)制，微控制器處理芯片使用ARM，射頻模塊通過分立元件進行搭建。
方案二：語音編解碼以及基帶的4FSK調(diào)制通過軟件編程實現(xiàn)，微控制器處理芯片我們依然采用ARM，射頻模塊通過分立元件搭建。
兩種方案各有優(yōu)劣，其中第一種方案相對而言實現(xiàn)起來比較簡單而第二種方案比較靈活。
感想和收獲：
在通信系統(tǒng)課程設計中，我們小組三個成員一起討論選定了課題即DMR數(shù)字對講機協(xié)議的研究與實現(xiàn)，并進行了資料查找工作。從萬方、維普數(shù)據(jù)庫中查找到了幾篇與研究課題相關(guān)的論文還有資料并一起進行了閱讀和分析。在此之后我們小組成員進行了合理分工，每個人負責不同的方面，一起完成了課題的研究。在討論研究的過程中，我們逐漸對DMR協(xié)議有了比較深入的了解，尤其是DMR協(xié)議的時隙結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)、呼叫流程和信道編碼等方面。
在我們相互討論相互交流的過程中我們交換的各自的想法，也能夠順利的溝通想法，我們從中學習到了合作的重要性，一件任務需要每個人都承擔一小部分每個人之間想法的交流才可以。