Você conhece realmente o padrão DMR?

O DMR (Digital Mobile Radio) usa uma modulação baseada em FSK (4FSK), o que significa que as transições entre símbolos consecutivos envolvem apenas alterações na frequência. Daí que o sinal resultante tem amplitude constante.

Há quatro símbolos (denominados +3, +1, -1 e -3), de modo que cada símbolo informa dois bits de dados. Para o DMR, a modulação é aplicada a uma taxa de 4800 símbolos/s, resultando em uma taxa de dados de 9600bits/s. Os deslocamentos de frequência são de +/-648Hz ou +/-1944Hz.

Existe em sistemas Digitais um fenômeno chamado de espalhamento por atraso, este sinal recebido consiste de múltiplas cópias do sinal transmitido que se deslocaram sobre múltiplas trajetórias e chegaram em momentos distintos no receptor da estação base ou repetidor. O diagrama de olhos ou pontos elípticos significa que, na presença de espalhamento por sinal, o olho “se fecha” bastante rápido no ponto em que o BER* se degrada a 2% (DAQ3.4). *(Bit Error Rate)

Por isso, a modulação 4FSK não é muito resiliente em termos de espalhamento por atraso. A uma taxa de dados de 9,6kb/s o espalhamento máximo tolerado por atraso para DAQ 3.4 é de cerca de 28μs (13% do tempo de símbolo).

Para evitar a interferência entre duas entradas de tempo, as transmissões são separadas entre si por um tempo de guarda de 2,5ms para compensar as diferenças de temporização da transmissão que se dão quando um terminal transmite de muito mais perto da estação-base que o outro.

Importante: Pode haver interferência quando o fim de uma transmissão se sobrepõe ao início da outra em função de diferenças em temporização.

O tempo de guarda entre entradas TDMA para DMR é de 2,5ms, mas, subtraídos os tempos de subida e descida do transmissor, o intervalo de silêncio real entre as entradas é de 1ms. Se dois terminais estiverem à mesma distância do receptor/estação base, teremos o tempo de guarda total entre a recepção das duas transmissões:

Mas, se um rádio estiver mais distante da estação base, o atraso de propagação (tempo até que as transmissões cheguem à estação-base) é maior. As frequências do relógio DSP dos rádios podem ser um pouco diferentes, e então as respectivas transmissões podem começar um pouco mais cedo ou tarde do que o ideal, gerando um delay na respectiva conversação.

Se um rádio continua a se afastar da estação de base, em algum momento o atraso de propagação leva a estação base a receber o final da transmissão do terminal A, simultaneamente com o início da transmissão do terminal B:

Como o sinal do transmissor do terminal A é mais “forte” em função de sua proximidade à estação-base, o fim da transmissão do terminal B se “perderia”.

Este é o problema Perto/Longe em TDMA, de fácil solução. O tempo de guarda do TDMA determina a máxima cobertura de um sistema com distribuição uniforme de rádios; quanto maior o tempo de guarda, maior será o raio de cobertura da estação-base.

Tempo de guarda do TDMA – DMR

Tempo de guarda do TDMA - DMR

Há um tempo de guarda de 2,5ms entre as entradas TDMA de 30ms. Com os tempos de subida e descida do transmissor, só podemos considerar 1ms como sendo de efetivo “silêncio”.

Podemos usar o tempo de guarda do TDMA e a precisão do relógio interno dos terminais para calcular o limite teórico da cobertura DMR. O tempo de guarda contabiliza de forma eficaz os atrasos de propagação resultantes da maior distância entre o Terminal B e o receptor da estação-base.

Suponhamos que a velocidade do sinal é de (3*108m/s), assim, em 1ms o sinal percorre a Distância = 3*108m/s*1ms = 300km

A precisão do relógio interno dos terminais DMR não deve ser inferior a 0,5ppm, o que pode levar a transmissão dos terminais a começar com um pequeno adianto ou atraso.

Se temos um clock de 0,5ppm, e leva a uma variação (delta) de 0,5μs sobre 1 segundo, fica simples calcular os limites de cobertura, vejamos;

O cálculo de limite de cobertura para o padrão DMR usa um tempo de transmissão de 125 segundos (pouquíssimos terminais podem transmitir de forma contínua por tanto tempo, mas é esse o valor que a norma usa).

Em 125 segundos um terminal com relógio interno de 0,5ppm (deriva de 0,5μs por segundo) deriva de 125*0,5μs = 0,0625ms.

Agora, imaginemos que um terminal pode derivar de 0,0625ms em um sentido (avanço) e o outro de 0,0625ms no sentido oposto (atraso).

Nessa situação, um relógio interno de 0,5ppm pode resultar em uma deriva total de 2*0,0625ms = 0,125ms.

Isso significa que não temos 1ms a nossa disposição para atrasos de propagação; na verdade, temos 0,125ms a menos, ou seja: 0,875ms. Assim, repetindo o cálculo anterior temos que em 0,875ms o sinal percorre:

Distância = 3*108m/s*0,875ms = 262,5km

Na prática, cortamos esse valor à metade para contabilizar os trajetos ascendente (neste caso, dos terminais à estação base) e descendente (comunicação no sentido oposto, da estação base ao terminal), o que nos dá um limite teórico de cobertura de 131,25km.