DMR / Amateurs | PD0CRF (2024)

Digital mobile radio(DMR) is a limited open digitalmobile radiostandard defined in theEuropean Telecommunications Standards Institute(ETSI) Standard TS 102 361 parts 1–4^[1]and used in commercial products around the world. DMR, along withP25 phase IIandNXDNare the main competitor technologies in achieving 6.25kHz equivalent bandwidth using the proprietaryAMBE+2vocoder. DMR and P25 II both use two-slotTDMAin a 12.5kHz channel, while NXDN uses discrete 6.25kHz channels using frequency division andTETRAuses a four-slot TDMA in a 25 kHz channel.

DMR was designed with three tiers. DMR tiers I and II (conventional) were first published in 2005, and DMR III (Trunked version) was published in 2012, with manufacturers producing products within a few years of each publication.

The primary goal of the standard is to specify a digital system with low complexity, low cost and interoperability across brands, so radio communications purchasers are not locked into a proprietary solution. In practice, given the current limited scope of the DMR standard, many vendors have introduced proprietary features that make their product offerings non-interoperable with other brands

The DMR interface is defined by the following ETSI standards:

• TS 102 361-1: Air interface protocol
• TS 102 361-2: Voice and General services and facilities
• TS 102 361-3: Data protocol
• TS 102 361-4:Trunkingprotocol

The DMR standard operates within the existing 12.5kHzchannel spacingused in land mobile frequency bands globally, but achieves two voice channels through two-slotTDMAtechnology built around a 30ms structure. The modulation is 4-stateFSK, which creates four possible symbols over the air at a rate of 4,800 symbols/s, corresponding to 9,600bit/s. After overhead, forward error correction, and splitting into two channels, there is 2,450bit/s left for a single voice channel using DMR, compared to 4,400bit/s using P25 and 64,000bit/s with traditional telephone circuits.

The standards are still (as of late 2015) under development with revisions being made regularly as more systems are deployed and improvements are discovered.^[2]It is very likely that further refinements will be made to the standard, which will necessitate firmware upgrades to terminals and infrastructure in the future to take advantage of these new improvements, with potential incompatibility issues arising if this is not done.

DMR covers the RF range 30MHz to 1GHz.

There are DMR implementations, (as of early 2016), that operate as low as 66MHz (within the European Union, in 'Lo-Band VHF' 66–88MHz.)^{[citation needed]}

The DMR Association and manufacturers often claim that DMR has superior coverage performance to analogue FM.^{[citation needed]}Forward error correction can achieve a higher quality of voice when the receive signal is still relatively high. In practice, however, digital modulation protocols are much more susceptible tomultipath interferenceand fail to provide service in areas where analogue FM would otherwise provide degraded but audible voice service. At a higher quality of voice, DMR outperforms analogue FM by about 11dB. But at a lower quality of voice, analogue FM outperforms DMR by about 5dB.^{[citation needed]}

Wheredigitalsignal processing has been used to enhance theanalogueFM audio quality then analogue FM generally outperforms DMR in all situations, with a typical 2–3dB improvement for "high quality" voice and around 5dB improvement for "lower quality" voice.^{[citation needed]}Where digital signal processing is used to enhance analog FM audio, the overall "delivered audio quality" is also considerably better than DMR.^{[citation needed]}However DSP processing of analog FM audio does not remove the 12.5kHz requirement so DMR is still morespectrally efficient.

DMR Tiers[edit]

DMR Tier I[edit]

DMR Tier I products are for licence-free use in the EuropeanPMR446 band. Tier I products are specified for non-infrastructure use only (meaning without the use of repeaters). This part of the standard provides for consumer applications and low-power commercial applications, using a maximum of 0.5 watt RF power.^[3]

Note that a licence free allocation is not present at this frequency outside of Europe, which means that PMR446 radios including DMR Tier I radios can only be used legally in other countries once an appropriate radio licence is obtained by the operator.

Some DMR radios sold by Chinese manufacturers (most notablyBaofeng) have been mis-labelled as DMR Tier I. A DMR Tier I radio would only use the PMR446 licence free frequencies, and would have a maximum transmitted power of 0.5 W as required by law for all PMR446 radios.^[4]

Although the DMR standard allows Tier I DMR radios to use continuous transmission mode, all known Tier I radios currently use TDMA, the same as Tier II. This is probably due to the battery savings that come with transmitting only half the time instead of continuously.^[5]

DMR Tier II[edit]

DMR Tier II covers licensedconventional radiosystems, mobiles and hand portables operating in PMR frequency bands from 66–960MHz. The ETSI DMR Tier II standard is targeted at those users who needspectral efficiency, advanced voice features and integrated IP data services in licensed bands for high-power communications. A number of manufacturers have DMR Tier II compliant products on the market. ETSI DMR specifies two slot TDMA in 12.5kHz channels for Tier II and III.^[6]

DMR Tier III[edit]

DMR Tier III coverstrunkingoperation in frequency bands 66–960MHz. Tier III supports voice and short messaging handling similar toTETRAwith built-in 128 character status messaging and short messaging with up to 288 bits of data in a variety of formats. It also supports packet data service in a variety of formats, including support forIPv4andIPv6. Tier III compliant products were launched in 2012.

DMR Association[edit]

In 2005, amemorandum of understanding(MOU) was formed with potential DMR suppliers includingTait Communications, Fylde Micro, Selex,Motorola,Hytera,Sanchar Communication,Vertex Standard,KenwoodandIcomto establish common standards and interoperability. While the DMR standard does not specify thevocoder, MOU members agreed to use the half rate DVSIAdvanced Multi-Band Excitation(AMBE) vocoder to ensure interoperability. In 2009, the MOU members set up the DMR Association to work on interoperability between vendors' equipment and to provide information about the DMR standard.^[7]Formal interoperability testing has been taking place since 2010. Results are published on the DMR Association web site. There are approximately 40 members of the DMR Association.

The standard allows DMR manufacturers to implement additional features on top of the standards which has led to practical non-interoperability issues between brands, in contravention to the DMR MOU.

Amateur Radio Use[edit]

DMR has seen some use on theAmateur RadioVHF and UHF bands, started byDMR-MARC(Motorola Amateur Radio Club) around 2010. In Amateur spaces, Coordinated DMR Identification Numbers are assigned and managed by RadioID Inc. Their coordinated database can be uploaded to DMR Radios in order to display the name, call sign, and location of other operators.^[8]Internet-linked systems such as theDMR-MARC,Phoenix UK DMR Network,BrandMeister network, TGIF,DV Scotland(UK), FreeDMR and several others (including several closed clusters), allow users to communicate with other users around the world via connectedrepeaters, or DMR "Hotspots" often based on theRaspberry Pisingle-board computer. There are currently more than 4,000 repeaters and 15,000 "hotspots" linked to the BrandMeister system worldwide.^[9]The low-cost and increasing availability of internet-linked systems have led to a rise in DMR use on the Amateur Radio bands.^[10]The development of Raspberry Pi hotspots has allowed users to connect to single or multiple networks (using Pi-Star software). Pi-Star software used for many Raspberry Pi hotspots has also allowed those wanting to host an Amateur Radio repeater, to make a "home-brew" repeater using various radios controlled by a Raspberry Pi utilising the Pi-Star software, at a fraction of the cost of a commercial repeater.

DMR techniek voor beginners

Dit artikel is ook gepubliceerd in 4 delen inDARU Magazine, vanaf december 2019.

DMR: de basis

DMR, wat een afkorting is voorDigital Mobile Radio, is een open digitale radio standaard gedefinieerd door de European Telecommunications Standards Institute (ETSI) in 2005/2012 en over de hele wereld in gebruik voor professionele/commerciële netwerken. De DMR standaard is bedacht om efficiënter met het schaarse radiospectrum om te gaan (net als TETRA, NXDN en P25, maar die zijn nauwelijks bij zendamateurs in gebruik). DMR is ontworpen met als doelen een lage complexiteit, lage kosten en interoperabiliteit, zodat je apparatuur van het ene merk kan gebruiken met apparatuur van een ander merk.

DMR gebruikt een techniek genaamdTDMA: Time-Division Multiple Access. Hierbij wordt een kanaal van 12.5kHz breed verdeeld in twee Timeslots, waardoor je op één frequentie ineens twee gesprekken tegelijk kunt voeren. P25 doet dit ook, terwijl TETRA 4 Timeslots in een 25kHz kanaal stopt. NXDN gebruikt FDMA: Frequency-Division Multiple Access, waarbij er in één 12.5kHz kanaal twee kanalen van elk 6,25kHz worden gestopt. NXDN valt onder de dPMR standaard. Voor het gebruik maakt dit weinig uit, alle 4 digitale radio standaarden maken in 25kHz ruimte 4 gesprekken tegelijk mogelijk. Je kunt alleen niet communiceren tussen de verschillende standaarden.

Omdat professionele gebruikers verschillende behoeftes hebben is de DMR standaard onderverdeeld in 3 smaken, genaamd Tiers: Tier 1, Tier 2 en Tier 3. Tier 1 is bedoeld voor simplex licentievrij gebruik op de PMR446 frequenties, maar hier zijn nauwelijks portofoons voor te vinden (behalve Chinese porto’s die DMR Tier 1 gelabeld zijn maar eigenlijk niet voldoen aan die standaard). Tier 2 is de variant die wij als zendamateurs gebruiken en bedoeld voor simplex en/of duplex verkeer, met eventueel gekoppelde repeaters. Tier 3 wordt hier en daar door professionele gebruikers gebruikt en voegt trunking toe aan de mogelijkheden, waarbij gebruikers dynamisch van tijdslot en frequentie kunnen wisselen.

Heel veel leveranciers maken apparatuur om te gebruiken voor DMR. Bekende merken als Kenwood, Motorola en Hytera, maar ook minder bekende als Sepura, Radiodata of Harris Momentum. Daarnaast is er een grote schare van Chinese merken, zoals Tytera en Anytone. Allemaal leveren ze portofoons en mogelijk mobilofoons, maar alleen de grotere spelers leveren ook repeaters of trunking systemen. Zoals hierboven al genoemd werken de standaard zaken prima tussen diverse merken, maar de merk-eigen extra’s meestal niet. Hier komen we verderop nog op terug. 😊

DMR: de verschillen met analoog

Het meest voor de hand liggende verschil tussen DMR en analoog is dat DMR digitaal is. Het maakt gebruik van TDMA in dezelfde 12.5kHz frequentie ruimte om er 2 Timeslots (TS’s) in aan te bieden, zodat er twee gesprekken tegelijk mogelijk zijn. Bij analoog is dat er maar 1.

Een analoog signaal gebruikt (op VHF/UHF) meestal FM als modulatie, DMR gebruikt 4FSK. Met 4FSK kun je bij DMR 9600 bits per seconde transporteren. Als je die wil gebruiken om er spraak mee over te dragen moet je die spraak coderen/decoderen. Hiervoor wordt een zogenaamde AMBE+2 codec gebruikt, die er voor zorgt dat spraak digitaal en verstaanbaar van de ene kant naar de andere kant komt. Ter vergelijking: bij muziek wordt bijvoorbeeld veel de MP3 codec gebruikt. Die AMBE+2 codec is er ook gelijk de oorzaak van dat de spraak bij DMR wat geknepen klinkt ten opzichte van FM. Niet onlogisch, er is tenslotte maar de helft van de ruimte om die spraak te transporteren (best knap dus!), maar het is vaak wel even wennen.

Een ander verschil tussen DMR en analoog is dat bij analoog een signaal van steeds lagere sterkte steeds meer gaat ruisen en bij DMR is er of voldoende signaal om de digitale bitjes te decoderen of niet. DMR behoudt de ruisvrije geluidskwaliteit langer dan analoog, maar valt als nadeel wel vrijwel direct weg. Het is dus bijna alles of niets, met daar tussen in een heel klein grijs gebied waar er brokjes spraak wegvallen. In tests zou het bereik met DMR bij gelijkblijvende vermogens en dergelijke (net) beter zijn dan met analoog.

Een ander verschil is hoe je bereikt dat je met meerdere gebruikers op dezelfde frequentie bezig kunt zijn. Bij analoog is dat het analoge CTCSS of het semi-digitale DCS, waarbij een bepaalde toon (van 67.0 tot en met 254.1 Hz, dus onder de spraakfrequenties en voor ons meestal onhoorbaar) of een datariedeltje (met een code van 023 tot en met 754) bepalen of de squelch wel open gaat. Bij DMR is dat de Colour Code (CC), een getal van 0 t/m 15 dat regelt of onze radio wel of niet luistert naar het digitale signaal.

Het laatste grote verschil is hoe er bij DMR (nog) meer gebruikers tegelijkertijd gebruik kunnen maken van dezelfde frequentie: Talkgroups (TG’s) en/of DMR ID’s. Een DMR radio luistert altijd naar een specifieke combinatie van frequentie, Timeslot, Colour Code en Talkgroup (voor een groepsgesprek) of DMR ID (voor een privé gesprek, door zendamateurs weinig gebruikt). Die Talkgroup is een soort gezamenlijke babbelbox, waar iedereen met dezelfde Talkgroup aan mee doet. En op één Time Slot kunnen meerdere Talkgroups actief zijn, alleen niet tegelijkertijd. Voor professionele gebruikers is dat een manier om nog efficiënter met het radiospectrum om te gaan. Niet alleen heb je met DMR al 2 Timeslots, maar je kunt ook verschillende groepen gebruikers op dezelfde frequentie kwijt. Bijvoorbeeld de beveiliging op TS 1 op TG 10 en de EHBO op diezelfde TS 1 op TG 11. Zolang ze maar niet tegelijkertijd willen communiceren, lijkt het dus alsof ze beiden een eigen kanaal hebben.

DMR repeaters kun je ook nog eens onderling koppelen via een netwerk, hoe dat werkt lees je hieronder.

DMR: netwerken

Met DMR kun je simplex communiceren en via een repeater, net als bij analoog. Weliswaar met wat meer gebruikers tegelijk omdat er 2 Timeslots zijn, maar in de basis niet heel verschillend. Maar DMR repeaters kun je heel eenvoudig met elkaar verbinden en zo een gekoppeld netwerk van repeaters maken. Hierdoor kan het gesprek wat op een bepaalde repeater op een bepaalde Talkgroup wordt gevoerd ook op andere repeaters worden uitgezonden. Voorbeelden van dit soort netwerken voor zendamateurs zijn DMR-MARC, DMR+ en Brandmeister. In Nederland wordt Brandmeister het meest gebruikt, maar de functionaliteit voor de gebruiker is voor deze netwerken vrijwel gelijk. Voorbeelden zullen vooral op het Brandmeister netwerk van toepassing zijn.

Het koppelen van repeaters heeft voor- en nadelen. Een voordeel is dat een gesprek op een bepaalde Talkgroup op meerdere repeaters te horen is, waardoor er meer mensen aan kunnen deelnemen. En dat is ook gelijk een nadeel: met een gesprek op een Talkgroup houd je gelijk op alle gekoppelde repeaters een Timeslot bezet. Op een professioneel netwerk is dat geen probleem, daar is het juist de bedoeling dat alle EHBO’ers de gesprekken op de EHBO Talkgroup kunnen horen. Zoveel Talkgroups zijn er op een professioneel DMR netwerk dan ook meestal niet. Maar zendamateurs hebben op bijvoorbeeld het Brandmeister netwerk de beschikking over honderden en honderden verschillende Talkgroups. En dan wordt dit een probleem, want er zijn heel veel verschillende zendamateurs met heel verschillende interesses, die dus allemaal een andere Talkgroup op een repeater willen beluisteren.

Daar is op het Brandmeister netwerk wat op verzonnen: statische en dynamische Talkgroups, die elke repeater beheerder per server kan instellen. Een statische Talkgroup is een Talkgroup die op een repeater altijd actief is. Een dynamische Talkgroup maak je als gebruiker zelf actief, door op een repeater kort de spreeksleutel in te drukken, terwijl je die Talkgroup gebruikt. Zo kun je als zendamateur dus op een repeater kiezen welke Talkgroup er hoorbaar wordt. In de meeste gevallen wordt een dynamische Talkgroup na eenbepaalde periode (5 minuten bijvoorbeeld) weer uitgeschakeld. Luister je alleen, dan moet je dus om de zoveel tijd even de spreeksleutel indrukken om die tijd te resetten. Een ander gevolg van het gebruik van dynamische Talkgroups is dat je de gesprekken pas hoort als je de spreeksleutel even ingedrukt hebt. Gelijk CQ roepen op een dynamische Talkgroup kanbetekenen dat je bruut in een bestaand QSO inbreekt en dat is niet de bedoeling. 😉 Welke Talkgroups statisch en dynamisch zijn verschilt per repeater en soms per periode, zo waren tijdens de JOTA er andere statische groepen op het Brandmeister netwerk dan anders (de JOTA Talkgroups in plaats van de landelijke en regionale Talkgroups).

Bij Brandmeister is er nog een manier om gesprekken te voeren: via zogenaamde hotspots. Dit zijn kleine persoonlijk mini-repeaters die je thuis (of zelfs onderweg) gebruikt en die via het internet verbinden met het Brandmeister netwerk. Je hebt ze in de simplex variant en de duplex variant, met het belangrijkste verschil dat de simplex variant maar 1 gesprek tegelijk mogelijk maakt en dat je pas kunt beginnen te zenden als de hotspot weer op ontvangst gaat, de duplex variant gedraagt zich in alle opzichten als een kleine repeater en heeft alleen maar veel minder vermogen (10 a 20 mW).

DMR: de codeplug

Goed, hierboven hebben we geleerd hoe DMR technisch in elkaar zit en wat de mogelijkheden zijn. Maar om DMR te kunnen gebruiken moeten we ook onze portofoon of mobilofoon nog programmeren. En hier zien veel gebruikers (ook de meer gevorderden!) door de bomen het bos niet meer. Want dacht je er met de frequentie, CC, TS en TG te zijn, dan kom je bedrogen uit… Daar komt de codeplug om het hoekje kijken.

Decodeplugis een ander woord voor de volledige programmering van een DMR apparaat. Een codeplug bevat niet alleen de kanalen (met o.a. frequentie, CC, TS en TG), maar ook zones, DMR ID’s, contacten en nog veel meer. Hoeveel meer, dat verschilt per merk/type apparaat. Gelukkig zijn veel zaken die in een codeplug voorkomen bij de meeste bekende merken gelijk, ze zitten alleen soms op een andere plek in deCPS. CPS? Ja, dat is de Customer Program Software, dus het programma waarmee je de codeplug maakt. In vrijwel alle gevallen is er voor elk merk, type en geladen firmware versie een eigen CPS versie.

De meeste codepluggen kennenzones. In een zone kun je verschillende (soms maar 16, soms veel meer) kanalen zetten die bij elkaar horen. In een professionele omgeving bijvoorbeeld alle EHBO kanalen bij elkaar. Voor zendamateurs ligt het in verschillende zones stoppen van de verschillende kanalen (met elk een andere Talkgroup)per repeater meer voor de hand. Of alle analoge repeaters in een deel van het land. Voor mobiel gebruik is een opdeling per Talkgroup wellicht handig, zo schakel je tijdens een QSO eenvoudig met behoud van Talkgroup naar een volgende repeater. Zo houd je de boel dus een beetje overzichtelijk.

In een zone zitten dus een aantalkanalendie bij elkaar horen om één of andere reden. Zo’n kanaal heeft altijd een aantal standaard instellingen: de RX en TX frequentie (voor simplex gebruik zijn die gelijk), de CC (zodat een andere gebruiker/repeater op dezelfde frequentie genegeerd wordt) en de combinatie Timeslot en TX Contact (meestal voorgeschreven door de repeater beheerder). Het TX Contact is een (uniek) getal dat staat voor of de Talkgroup (bij een groepsoproep) of een zendamateur (bij een privé oproep). En samen staan ze in de lijst metContacts, als naam, nummer en groep/privé. De naam zie je meestal netjes in beeld bij zenden of ontvangen.

Naast deze primaire zaken staan er in een kanaal vaak nog meer instellingen. Bijvoorbeeld een RX Contact group, de naam van een groepje (ook in de codeplug gedefinieerde) Contacts waarnaar je wilt luisteren op dat kanaal. Zo kun je dus zenden met TX Contact “204 Nederland”, maar luisteren naar “204 Nederland”, “91 Wereld” en “922 Nederlands”. En dat kan handig zijn of te weten of dat Timeslot met een gesprek op een andere Talkgoup in gebruik is.

DMR: tips voor de praktijk

• De eerste tip heb je als lezer al ter harte genomen: probeer de techniek achter DMR te snappen. 😊 DMR verschilt op sommige punten wezenlijk van analoog en is soms meer IT dan HF.
• Download eens een paar codepluggen van andere zendamateurs. De bekendere zijn meestal logisch opgebouwd en met de juiste instellingen. Door zo’n codeplug te bestuderen vallen vaak al veel puzzelstukjes op zijn plek.
• Let er goed op dat je jeeigen DMR ID(begint voor Nederland met 204) gebruikt (zeker als je een gedownloade codeplug als basis voor een eigen gebruikt). Anderen zien namelijk de naam die bij dat nummer hoort en als jij dat niet bent dan is dat knap verwarrend. 😊 Een eigen DMR ID vraag je aan ophttps://www.radioid.net/
  
• De standaard features van apparatuur van verschillende makelij zijn vaak gelijk. En dat wat verschilt is soms een reden waarom apparatuur niet samenwerkt.
• DMR kent voor SMS de smaken Motorola (M-SMS) en Hytrera (H-SMS). Kies hier voor M-SMS, tenzij je met Hytera apparatuur moet SMS’en. Bijna alle Chinese merken gebruiken standaard M-SMS en Brandmeister ook.
• Apparatuur van professionele merken is bedoeld voor professioneel (als in niet-amateur) gebruik. Er zit geenVFOstand in en veel is dichtgetimmerd in de apparatuur. Je moet dan dus alles via de codeplug regelen, bijvoorbeeld een extra zone met de veelgebruikte VFO frequenties. Bij een aantal Chinese types is er vanaf de fabriek gezorgd voor ondersteuning van zendamateurs, de beste voorbeelden zijn Ailunce en Anytone, maar ook Retevis komt een heel eind.
• Sommige apparatuur, ook hier weer met name van Chinese origine, kent de zogenaamde “promiscuous mode”. Dat is een mode waarin je gesprekken kunt ontvangen waarvan bijvoorbeeld de CC of TG niet matcht met wat je voor dat kanaal hebt ingesteld. Sommige apparatuur doet dat zelfs voor de TS. Heel handig als je wel de frequentie van een repeater weet maar niet de rest, die kun je zo uit een lopend QSO halen.
• DMR simplex werken? Gebruik dan CC 1, TS 1 en TG 99, dat wordt internationaal daarvoor gebruikt.
• Niet dat we het als zendamateurs gebruiken, maar zo ongeveer alle DMR Tier 3 trunking netwerken doen het alleen met merk-eigen apparatuur en soms alleen met extra feature-packs of licenties.
• Een aantal merken ondersteunt in meer of mindere mate het importeren en/of exporteren van gegevens in de codeplug naar een tekstbestand. Vaak is dat dé manier om bijvoorbeeld zones van volgorde te wisselen of de inhoud van en codeplug te gebruiken in de CPS van een ander merk of type.
• Encryptie mogen we niet gebruiken, maar ook dit werkt vaak niet tussen verschillende merken en soms zelfs niet tussen verschillende types van eenzelfde merk. De beste kans om encryptie tussen merken te gebruiken heb je als je AES gebruikt en de sleutels even lang maakt (dus soms voorloopnullen gebruiken).
• Het downloaden en uploaden van codepluggen is soms een heel avontuur. Klopt de (virtuele) COM poort, heb je wel het goede kabeltje (dat verschilt per merk nogal eens, ook al zien ze er hetzelfde uit) en zo. Nog erger is het updaten van de firmware, daarvoor is vaak een bepaalde (meestal onhandige) toetsencombinatie die je ingedrukt moet houden tijdens het aan- of uitzetten. En vrijwel altijd moet je daarna de apparatuur terugzetten naar de fabrieksinstellingen, weer met zo’n fijne toetsencombinatie. Lees hierbij goed de handleiding van de fabrikant, dan is het goed te doen.
• Heeft je toestel GPS? Grote kans dat je dan APRS (of DPRS, als je het via DMR doet) kunt gebruiken. Stel dan als doel 204999 in, in privé modus (en gebruik je eigen call in de tekstvelden). Daar worden de SMS’jes met de locatie naartoe gestuurd en als alles klopt zie je jezelf dan terug op aprs.fi.
• Wees niet te bang om te experimenteren en stel vragen als je iets niet snapt. 😉 Goede forums zijn bijvoorbeeldzendamateur.comenwww.dmrtechnoronde.nl. Ook zijn er op Facebook voor elk merk en type DMR apparaat wel groepen met medegebruikers.
• Mijn artikel over het maken van een codeplug vind jehier