Digital Mobile Radio

Handfunkgerät für DMR Tier III, Type Hytera PD785

Digital Mobile Radio (DMR), zu deutsch: Digitaler Mobilfunk bezeichnet einen Übertragungsstandard für Sprache und Daten in Funknetzen. DMR wird im Behördenfunk, Betriebsfunk, Amateurfunkdienst und weiteren Diensten verwendet.

Geschichte

DMR wurde 2006 vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) als Standard verabschiedet (ETSI EN 300 113 Teil 2). Der Standard soll als Grundlage für die digitalen Funkanwendungen für Behörden und professionellen Nutzern in der EU dienen. Die Hersteller und Anbieter von DMR Systemen und Zubehör haben sich in der Industrievereinigung DMR Association zusammengeschlossen.

Technisch bietet DMR Vollduplex-Übertragung und arbeitet mit dem Zeitmultiplex-Verfahren. Wenngleich im ETSI-Standard kein fixer Vocoder vorgegeben ist, wird bei DMR für die Kodierung von Audiodaten üblicherweise Advanced Multi-Band Excitation (AMBE+) eingesetzt. Bei Datenübertragung wird eine Bruttodatenrate von 9,6 kBit/s erreicht und belegt dabei eine Bandbreite von 12,5 kHz. Die Modulation am Funkkanal ist eine Frequenzumtastung (FSK) mit vier verschiedenen Frequenzen (4FSK), die zeitliche Ausrichtung der Zeitschlitze erfolgt asynchron, da keine zentrale Instanz für die Synchronisierung vorhanden ist.

Ein konkurrierendes Verfahren ist dPMR, welches das FDMA-Frequenzmultiplex-Verfahren verwendet und mit einer Bandbreite von 6,25 kHz nur ein Drittel der bisherigen Bandbreite von 20 kHz belegt (ETSI EN 301 166 Teil 2).

Eine spezielle Aktualität erfahren diese beiden Verfahren durch eine Neuregelung der US Federal Communications Commission. Aufgrund eines Mangels an freien Kanälen werden zukünftig in den USA neue Funkanwendungen nur dann genehmigt, wenn sie eine maximale Bandbreite von 6,25 kHz je Sprechweg benutzen. Bei dPMR ist dies genau die Trägerbandbreite, beim DMR mit seinen zwei Zeitschlitzen auf einem 12,5-kHz-Träger spricht man vom 6,25-kHz-Äquivalent.

DMR im Amateurfunk

Relaisstation Typ DR3000 mit Antennenweiche, einsatzbereit in Flightcase montiert

Nach der sukzessiven Einführung von DMR im professionellen Bereich, experimentierten auch Funkamateure mit der Anwendung. Früh wurden in den USA Registrierungsserver für den Amateurfunkdienst aufgesetzt. DMR wurde auch in der europäischen Amateurfunk-Community immer beliebter und der administrative Aufwand für die Verwaltung der DMR Kennungen wuchs. 2014 wurde auf der Basis des DMR-Monitor-Servers ein 2. Registrierungsserver mit Hilfe von Funkamateuren aus den USA aufgesetzt. Der DMR Registrierungsserver vergibt DMR-IDs für Europa und Afrika und ist mit den US-Servern synchronisiert.

Funkamateuren wird in einer internationalen Datenbank nach den Richtlinien der Mobile Country Codes eine ID zugeteilt. Diese kann in den Geräten über Adressbücher mit Amateurfunkrufzeichen und Namen dargestellt werden.

Es existieren mehrere Netzwerke im Amateurfunk:

Die meistverbreiteten sind das Brandmeister Netz, das DMR+ Netz (DMR plus gesprochen) sowie einige andere DMR Netze. Zu beachten ist, dass die DMR Netze eigene Strukturen haben und nicht untereinander verbunden sind. Es gibt deswegen sogenannte BRIDGES, die unterschiedliche Netze untereinander verbinden. Hier ist es sogar möglich, von anderen digitalen Übertragungsarten wie DSTAR oder C4FM Fusion zu verbinden.

Funkgeräte aller Hersteller sind aufgrund der ETSI-Standardisierung kompatibel zu allen DMR Netzen. DMR Funkgeräte können nur im DMR Netz Standard verwendet werden und können nicht für die weiteren im Amateurfunk benutzen digitalen Übertragungsarten wie DSTAR (ICOM), C4FM-Fusion (YAESU), APCO- 25 oder M17 genutzt werden.

Die Software zur Vernetzung der Hytera-DMR-Repeater wird von Funkamateuren geschrieben. Dadurch lassen sich amateurfunkspezifische Funktionen im DMR-Netz integrieren. Hierzu gehören die Nutzung von Reflektoren, nach dem Vorbild von D-STAR DCS sowie die Möglichkeit zur Positionsmeldung an APRS-Server durch GPS-fähige Funkgeräte.

Da DMR zwei Zeitschlitze zur Verfügung stellt – es sind zwei Gespräche gleichzeitig auf einem Repeater möglich – können so beispielsweise auf Zeitschlitz 1 Gespräche in den Gesprächsgruppen Weltweit, Europa und National geführt werden, wobei es gleichzeitig möglich ist, auf dem Zeitschlitz 2 ein lokales, regionales oder nationales QSO zu führen. Durch die Vernetzung der Relais sind internationale Gespräche möglich. So sind Gespräche mit 100 Teilnehmern auf dem Zeitschlitz 1 in der Gesprächsgruppe Weltweit keine Seltenheit.

Zunächst wurden im Amateurfunkbereich handelsübliche DMR-Geräte von Funkamateuren entsprechend zur Nutzung im Amateurband programmiert. Später zogen vor allem chinesische Hersteller nach und produzieren DMR-fähige Amateurfunk-Geräte. Laut Angabe des Brandmeister-Netzes gibt es weltweit über 5000 DMR-Relais (Stand 3/21), in Deutschland sind derzeit rund 380 DMR-Relais bekannt (Stand 3/21), hauptsächlich im 70-cm-Band, teilweise auch im 2-m-Band und teilweise per IP Site Connect verbunden. Wobei zu beachten ist, dass im 2-Meter-Band die Bandbreite ohnehin sehr begrenzt ist und es auch kaum Geräte für 2 Meter DMR auf dem Markt gibt.

DMR als Funkstandard

DMR wurde vom ETSI als Nachfolger analoger professioneller Funknetze etabliert. In den bestehenden (lizenzierten und lizenzfreien) Frequenzbändern sollen bessere Verständigung, rauschfreie Übertragung sowie höhere Datenraten und zusätzliche Dienstmerkmale als im Analogfunk ermöglicht werden. DMR bietet im Vergleich zu analogem frequenzmoduliertem Funk bei gleicher Bandbreite von 12,5 kHz mit zwei Sprachkanälen eine Verdopplung der Kanalzahl.

Die Bundesnetzagentur BNetzA erteilt Frequenzgenehmigungen auf speziell für diese Betriebsart freigehaltenen Frequenzen im 2-m-VHF-Band und im 70-cm-UHF-Band.

Gegenüber TETRA benötigt DMR geringere Investitionen sowie aufgrund der einfacheren Struktur geringeren Wartungsaufwand und bietet eine gewisse Kompatibilität zu bestehenden Funkanlagen. DMR-Funkanlagen und -Systeme eignen sich für unterschiedliche Anwendungen und können für kleinere lokale Betriebsfunklösungen bis hin zu großen Funknetzen eingesetzt werden. Anwender sind beispielsweise Stadtwerke, ÖPNV-Unternehmen und Energieversorger, aber auch Straßenbauämter und Autobahndienststellen.

Der Mixed-Mode ermöglicht die Umschaltung zwischen analogem Funk im 12,5-/20-/25-kHz-Raster und digitalem Funk im 6,25-kHz-Raster. Die Geräte sind sozusagen „abwärtskompatibel“. Eine Zusammenarbeit mit analogen Geräten auf einem anderen Kanal ist im Gegensatz zu TETRA möglich. Manche Repeater können auch auf demselben Kanal beide Standards (nacheinander) unterstützen – in der Betriebsart, in der er gerufen wird, antwortet der Repeater.

Als Vorteil für DMR gegenüber öffentlichen Mobilfunknetzen wird die höhere Systemverfügbarkeit bei einem Stromausfall (Blackout) gesehen.

Varianten

LSB-demoduliertes DMR-Tier-2-Signal (Ausgabekanal, Einstellung Gespräch) mit zwei Gesprächssignalen, call idle und slot idle

DMR Tier I ist für Hobbyanwendungen vorgesehen. Es gelten die üblichen technischen Beschränkungen wie bei PMR446-Geräten, d. h. fest angebaute Antenne, maximal 0,5 Watt Strahlungsleistung und Benutzung von allgemein zugewiesenen Frequenzen. Dafür sind sie jedoch frei von Nutzungsgebühren.

DMR Tier II ist für Betriebsfunkanwendungen vorgesehen. Wie im analogen Funk betreibt jede Firma eigene Geräte im Wechselsprechen (DMO), d. h. ohne fremde Infrastruktur oder in Gegensprechen (RMO) über Relaisstellen (BTS – Base Transceiver Station). Durch eine Vernetzung der Repeater (BTS) – auch als IP-Site-Connect bezeichnet – lassen sich aber auch überregionale Funknetze mit DMR Tier II realisieren. Bei Firmen können beispielsweise mehrere Gebäude, bei Nahverkehrsunternehmen ganze Regionen versorgt werden oder wie beim Amateurfunk eine weltweite Vernetzung aller DMR-Repeater/BTS erfolgen. Diese Vernetzung kann (je nach Situation) über leitungsgebundenes DSL, Sat-DSL, UMTS oder Richtfunk realisiert werden. DMR Tier II wird allgemein auch als „konventionelles DMR“ bezeichnet.

DMR Tier III oder auch DMR-Trunking / DMR-Bündelfunk (TMO – Trunked Mode Operation) beschreibt größere Funknetze mit einer oder mehreren Basisstationen und IP-Vernetzung, wobei hier an jedem Standort mehrere physikalische Frequenzen gleichzeitig bedient werden können. Damit ist es möglich, die Kapazität der jeweiligen Funkzelle/BTS zu erhöhen, somit kann eine Vielzahl von Gesprächen gleichzeitig über die BTS vermittelt werden. DMR Tier III ist daher als Alternative zum TETRA-Funkstandard zu sehen.

Herstellervarianten. Da die Implementierung von TIER-III sehr umfangreich ist, haben die meisten Hersteller eigene Varianten, die auf TIER-II aufbauen. Motorola bezeichnet seine Ergänzungen als Capacity Plus oder Linked Capacity Plus. Sie sind dann allerdings nur noch zu sich selbst kompatibel. Für Fremdgeräte sind solche Netze nicht zugänglich. Hytera verwendet in Analogie hierzu XPT (Extended Pseudo Trunk).

Weblinks

• DMR Association
• ETSI.org: Digital Mobile Radio. Technologieüberblick beim ETSI mit weiterführenden Links (kostenfreie Registrierung erforderlich, engl.)
• Heise.de: DMR: Digitaler und analoger Betriebsfunk mit demselben Endgerät. 18. April 2007, kommerzielle Perspektiven von DMR anlässlich der Hannovermesse 2007

Amateurfunk

• BrandMeister DMR
• DMR-MARC
• Hytera-Netz (Memento vom 12. Mai 2021 im Internet Archive)
• Karte und Liste der vernetzten Repeater auf dmr-marc.net
• Liste der letzten Verbindungen