DMR zu deutsch als Abkürzung „Digitaler Mobilfunk“ bezeichnet einen Übertragungsstandard für Sprache und Daten in nichtöffentlichen Funknetzen, wie zum Beispiel im Bereich Betriebsfunk und beim Amateurfunkdienst.

In diesem Artikel wird die Geschichte zu DMR angerissen, dazu das Modulationsverfahren. Weiter wird die genutzten Bandbreite dargestellt und kurz das konkurrierende dPMR angesprochen. Anschließend wird auf DMR im Bereich des Amateurfunks eingegangen.

DMR Standard und Modulationsverfahren

DMR wurde 2006 vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) als Standard verabschiedet (Standard: ETSI EN 300 113 Teil 2). Die Hersteller und Anbieter von DMR Systemen und Zubehör haben sich in der Industrievereinigung DMR Association zusammengeschlossen.

Technisch bietet DMR eine Vollduplex-Übertragung. Es 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+) verwendet. Bei Datenübertragung wird eine Bruttodatenrate von 9,6 kBit/s erreicht. Dabei belegt die Übertragung 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.

DMR Bandbreite und konkurrierendes dPMR

Ein konkurrierendes Verfahren ist dPMR, welches das FDMA-Frequenzmultiplex-Verfahren verwendet. Mit einer Bandbreite von 6,25 kHz wird 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 (FCC). 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 verwenden.

Bei dPMR ist 6,25 kHz genau diese Trägerbandbreite. Beim DMR mit seinen zwei Zeitschlitzen auf einem 12,5-kHz-Träger spricht man daher vom 6,25-kHz-Äquivalent.

DMR im Amateurfunkdienst

Unter anderem wird im Amateurfunkdienst DMR verwendet. So werden handelsübliche DMR-Geräte von Funkamateuren entsprechend zur Nutzung im 2m und 70cm Amateurfunkband programmiert. Diese Programmierung wird in einem sog. „Code-Plug“ abgelegt, dass mittels Programmierkabel in die Geräte überspielt wird.

Laut Angabe des Brandmeister-Netzes gibt es weltweit über 5000 DMR-Relais. In Deutschland sind derzeit ungefähr 380 DMR-Relais. Diese befinden sich hauptsächlich im 70-cm-Band, teilweise werden DMR-Relais auch im 2-m-Band betrieben. Ebenso werden teilweise per IP Site Connect DMR-Relais oder Hotspots verbunden (z.B. mit einem Raspberry Pi).

Es existieren drei Netzwerke im Amateurfunk:

• das DMR-MARC (Motorola Amateur Radio Club),
• das Hytera-Netz und
• das DMR-BrandMeister-Netz.

Das DMR-MARC-Netz ist das ältere Netz und basiert auf Motorola-Mototrbo-Repeatern. Das Hytera-Netz basiert auf Repeatern von Hytera. Die Funkgeräte aller Hersteller sind aufgrund der ETSI-Standardisierung kompatibel zu beiden Netzen.

Die Software zur Vernetzung der Hytera-DMR-Repeater wird von Funkamateuren ehrenamtlich geschrieben und weiter entwickelt. Die Finanzierung der Projekte basiert auf meist auf Spenden oder wird durch die Funkamateure selbst finanziert. Durch die Software-Erweiterungen 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, sind zwei Gespräche gleichzeitig auf einem Repeater möglich. So 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 leicht internationale Gespräche möglich. So sind Gespräche mit 100 Teilnehmern auf dem Zeitschlitz 1 in der Gesprächsgruppe Weltweit keine Seltenheit. Jedoch sollten die Ressourcen des Netzes möglichst geschont werden, da beispielsweise durch die Nutzung der Gesprächsgruppe Weltweit alle Repeater weltweit dieses QSO ausstrahlen. Daher ist es oft nützlich, ein QSY in eine andere Gruppe zu tätigen, wie zum Beispiel in die Gesprächsgruppe Europa oder Englisch etc. Diese Gruppen sind oft dynamisch, also nicht auf jedem Repeater fest geschaltet, damit werden sie nur dort ausgestrahlt, wo sie „abonniert“ worden sind. Das spart viele Ressourcen.

Dem Funkamateur 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.

Da die Hauptanwendung von DMR aus dem Betriebsfunk stammt, ist es nicht vorgesehen, die Frequenz- und Gesprächsgruppenwahl direkt am Funkgerät zu tätigen. Daher ist eine vorherige Programmierung der Geräte am PC mit einem Programmierkabel nötig.

DMR als Nachfolger zu analogen Funknetzen

DMR wurde von 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 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. 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 DMR-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 dann der Repeater (hier wird mit CTSS Tönen gearbeitet).

DMR Varianten auf dem Markt

DMR-Geräte gibt es in verschiedenen Varianten. Vor dem Kauf ist es daher sehr nützlich zu wissen, welche Variante von dem Gerät unterstützt wird. Möchte der Funkamateur ins Brandmeister-Netz einsteigen, so wird er ein DMR-Tier II Gerät erwerben wollen. Folgende Varianten bestehen bei DMR:

DMR Tier I

Diese Variante ist für sog. Hobbyanwendungen vorgesehen. Es gelten die üblichen technischen Beschränkungen, wie bei den bekannten PMR446-Geräten. Das bedeutet fest angebaute Antenne, maximal 0,5 Watt Sendeleistung und die Benutzung von allgemein zugewiesenen (freien) Frequenzen. Dafür sind sie jedoch frei von Nutzungsgebühren.

DMR Tier II

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

DMR Tier III

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

Herstellervarianten

Da die Implementierung von TIER-III sehr umfangreich ist, haben die meisten Hersteller eigene Varianten auf dem Markt, die alle auf TIER-II aufbauen. Daher gibt es aber bei den Herstellern Unterschiede oder auch Eigenentwicklungen, die nicht untereinander kompatibel sind. Motorola bezeichnet seine Ergänzungen als Capacity Plus oder Linked Capacity Plus. Sie sind dann allerdings nur zu sich selbst kompatibel. Für Fremdgeräte sind daher solche Netze nicht zugänglich. Die Firma Hytera verwendet in Analogie hierzu das XPT (Extended Pseudo Trunk).