지상이동무선(LMR, Land Mobile Radio) 소개

지상이동무선 시스템은 지상 기반의 전문적인 푸시 투 토크(Push-to-Talk) 무선 통신 시스템으로, 경찰, 소방관 및 기타 긴급 대응 조직 등 공공 안전 기관에서 중요한 통신 수단으로 널리 사용된다. 공공 안전 분야 외에도 LMR 시스템은 산업, 교통, 유틸리티, 보안, 물류, 군사 등 다양한 상업 분야에서도 널리 활용되고 있다. LMR 시스템은 일반적으로 휴대용 무전기, 차량 탑재형 이동 무전기, 고정 기지국 및 중계기 그리고 네트워크 인프라로 구성된다. 그리고 네트워크 인프라로 구성된다.

LMR(Land Mobile Radio, 지상이동무선) 시스템은 1930년대부터 임무 수행에 필수적인 음성 통신을 지원하기 위해 도입되어 왔다. 시간이 흐르면서 많은 공공 안전 기관들은 오직 음성만을 지원하던 기본 아날로그 LMR 시스템에서, 음성과 데이터를 모두 지원하는 고급 디지털 LMR 시스템으로 전환해왔다. 아날로그에서 디지털로의 전환 외에도, 많은 사용자들은 단순한 ‘기존(Conventional)’ 방식의 시스템에서 보다 복잡한 ‘중계식(Trunked)’ 시스템으로 전환하였다. 기존 무선 시스템에서는 개별 사용자 그룹에 전용 주파수 및 채널이 할당되어 있다. 이러한 기존 시스템에서는 사용자가 통화를 할 때 특정 채널을 직접 선택해야 한다. 사용자가 특정 채널에서 통화를 시작하면, 그 채널은 통화가 끝날 때까지 해당 그룹의 다른 사용자들이 사용할 수 없다. 반면, 트렁크 시스템은 컴퓨터로 제어되는 접근 방식을 통해 많은 사용자 그룹이 채널을 공유할 수 있도록 한다. 트렁크 시스템에서 사용자가 통화를 시도하면, 시스템은 사용 가능한 채널 중 하나를 자동으로 선택하여 할당하고, 나머지 채널들은 다른 사용자들이 사용할 수 있도록 남겨둔다. 트렁크 시스템은 일반 시스템보다 구조가 복잡하고 더 많은 인프라를 필요로 하지만, 용량 증가, 상호 운용성 향상, 혼잡 감소, 통신 채널의 효율적 사용 등의 이점으로 인해 추가 비용을 상쇄하는 경우가 많다.

오늘날 음성 통신 외에도 공공 안전 응급 구조대원이 데이터 집약적인 애플리케이션에 접속하거나, 데이터베이스를 검색하거나, 비디오를 공유해야 하는 등 많은 업무에 광대역 서비스가 요구된다. LTE 기술은 기존 LMR 기술로는 불가능한 초고속 데이터 통신을 가능하게 한다. 향상된 데이터 서비스는 LTE를 공공 안전 분야에서 매력적인 요소로 만드는 주요 원동력 중 하나이다. LTE는 모바일 기기가 비디오를 스트리밍하거나 대용량 데이터를 빠르게 전송할 수 있도록 고대역폭 모바일 데이터를 제공하도록 설계되었다. 차세대 공공 안전 통신은 음성 통신을 위한 협대역 LMR 네트워크와 고속 데이터 통신을 위한 광대역 LTE 네트워크를 결합할 가능성이 높다. 이러한 네트워크의 적절한 설치 및 유지관리는 임무 수행에 필수적인 공공 안전 통신을 보장하고 대중의 안전을 지키는 데 매우 중요하다. 안리쓰 S412E LMR 마스터는 현재 시중에서 유일하게 협대역 LMR 및 광대역 LTE 네트워크의 작동을 빠르고 간편하며 비용 효율적으로 검증하고 필요 시 문제를 진단할 수 있는 솔루션을 제공한다.

LMR 무선 표준

P25

프로젝트 25(P25)는 공공안전통신공무원협회(APCO)에서 발표한 디지털 무선 통신 표준 모음이다. 이 규격은 1989년 10월에 도입되었다. P25는 공공안전 전문가를 위한 상호운용 가능한 디지털 양방향 무선 통신 제품의 설계 및 제조에 대한 표준을 포함한다. 이 표준의 목표는 다음과 같다.

기관 간 상호 운용성
공급업체 간 상호 운용성
주파수 효율
기존 시스템과의 호환성
통합 음성 및 데이터 서비스
기존, 트렁킹 및 보안 통신

P25는 두 단계로 구성되어 있으며 서로 호환되지 않는다. 하지만 2단계 무선 장치는 이전 버전과의 호환성을 유지하기 위해 1단계 작동으로 "후퇴"할 수 있다.

P25 1단계의 주요 사양은 다음과 같다.

12.5kHz 채널 대역폭
주파수 영역 다중 접속(FDMA)
C4FM 및 CQPSK 변조

P25 2단계의 주요 사양은 다음과 같다.

12.5kHz 채널 대역폭
2슬롯 시분할 다중 접속(TDMA)
가입자를 위한 조화 연속 위상 변조(H-CPM) 변조
고정 기지국을 위한 조화 차등 직교 위상 편이 변조(H-DQPSK) 변조

지상파 주파수 공용 라디오

지상파 주파수 공용 라디오(TETRA, Terrestrial Trunked Radio)는 이전에는 유럽 횡단 주파수 공용 무선(Trans-European Trunked Radio)으로 알려졌으며, 유럽 전기통신표준협회(ETSI)에서 개발한 개방형 표준으로 1995년에 처음 발표되었다. 테트라는 정부 기관, 응급 서비스, 경찰, 소방서, 구급대원, 그리고 공공 안전 네트워크의 응급 의료 기술자들이 사용하도록 특별히 설계되었다. 공공 안전 외에도 교통 서비스, 공공 시설, 심지어 군대와 같이 음성 및 데이터 통신 서비스가 필요한 여러 상업적 분야에서 사용된다.

TETRA의 주요 사양은 다음과 같다.

25kHz 채널 대역폭
4슬롯 시분할 다중 접속(TDMA)
π/4 차등 직교 위상 편이 변조(DQPSK)

디지털 모바일 라디오

디지털 모바일 라디오(DMR)는 유럽 전기통신표준협회(ETSI)에서 개발한 디지털 무선 표준으로 2005년에 처음 비준되었다. 이 표준은 전 세계적으로 허가된 육상 이동 주파수 대역에서 사용되는 기존 12.5kHz 채널 간격 내에서 작동하도록 설계되었으며, 향후 6.25kHz 채널 동등성에 대한 규제 요건을 충족하도록 설계되었다. 주요 목표는 복잡성이 낮고 경제적인 디지털 시스템을 규정하는 것이다. DMR은 음성, 데이터 및 기타 부가 서비스를 제공한다. DMR 사양에 따라 설계된 제품은 전 세계 모든 지역에서 판매된다. DMR 프로토콜은 비허가(Tier I), 허가된 일반(Tier II), 허가된 중계(Tier III) 운영 모드를 지원한다. 상업적 적용은 Tier II 및 III 허가 범주에 중점을 두고 있다.

DMR의 주요 사양은 다음과 같다.

12.5kHz 채널 대역폭
2슬롯 시분할 다중 접속(TDMA)
4-FSK(Four Frequency Shift Keying) 변조

디지털 개인 이동 라디오

디지털 개인 이동 라디오(dPMR)은 유럽 전기통신 표준 협회(ETSI)에서 개발하여 ETSI TS 102 658 참조 번호로 공개되었다. dPMR, NXDN, DMR은 모두 비슷한 시기에 출시되었지만, DMR은 낮은 인프라 비용(한 기지국에 두 개의 음성 경로 사용) 덕분에 가장 큰 성공을 거두었다. dPMR 제조업체들은 인프라 비용을 대폭 절감하여 소규모 시스템에서 dPMR을 구축하는 것이 더 비용 효율적이다.

dPMR의 주요 장점은 다음과 같다.

6.25kHz 채널 간격을 통한 더 넓은 범위 제공
혼잡 지역에서 더 나은 스펙트럼 효율
저렴한 비용

dPMR의 주요 사양은 다음과 같다.

6.25kHz 채널 대역폭
주파수 영역 다중 접속(FDMA)
4-FSK(Four Frequency Shift Keying) 변조 방식

차세대 디지털 협대역

차세대 디지털 협대역(NXDN)은 켄우드와 아이컴(Icom Inc.)이 6.25kHz 채널 효율 요구를 충족하기 위해 공동 개발했다. NXDN 프로토콜과 통신 제품은 상업용 개인용 LMR(Low-end Private Radio) 및 저사양 공공 안전 통신 시스템용으로 설계되었다. NXDN은 ETSI dPMR 표준을 기반으로 구축되었지만, dPMR 표준과 관련된 IP 문제를 피하기 위해 의도적으로 표준을 준수하지 않는다. NXDN의 주요 장점은 낮은 소유 비용, 6.25kHz 채널 동등성에 대한 FCC 요구 사항 준수, 그리고 아날로그 및 LTR(Logic Truncked Radio) 네트워크와의 하위 호환성이다. NXDN 프로토콜을 기반으로 아이컴은 IDAS™를, 켄우드는 NEXTEDGE®를 기존 및 트렁킹 옵션으로 출시했다.

dPMR의 주요 사양은 다음과 같다.

12.5kHz 또는 6.25kHz 채널 대역폭
주파수 영역 다중 접속(FDMA)
4-FSK(Four Frequency Shift Keying) 변조

건물 내 커버리지 매핑

건물 내 행사에서 공공 안전 요원이 문제 해결 및 보건 및 복지 지원에 투입되었다는 소식이 끊이지 않는. 이러한 모든 경우에서, 전문가들이 업무를 제대로 수행하기 위해서는 효과적이고 신뢰할 수 있는 소통이 필수적이다.

IQ 신호 캡처

원격 스펙트럼 모니터와 필드 마스터 프로는 스펙트럼 분석기의 주파수 범위 내 모든 신호의 IQ 데이터 캡처를 지원한다. 이 IQ 데이터 파일을 PC로 전송하여 IQ 시그널 마스터 MX280005A 소프트웨어를 사용하여 후처리 할 수 있다. 이 소프트웨어에는 향상된 주파수 및 시간 분해능과 변조 품질 측정 기능을 갖춘 IQ 재생 기능이 포함되어 있다. 캡처된 신호의 연속 재생을 용이하게 하기 위해 파일을 안리쓰 벡터 신호 생성기 파일 형식으로 변환할 수 있다.