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      數字對講機基本常識

      作者: 發布時間:2021/8/10 15:34:44 點擊:

      我國工信部已于20091212日正式發布666號文,明文規定了我國對講機模擬技術體制轉為數字技術體制的時間表,到201111日,國家不再對新開發的模擬對講機進行型號核準,2010年底前已通過國家型號核準的模擬對講機,在核準證五年有效期到后,不再進行繼續核準。簡言之,666號文規定,2010年是發放模擬對講機“準生證”的最后一年,2011年到2015年對原已發放“準生證”的模擬對講機陸續停止使用,到201611日,模擬對講機完全退出中國的歷史舞臺。從20101月開始,數字對講機已開始在我國使用,五年過渡期后,數字對講機將完全取代模擬對講機。

      一、數字對講機發展動態

      從整個移動通信的應用來劃分,通信網絡可分為公眾移動通信和專業移動通信兩大類,其中公眾移動通信就是社會上廣大消費者正在使用的2G、3G移動手機,它為廣大公眾提供移動通信服務,任何人都有權購買并享受其服務,它已經從第一代的模擬通信發展到現在的第3代數字移動通信;而專業移動通信主要為各行業、企業、團體提供內部專業通信服務,不承擔公眾普遍服務職能。在專業移動通信中,按其網絡容量從小到大、網絡功能從少到多來分的話,可分為公眾對講機、專業對講機、無中心自集群系統、集群系統等四類,這四類專業移動通信中,前三類都屬于對講機的范疇,可見對講機通信在專業移動通信中扮演著重要的角色,目前正在使用的對講機數量占專業移動通信終端總數80%以上。

      從采用的技術來劃分,對講機可分為模擬對講機和數字對講機兩大類,數字對講機是模擬對講機的換代產品。由于模擬對講機技術落后,且較為浪費寶貴的無線電頻率資源,因此,從技術角度而言,模擬對講機被數字對講機淘汰只是時間問題?,F在我國在使用的對講機總數中有95%的是模擬對講機,目前能批量成熟的提供數字對講機的國內廠家只有海能達、科立訊,其它國內廠家仍處于小批量研制階段,大部分數字機是依靠進口摩托羅拉、建伍、艾可慕等公司。

      目前世界上的數字對講機包括數字集群標準主要有DPMR、DMR、APCO25、Tetralpol、EDACS、TETRA、DIMRS、IDRA、Geotek、GoTaGT800。其中GoTa-Global Open Trunking architecture是由中興公司自主研發、基于CDMA 1X技術面向新技術演進的數字

      集群通信系統,目標是在滿足公網集群需要的同時也能夠兼顧專網集群應用。 GT800系統是由華為公司研制開發的基于GSM技術的數字集群系統。GT800基于GPRSGSMR技術開發的系統,其第二階段將與TD-SCDMA技術結合。而海能達的PDT屬于警用的集群通信系統,參考了DMR的標準,也在爭取成為國內數字對講機的標準。

      DPMRDMR是低成本話音無線電中的兩項新的數字技術,都是由ETSIEuropean TelecommunicationsSdandards Institute,歐洲電信標準協會)標準化的。DMR系統是兩時隙的TDMA系統,DPMRFDMA系統,提供最低成本的數字話音解決方案,可以達到與DMR相同的語音質量。兩個標準用的都是4-FSK調制方式。DMR(兩時隙)占用12.5KHz帶寬傳輸9600bps數據,DPMR占用6.25KHz帶寬傳輸4800bps數據。兩者的數字語音編碼碼率都為3.6kbit/s。

      其中DMRDPMR除了在協議上的區別之外,最大的區別就是一個是TDMA即時分多址,一個是FDMA即頻分多址,頻分多址是一種數據通信的技術,即不同的用戶分配在時隙相同而頻率不同的信道上。按照這種技術,把在頻分多路傳輸系統中集中控制的頻段根據要求分配給用戶。同固定分配系統相比,頻分多址使通道容量可根據要求動態地進行交換;時分多址采用時分的多址技術,時分多址是把時間分割成周期性的幀(Frame),每一個幀再分割成若干個時隙向基站發送信號,在滿足定時和同步的條件下,基站可以分別在各時隙中接收到各移動終端的信號而不混擾。同時,基站發向多個移動終端的信號都按順序安排在予定的時隙中傳輸,各移動終端只要在指定的時隙內接收,就能在合路的信號中把發給它的信號區分并接收下來。他們的示意圖如下圖1所示。

      在實際的應用時如下圖2所示,當DPMR應用在中轉模式的時候,需要兩個頻點支持接收和發射個信道,而DMR只需要一個頻點,兩個時隙分別用于接收和發射。

      二、數字對講機和模擬對講機比較

      傳統的模擬對講機利用模擬信號來傳遞消息,它存在著頻率利用率低、相互干擾嚴重、業務功能單一、通信不穩定和管理控制較困難等缺點。而數字對講機采用的是將模擬信號數字化、以數字編碼和數字調制的方式、采用數字信號處理方法進行優化的通信方式。

      在數字對講機中,模擬語音信號首先經過A/D變換和語音編碼變換成數字信號。由于數字對講機的帶寬比較窄,一般為12.5kHz或者6.25kHz,(模擬的為12.5kHz或者25kHz)因此數字對講機中的語音編碼一般采用參量編碼方法,即不是把語音信號的波形進行編碼,而是提取產生語音信號的特征參數并對特征參數進行編碼傳輸,傳輸速率一般在1.24.8kb/s,可以滿足數字對講機的帶寬要求。

      信道編譯碼的主要目的是提高數字傳輸系統的可靠性,通過在語音編碼輸出的序列中按某種規則加入一些多余碼元作為差錯控制用的監督碼,收端根據這種規則可以發現錯誤或自動糾正錯誤來實現。

      模擬對講機一般采用倒頻等方法進行信息加密,加密簡單、易于破解。數字對講機則采用數字加密的方式對用戶的信息進行保護,在一些特殊行業如民航、鐵路等對信息安全要求比較高的行業,更具有競爭性。加密的方法很多,如可以把數字信號和一個周期很長的m序列進行模2加,完成加密,接收端用同樣的m序列和接收到的加密信號再一次進行模2加,即完成了解密。

      與模擬對講機相比,數字對講機具有抗干擾能力強、通話質量好、頻率利用率高、保密性能好、支持數據業務、便于進行無差錯中繼、便于合用一套數字中繼系統等特點,符合通信發展的規律,無疑數字對講機是對講機技術發展的方向,必然會逐步取代模擬對講機。

      如下圖3所示,是模擬對講機的大概的原理框圖,在發射鏈路上,話筒采集音頻信號后進過放到送到調頻電路調制成相應的高頻或射頻信號,然后經過放大電路放大到相應的輸出功率后經過收發帶通濾波電路從天線發射出去;而接收鏈路上由接收天線接收到信號后經帶通濾波器濾波后,通過電調選頻電路和低噪放電路將信號放大,放大后的信號經過混頻電路變頻到需要的一級中頻頻率,經過濾波和放大后送往解調鑒頻電路解調出音頻信號,由音頻放大電路放大后送往喇叭輸出。整個對講機處于同頻或異頻的半雙工工作狀態。

      相對于模擬對講機,數字對講機的大致框圖如下圖

      4所示(此圖是基于聯拓芯片方案的框圖),其對于模擬對講機最大的區別在于對音頻信號進行了采樣,編碼,以數字的形式調制在載波信號上。通過數字形式可以對語言進行加密,優化等處理。

      三、數字對講機方案介紹

      現在市場上主流的DPMR數字對講機方案有以下幾種:

      1、英國CML公司的CMX7141+CMX618+MCUDPMR方案,該方案開發門檻較低但成本較高,同時聲碼器的英語音質尚可但中文音質不佳,并且未經過大批量生產驗證。

      2、 TITMS320VC5509+AMBE3000+MCU或者OMAP138AMBE聲碼器方案,其特點是音質很好,其它功能也可以在此平臺上做得很好,但是價格昂貴,開發難度也非常大,具有開發技術實力的企業不多。

      3、士康的SCT3252+MCU的方案,此方案雖然推行已久,但是開發困難,至今未有廠家進行應用方案的生產。

      4、飛思卡爾的MC13260的方案,此芯片具有集成度高的特點,但是開發難度大,而且至今未見芯片的正式試用。

      5、采用聯拓科技的芯片的方案,見上圖4的框圖,是一塊RAMDSP的芯片,并支持內置聲碼器和外加聲碼器兩種形式,芯片集成度高,成本低,方案實現簡單,只需要配合一個外部存儲芯片、射頻單元和相應的外圍應用電路就可以實現復雜的數字對講機功能,為我國大部分生產商所采用。

      福建聯拓科技有限公司作為無線電通信專網領域的高科技公司,是我國數字對講機產業領域第一批擁有強大研發實力的創新型企業,成功研發了具有自主知識產權的數字對講機專用芯片LT1801A和配套的產品解決方案。同時,其組織起草的中國數字對講機ARC標準通過國家標準委的立項審核,將正式成為我國數字對講機的國家標準,為中國迎接數字對講機時代的到來奠定了堅實的基礎。

      四、國產數字對講機的主要功能

      1、模擬+數字雙模制式。

      2、支持數字和模擬兩種模式,能兼容現有常規模擬系統,保證模擬產品向數字產品平滑過渡。

      3、提供的智能信令支持多種呼叫方式,包括個呼、組呼和全呼。

      4、支持多種語言顯示。支持 10 種語言顯示(英文、簡體中文、繁體中文、德語、西班牙語、法語、意大利語、波蘭語、俄語和土耳其語),用戶可根據需要客戶需要提供不同的語言版本

      5、支持短信功能,可提供單發、組發、群發短信。

      6、軟件可升級,可通過軟件升級添加新的功能。

      7、遙斃、激活、查詢功能,可實時查詢其他機器狀態,遙斃或激活其他機器

      8、支持多信道掃描模式。

      9、來電顯示功能,可提示呼叫方為哪個用戶。

      10、GPS功能。


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