主頁(http://www.130131.com):DMR與模擬對講系統(tǒng) 無線電對講機(jī)的特點(diǎn)是即時溝通、經(jīng)濟(jì)實用、使用方便,同時還具有組呼通播、系統(tǒng)呼叫、機(jī)密呼叫等功能。在進(jìn)行調(diào)度指揮和處理緊急突發(fā)事件時,其作用是其它通信工具所不能替代的。 1、對講系統(tǒng)的發(fā)展 無線電對講機(jī)是最早被使用的無線移動通信設(shè)備,早在二十世紀(jì)三十年代就開始得到應(yīng)用。1936年,美國摩托羅拉公司研制出了第一臺移動無線電通信產(chǎn)品——“巡警牌”調(diào)幅車用無線電接收機(jī),隨后在1940年又為美國陸軍通信兵研制出了第一臺重量為2.2公斤的手持式雙向無線電調(diào)幅對講機(jī),通信距離為1. 6公里。此后隨著調(diào)頻技術(shù)應(yīng)用于對講機(jī),在二戰(zhàn)期間,摩托羅拉公司為軍方研制出了一部可調(diào)諧的高頻調(diào)頻單元SCR300TM對講機(jī)。 其重量為35磅,通訊 距離為10英里。到了1962年,摩托羅拉又推出了第一臺僅重33盎司的手持式無線對講機(jī)HT200,其外形被稱為“磚頭”,大小和早期的“大哥大”手機(jī)差不多。下一代機(jī)型——18盎司重的HT-200僅用了兩塊集成電路就代替了原來的61個零件,它的重量比前一機(jī)型減輕了40%,體積減小了50%,但功率輸出卻提高了250%。 隨著這場電子革命的不斷繼續(xù),七十年代,對講機(jī)又有了翻天覆地的發(fā)展。1978年,集群對講機(jī)和集群對講機(jī)系統(tǒng)問世了,該系統(tǒng)使每一臺無線電對講機(jī)均具有一個獨(dú)一無二 的數(shù)字代碼。由計算機(jī)對所有頻率進(jìn)行掃描,尋找空閑的信道,并利用數(shù)字式的地址代碼 自動將呼叫按一定的優(yōu)先級指定給各信道。 這種方式使對講機(jī)系統(tǒng)可以高效地將數(shù)量有限的可用信道指定給具體的用戶。 真正意義上的對講機(jī)數(shù)字時代直到九十年代初才出現(xiàn),摩托羅拉于1991年推出了ASTRO第一臺全數(shù)字式無線對講機(jī)。1995年,摩托羅拉向世人推出了它的集成數(shù)字增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)(iDEN),一種將無線調(diào)度、 數(shù)據(jù)和信息處理集成為一體的全數(shù)字式系統(tǒng)。 至此,無線通訊已經(jīng)實現(xiàn)了早年無線電先驅(qū)者們點(diǎn)對點(diǎn)通訊的夢想,只不過這種實現(xiàn)的方式卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了他們的想象。每一次重大發(fā)展均是對現(xiàn)有技術(shù)的擴(kuò)展,無線電數(shù)字對講機(jī)將會把我們帶往何處?答案無從知曉。但可以肯定的是,目前數(shù)字化無線技術(shù)已經(jīng)受到了極為廣泛的關(guān)注——從科研學(xué)術(shù)領(lǐng)域一直到工業(yè)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域;而且,數(shù)字化無線技術(shù)在未來必將為我們帶來意想不到的驚喜。 整個對講系統(tǒng)的發(fā)展歷程大致可以劃分為三個階段: 1、點(diǎn)對點(diǎn)模擬對講系統(tǒng): 點(diǎn)對點(diǎn)模擬對講系統(tǒng)指的是采用模擬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行對講機(jī)——對講機(jī)之間通信的系統(tǒng),主要采用調(diào)幅/調(diào)頻方式直接傳輸模擬話音(由于傳輸性能的優(yōu)勢,目前仍然在使用中的系統(tǒng)多是調(diào)頻方式);此外,還可以利用雙音多頻技術(shù)(DTMF)傳輸極少量的低速數(shù)據(jù)信息。 2、集群系統(tǒng) 集群系統(tǒng)是一個有中心調(diào)度控制的對講系統(tǒng),最重要的特征是需要中心調(diào)度設(shè)備來控制整個對講系統(tǒng)的資源分配與用戶的接入。判斷一個系統(tǒng)是否是集群系統(tǒng),這是根本的依據(jù)。也就是說,集群系統(tǒng)是對講系統(tǒng)在組網(wǎng)方式的一種具體形態(tài),與對講系統(tǒng)底層采用的傳輸技術(shù)是模擬或數(shù)字方式并沒有一定的聯(lián)系。 3、數(shù)字化無線系統(tǒng)(DMR/DPMR) 首先是“數(shù)字化”的問題,數(shù)字化無中心系統(tǒng)是在數(shù)字無線通信技術(shù)極大發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。通信理論以及實際系統(tǒng)應(yīng)用給出了越來越充分的理由是我們相信——數(shù)字傳輸技術(shù)在多個方面都超越了模擬傳輸技術(shù),而且,數(shù)字傳輸技術(shù)尤其適合越來越大的數(shù)據(jù)通信需求。 其次,組網(wǎng)方式靈活,DMR/DPMR可以采用有中心和無中心方式在多個對講機(jī)之間靈活組網(wǎng),支持多跳傳輸?shù)燃夹g(shù)提高系統(tǒng)性能與魯棒性。 無中心系統(tǒng)起源于同本,最早由一些業(yè)余無線電愛好者使用,也就是無中心多信道共用個人無線電話系統(tǒng)。“無中心”系統(tǒng)是不采用交換控制中心的集中控制,而由各移動臺或固定臺分別設(shè)定無線通信鏈路的分散控制方式。這種組網(wǎng)方式特別適用于緊急突發(fā)情況下的應(yīng)急通信(汶川大地震的搶險救災(zāi)實踐已經(jīng)充分證明了這一點(diǎn)),其魯棒性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于有中心系統(tǒng)。但是,其網(wǎng)絡(luò)容量不大,限制了無中心系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。 ETSI DMR/DPMR標(biāo)準(zhǔn)發(fā)表于2005年,但是直到2007年才出現(xiàn)第一臺DMR對講機(jī)。之所以花這么長的時間,其中之一的原因就是為了盡可能的滿足標(biāo)準(zhǔn)和最終客戶的需求,同時也盡量照顧廠商和渠道商。標(biāo)準(zhǔn)分為三層,第一層是為了替代PMR446使用在無牌照的頻段;第二層是常規(guī)的、需付費(fèi)、非集群的PMR對講機(jī),(也是Motorola所瞄準(zhǔn)的市場);第三層就是數(shù)字的集群對講機(jī)。 2、鐵路專用對講系統(tǒng) 鐵路用的專用無線通信系統(tǒng)主要包括了無線對講機(jī)系統(tǒng)、集群系統(tǒng)和GSM-R系統(tǒng)等。從廣義上講,無線對講系統(tǒng)屬于無中心系統(tǒng),集群系統(tǒng)和GSM-R都屬于有中心系統(tǒng)。由于鐵路應(yīng)用的多樣性以及復(fù)雜的環(huán)境,注定鐵路系統(tǒng)中需要多種無線通信系統(tǒng)共同服務(wù),無線對講系統(tǒng)也必然長期占有一席之地。 我國鐵路行業(yè)內(nèi),對講系統(tǒng)仍然是以“點(diǎn)對點(diǎn)模擬對講系統(tǒng)”為主,技術(shù)相對落后,已經(jīng)逐漸無法滿足日益增長的鐵路應(yīng)用需求。于此同時,集群系統(tǒng)和GSM-R系統(tǒng)的出現(xiàn)極大地緩解了鐵路應(yīng)用需求與技術(shù)落后的矛盾。但是,由于集群系統(tǒng)和GSM-R系統(tǒng)組網(wǎng)的時間和成本巨大,對于鐵路應(yīng)用中小范圍、靈活性很大的部分應(yīng)用需求而言,是不現(xiàn)實的。因此,對講系統(tǒng)仍然有著廣泛的應(yīng)用需求。 DMR/DPMR是數(shù)字化對講系統(tǒng)的重要標(biāo)準(zhǔn),與顯存模擬對講系統(tǒng)相比,其技術(shù)具有先進(jìn)性,性能優(yōu)越,而且,部署靈活,運(yùn)營和使用成本更低。下面重點(diǎn)分析DMR與模擬對講系統(tǒng)之間的差異。 2.1、DMR的優(yōu)勢 經(jīng)過近1個世紀(jì)的發(fā)展,對講機(jī)的應(yīng)用已十分普遍。目前模擬對講機(jī)正在經(jīng)歷著一場前所未有的變革——數(shù)字化時代。與模擬對講機(jī)相比,數(shù)字對講機(jī)具有以下一些特征: 1、頻帶利用率高:12.5kHz分時技術(shù)可以容納兩個話音信道,比模擬對講機(jī)高一倍。兩個時隙TDMA的傳輸功能,能夠在同一個信道空間提供兩個語音信道,這樣做不只是節(jié)省了牌照的費(fèi)用,同時也節(jié)省了系統(tǒng)架構(gòu)的費(fèi)用,比如說六個信道的系統(tǒng)只需要3臺中繼臺。另外提升的40%的電池使用壽命也是一大特點(diǎn)。 ![]() 圖1:兩時隙時分復(fù)用 2、保密性很高:由于語音信號完全數(shù)字化處理,使得加解密技術(shù)得到很好的應(yīng)用。 3、話音質(zhì)量高:由于數(shù)字通信技術(shù)擁有系統(tǒng)內(nèi)錯誤校正功能,和模擬對講機(jī)相比,它可以在一個范圍更廣的信號環(huán)境中,接收到較少的音頻噪音,聲音更清晰。對于語音質(zhì)量,數(shù)字語音確實和模擬的有著非常明顯區(qū)別,非常的清晰,幾乎切斷了所有的背景噪音。
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