專用數(shù)字對講機技術(shù)與頻率規(guī)劃
時間:2017-10-30 來源:中國集群通信網(wǎng) 作者:周洪,陸唯群 點擊:
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主頁(http://www.130131.com):專用數(shù)字對講機技術(shù)與頻率規(guī)劃
在通信技術(shù)高度繁榮的今天,移動網(wǎng)絡(luò)幾乎覆蓋了全球每一個角落,但不管通信網(wǎng)如何發(fā)達,在一些需要安全、及時通話的領(lǐng)域,對講機還是有著自己獨特的作用。尤其是隨著數(shù)字技術(shù)的引入,更多業(yè)務(wù)種類、更高通話質(zhì)量以及更便捷的連接性和更好的頻譜效率,都將逐步實現(xiàn),數(shù)字對講機的發(fā)展正進入一個生機勃勃的“春天”。 無線電頻譜資源作為稀缺的國家戰(zhàn)略資源之一,對其加強保護和利用是無線電管理的核心工作。而無線電頻率規(guī)劃作為頻率管理的基礎(chǔ),目的就是通過科學的頻率劃分及分配,有效提高頻譜資源的利用率,促進新技術(shù)和新系統(tǒng)的開發(fā),以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展對無線電通信應(yīng)用的深化需求 為滿足上海地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)發(fā)展與社會穩(wěn)定保障等領(lǐng)域?qū)S脤χv機的應(yīng)用需求,進一步促進無線電數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展,提高無線頻譜資源利用效率,根據(jù)國家工信部無線電管理機構(gòu)《關(guān)于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關(guān)事宜的通知》的要求,上海市無線電管理局在對全市臺站數(shù)據(jù)庫進行分析、行業(yè)需求調(diào)研,以及對本市150MHz、400MHz頻段進行無線電監(jiān)測和測試數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合未來中長期專用對講機應(yīng)用需求增長的預(yù)期,以需求與使用狀況分析報告提出為依據(jù),制訂了本市專用對講機中長期頻率分配、指配與使用的規(guī)劃。 專用對講機的管理和應(yīng)用 專用對講機的使用和管理有別于公眾對講機(俗稱“娃娃機”,其頻率設(shè)置及參數(shù)標準符合國家無線電發(fā)射設(shè)備型號核準的要求,功率在0.5W以下),從無線電管理方面的要求來講,專用對講機發(fā)射功率比公眾對講機大,根據(jù)需求實際可以設(shè)立中繼臺,覆蓋范圍大,同時,使用單位需每年繳納頻率占用費。因此,其頻率使用、臺站設(shè)置需要經(jīng)無線電管理部門的行政許可。隨著公眾移動通信網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展和應(yīng)用拓展,原來的許多專用對講機用戶已轉(zhuǎn)為公眾移動通信終端用戶,但專用對講機與公眾移動通信終端相比,因其具有接入速度快,具有群呼、組呼、呼叫優(yōu)先級別設(shè)置、緊急呼叫等功能特點,目前仍廣泛應(yīng)用于公安、民航、鐵路、水上等管理部門,以及建筑工程、物業(yè)管理、服務(wù)領(lǐng)域等企業(yè)單位。 由于專用對講機頻率數(shù)量多少的審批,是根據(jù)用戶數(shù)量及用戶的分組數(shù)量來決定的,因此專用對講機的使用基本能保證各類呼叫的及時暢通,并在重大活動安全保障、防災(zāi)救災(zāi)、反恐維穩(wěn)、應(yīng)急處置、生產(chǎn)建設(shè)、交通運輸、社區(qū)管理等的指揮調(diào)度上,發(fā)揮著不可或缺的重要作用。即使在公眾移動通信迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用的今天,專用對講機的業(yè)務(wù)用途和設(shè)備制造,仍然占有一定的應(yīng)用范疇和市場份額。 數(shù)字對講機的特點與優(yōu)勢 隨著無線電通信技術(shù)的快速發(fā)展,模擬通信體制已逐漸被數(shù)字通信體制所替代。數(shù)字對講機是采用數(shù)字技術(shù)進行設(shè)計的,即直接采用數(shù)字信號處理器,將語音信號數(shù)字化,并以數(shù)字編碼形式調(diào)制到載波頻率上進行傳送的無線電通信設(shè)備。數(shù)字對講機相比模擬對講機而言,在頻譜使用效率、信號質(zhì)量、覆蓋范圍、系統(tǒng)功能等方面都優(yōu)于模擬對講機。模擬對講機常用的信道間隔為25kHz或12.5kHz,而數(shù)字對講機的信道間隔為12.5kHz或6.25kHz,在12.5kHz的信道間隔情況下,還可以采用時分復(fù)用技術(shù)或頻分復(fù)用技術(shù)來提高頻譜的使用效率。因此使用數(shù)字對講機技術(shù),可以大大提高頻譜資源的使用效率。 同時,在模擬對講機系統(tǒng)中,信號的傳輸質(zhì)量與無線信號的傳輸路徑損耗成正比,背景噪聲如果侵入無線信道并與正常的信號疊加傳輸,則在接收端無法予以消除,嚴重影響通信效果。而使用數(shù)字通信技術(shù),在接收端,只要信噪比達到一定指標,則信號可以無失真地復(fù)原,背景噪聲可以完全消除。因此,數(shù)字對講機對于背景噪聲很大的場景如鋼鐵廠、集裝箱碼頭、機場等,在覆蓋邊緣信號的無失真復(fù)原也就意味著有效覆蓋范圍的增大。 此外,數(shù)字對講機能利用時分、碼分等技術(shù)來實現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、圖像等多媒體的信息傳輸,并具有強拆、編組、呼叫優(yōu)先等分級功能,因而在安全調(diào)度等方面有著特定的優(yōu)勢及不可替代的作用。綜上所述,數(shù)字對講機技術(shù)是專用對講機應(yīng)用的發(fā)展方向。為此,國家工信部無線電管理機構(gòu)在《關(guān)于150MHz、400MHz專用對講機無線電頻率管理和使用的通知》中,提出了我國專用對講機向數(shù)字化發(fā)展的方向。 國外數(shù)字對講機標準概況 無線電數(shù)字通信技術(shù)已是時下廣泛應(yīng)用的通信技術(shù),但數(shù)字對講機技術(shù)在國外也是近年來才發(fā)展起來的。模擬對講機通信基帶采用音頻信號,因此能很容易實現(xiàn)互聯(lián)互通,不同廠家連通不好的情況出現(xiàn)往往基于音頻信號的傳輸效能。數(shù)字對講機的互聯(lián)互通則完全不同,它的特點就在于對基帶信號的數(shù)字化處理,如果不同廠家使用不同的語音編解碼方式、不同的信道編碼格式,以及采用不同的信道交織和糾錯方法,就會造成不同品牌的設(shè)備之間不能互相連通,為此需要形成相應(yīng)的技術(shù)標準來實現(xiàn)互聯(lián)。 目前,國外的數(shù)字常規(guī)對講機標準主要有:歐洲的ETSI的DMR(Digital Mobile Radio)中規(guī)定的第II類設(shè)備和DPMR(Digital Private Mobile Radio)中的大功率標準、美國的P25標準和日本的NXDN標準等。其中,以歐洲的有關(guān)標準為例,ETSI DMR標準是在12.5kHz信道間隔下采用時分多址技術(shù)的數(shù)字對講機標準,而ETSI DPMR標準是基于窄帶(6.25kHz)的頻分多址(FDMA)技術(shù)的數(shù)字對講機標準。 DMR和DPMR標準的主要區(qū)別在于在一個12.5kHz的信道間隔下的復(fù)用方式的不同:DMR標準是在一個12.5kHz信道間隔下采用時分多址(TDMA)技術(shù)將信道劃分二個邏輯子信道,每個子信道可傳輸一路話音信號或數(shù)據(jù);DPMR則是采用窄帶頻分復(fù)用方式,在一個12.5kHz的信道間隔中采用頻分多址(FDMA)技術(shù),將信道劃分為兩個子信道,每個子信道帶寬為6.25kHz,可傳輸一路話音或數(shù)據(jù)。用圖解如下: 基于不同復(fù)用方式的ETSI DMR標準和ETSI DPMR標準的數(shù)字對講機系統(tǒng),是無法實現(xiàn)互聯(lián)互通的;基于同一標準的不同廠家生產(chǎn)的數(shù)字對講機,也并不一定能實現(xiàn)互聯(lián)互通。因為不管是ETSI DMR標準還是ETSI DPMR標準,在標準中只定義了空中接口的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的內(nèi)容,只要求在上述物理層和數(shù)據(jù)鏈路層要求能互聯(lián),而沒有就語音編碼、安全加密、網(wǎng)格管理等內(nèi)容進行規(guī)定,從而造成不同廠家、不同品牌之間,不能像模擬對講機那樣完全互聯(lián)互通。真正要解決上述問題,就要求每個數(shù)字對講機標準都應(yīng)有一個標準聯(lián)盟,并對來自聯(lián)盟成員所生產(chǎn)的數(shù)字對講機之間進行互聯(lián)互通的測試及頒發(fā)相應(yīng)的證書。與此同時,我們可以看到,數(shù)字對講機標準目前既有缺位,同時也給制造廠商之間和標準認同方面留下了很大的合作與發(fā)展空間。 國內(nèi)發(fā)展契機 根據(jù)已經(jīng)通過國家無線電管理機構(gòu)型號核準的數(shù)字對講機的情況來看,目前中國市場上的數(shù)字對講機,主要是符合ETSI DMR和ETSI DPMR標準的產(chǎn)品。其中,摩托羅拉、日本建伍、日本艾可姆以及海能達公司占據(jù)了產(chǎn)品數(shù)量的絕大多數(shù)。摩托羅拉XiR系列和海能達PD系列產(chǎn)品是以ETSI DMR標準生產(chǎn)的,建伍的NXD系列和艾可姆的iDAS系列符合ETSI DPMR標準,而國內(nèi)大部分中小型企業(yè)都還沒有生產(chǎn)商用的數(shù)字對講機,因此市場上可選擇的數(shù)字對講機產(chǎn)品非常少。同時,由于統(tǒng)一的數(shù)字對講機標準尚未形成和完善,以及專用對講機芯片的缺乏和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的偏小,使數(shù)字對講機的價格與模擬對講機相比居高不下,也影響了一般用戶使用數(shù)字對講機的興趣。 雖然目前模擬對講機的生產(chǎn)和應(yīng)用仍占絕對主流地位,但從數(shù)字對講機技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用推廣的前景來看,上述主要生產(chǎn)廠家都已著手生產(chǎn)從模擬對講機到數(shù)字對講機平滑過渡的模擬/數(shù)字兼容的對講機產(chǎn)品,以便能逐步、平穩(wěn)地促進模擬對講機到數(shù)字對講機的循序過渡。 為了促進我國數(shù)字對講機在頻率資源適應(yīng)、設(shè)備應(yīng)用推廣、標準配套形成等方面的進程,2009年,國家工信部無線電管理機構(gòu)發(fā)布的《關(guān)于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關(guān)事宜的通知》及所附的《150MHz、400MHz 頻段數(shù)字對講機設(shè)備無線射頻技術(shù)指標》,開始在數(shù)字對講機設(shè)備射頻方面提出了相關(guān)的技術(shù)要求,規(guī)定了信道間隔為12.5kHz,每信道可安排一個或二個時隙,從而在頻率參數(shù)指標上使ETSI DMR和ETSI DPMR標準的數(shù)字對講機與之相適應(yīng),為中國數(shù)字對講機的應(yīng)用前景和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了積極的指導和契機。作為改革開放的前沿,深圳特區(qū)已制定了地方性的《基于頻分多址(FDMA)調(diào)頻數(shù)字對講機標準》,并開始作為深圳市數(shù)字對講機系列指導性技術(shù)文件之一。 上海市專用對講機頻率規(guī)劃及管理 根據(jù)《關(guān)于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關(guān)事宜的通知》的精神,上海市無線電管理局(以下簡稱“市無線電管理局”)認真梳理了全市對講機應(yīng)用現(xiàn)狀,在預(yù)測專用對講機頻率中長期需求的基礎(chǔ)上,從國家規(guī)定和上海市發(fā)展的實際出發(fā),緊密結(jié)合上海地區(qū)專用對講機的應(yīng)用特點和場景模式,并充分考慮目前數(shù)字對講機應(yīng)用推廣和產(chǎn)業(yè)鏈形成促進的趨勢,完成了上海市150MHz、400MHz中長期專用對講機頻率的分配、指配與使用規(guī)劃,以及過渡期內(nèi)頻率指配與使用的方案。主要包括以下幾個方面: 新規(guī)劃所劃定 150MHz、400MHz頻段專用對講機頻率的范圍為137-167MHz及403-423.5MHz。本次規(guī)劃兩頻段范圍中的水上業(yè)務(wù)專用頻率、業(yè)余無線電專用頻段、國家規(guī)定的公眾對講機頻率以及其他專項業(yè)使用頻率不做調(diào)整,其管理仍按原文件執(zhí)行。除上述兩頻段之外,其他原規(guī)定的專用對講機使用頻段不再列入本規(guī)劃,并將按照國家有關(guān)規(guī)定另行調(diào)整。該頻段中所涉及的水上業(yè)務(wù)、遇險業(yè)務(wù)、呼救業(yè)務(wù)、航空業(yè)務(wù)、鐵路業(yè)務(wù)等已經(jīng)明確的專用頻點必須予以保護,任何個人或單位不得擅自使用。 新規(guī)劃的150MHz、400MHz專用對講機信道間隔由25kHz調(diào)整為12.5kHz,每信道可安排一或兩個時隙;其中150MHz頻段雙頻組網(wǎng)收發(fā)頻率間隔為5.7MHz,400MHz頻段雙頻組網(wǎng)收發(fā)頻率間隔為10MHz。 根據(jù)上海市的實際情況,新規(guī)劃將繼續(xù)執(zhí)行上海市對講機公用頻率的政策。上海市對講機公用頻率政策,是通過簡化審批流程、減免部分頻率占用費等措施,引導對通話質(zhì)量要求不高的用戶合法、經(jīng)濟、簡便地使用對講機,同時提高頻率資源的使用效率。新規(guī)劃中,原來的150MHz的上海市公用對講機頻率不變,新增416MHz-419MHz頻段部分頻率用于上海市公用對講機頻率;頻率申請和臺站設(shè)置的程序保持不變。原410MHz、411MHz和414MHz頻段的上海市公用頻率由于國家規(guī)定的調(diào)整,不再作為上海市對講機公用頻率,原使用用戶要在2015年12月31日前完成頻率的清退工作。 繼續(xù)保留上海市室內(nèi)覆蓋頻率管理和應(yīng)用的政策。十多年的實踐表明,對講機樓宇室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)適應(yīng)上海這種特大型城市高層建筑物內(nèi)的樓宇管理無線通信的需求,符合上海地區(qū)樓宇密集、無線通信量大、專用頻率緊缺等特點。針對目前使用的室內(nèi)頻率組數(shù)量少、用戶需求大、局部地區(qū)樓宇密集、系統(tǒng)間相互干擾日益突出的情況,新規(guī)劃中在150MHz頻段和400MHz頻段各增加多組頻率來緩解用頻緊張的矛盾。同時,積極推進室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)使用數(shù)字多信道等先進技術(shù),以提高頻率資源利用效率。 新規(guī)劃在150MHz、400MHz頻段各規(guī)劃了一定數(shù)量的應(yīng)急通信頻率。應(yīng)急通信頻率僅限于應(yīng)急通信使用,原則上不指配給任何單位使用。 現(xiàn)有的合法設(shè)臺單位,所用頻率不符合上海市專用對講機頻率規(guī)劃方案的,在頻率到期后由市無線電管理局重新進行頻率指配,分期分批完成頻率規(guī)劃調(diào)整工作。為盡量避免過渡期內(nèi)設(shè)臺單位進行現(xiàn)有設(shè)備更換而造成損失,設(shè)臺單位可向市無線電管理局提供現(xiàn)有設(shè)備購置日期、電臺執(zhí)照、頻率占用費繳納證明等必要信息,申請暫緩進行頻率規(guī)劃調(diào)整的,應(yīng)不得晚于2015年底完成本次頻率規(guī)劃調(diào)整過渡工作。 積極推進用戶單位逐步開始使用數(shù)字對講機。從2012年1月1日起,新設(shè)置使用的150MHz、400MHz專用對講機頻率的無線電臺站,將從新規(guī)劃中指配頻率,各設(shè)臺單位應(yīng)購置使用數(shù)字對講機。如仍要求使用模擬對講機,頻率及臺站使用期限可到2015年12月31日為止。超過此期限要求,市無線電管理局將收回頻率并不再審批核發(fā)電臺執(zhí)照。 生產(chǎn)、進口、銷售和設(shè)置使用各類無線電發(fā)射設(shè)備,均須取得國家工信部無線電管理機構(gòu)核發(fā)的無線電發(fā)射設(shè)備型號核準證。自2011年1月1日起,國家已停止對該頻段模擬對講機設(shè)備的型號核準。 頻率占用費收費標準按照現(xiàn)行文件執(zhí)行。固定電臺為1000元/每頻點每站/年,移動臺包括手持臺和車載臺為100元/臺/年。 IMS咨詢公司指出,直到2013年,世界范圍內(nèi)才會普及低成本的數(shù)字對講機。也就是說,數(shù)字對講機產(chǎn)業(yè)目前尚處于起步階段,但它巨大的發(fā)展前景和應(yīng)用潛力卻不容小覷,值得各方共同期待
(中國集群通信網(wǎng) | 責任編輯:李俊勇) |