專用數字對講機技術與頻率規(guī)劃

周洪 陸唯群

在通信技術高度繁榮的今天，移動網絡幾乎覆蓋了全球每一個角落，但不管通信網如何發(fā)達，在一些需要安全、及時通話的領域，對講機還是有著自己獨特的作用。尤其是隨著數字技術的引入，更多業(yè)務種類、更高通話質量以及更便捷的連接性和更好的頻譜效率，都將逐步實現，數字對講機的發(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，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，促進新技術和新系統的開發(fā)，以滿足經濟社會發(fā)展對無線電通信應用的深化需求

為滿足上海地區(qū)經濟建設發(fā)展與社會穩(wěn)定保障等領域對專用對講機的應用需求，進一步促進無線電數字通信技術的發(fā)展，提高無線頻譜資源利用效率，根據國家工信部無線電管理機構《關于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關事宜的通知》的要求，上海市無線電管理局在對全市臺站數據庫進行分析、行業(yè)需求調研，以及對本市150MHz、400MHz頻段進行無線電監(jiān)測和測試數據分析的基礎上，結合未來中長期專用對講機應用需求增長的預期，以需求與使用狀況分析報告提出為依據，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”，其頻率設置及參數標準符合國家無線電發(fā)射設備型號核準的要求，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，根據需求實際可以設立中繼臺，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、臺站設置需要經無線電管理部門的行政許可。隨著公眾移動通信網的建設發(fā)展和應用拓展，原來的許多專用對講機用戶已轉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)先級別設置、緊急呼叫等功能特點，目前仍廣泛應用于公安、民航、鐵路、水上等管理部門，以及建筑工程、物業(yè)管理、服務領域等企業(yè)單位。

由于專用對講機頻率數量多少的審批，是根據用戶數量及用戶的分組數量來決定的，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、防災救災、反恐維穩(wěn)、應急處置、生產建設、交通運輸、社區(qū)管理等的指揮調度上，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)展和普遍應用的今天，專用對講機的業(yè)務用途和設備制造，仍然占有一定的應用范疇和市場份額。

數字對講機的特點與優(yōu)勢

隨著無線電通信技術的快速發(fā)展，模擬通信體制已逐漸被數字通信體制所替代。數字對講機是采用數字技術進行設計的，即直接采用數字信號處理器，將語音信號數字化，并以數字編碼形式調制到載波頻率上進行傳送的無線電通信設備。數字對講機相比模擬對講機而言，在頻譜使用效率、信號質量、覆蓋范圍、系統功能等方面都優(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，還可以采用時分復用技術或頻分復用技術來提高頻譜的使用效率。因此使用數字對講機技術，可以大大提高頻譜資源的使用效率。

同時，在模擬對講機系統中，信號的傳輸質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。而使用數字通信技術，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原，背景噪聲可以完全消除。因此，數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原也就意味著有效覆蓋范圍的增大。

此外，數字對講機能利用時分、碼分等技術來實現話音、數據、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，數字對講機技術是專用對講機應用的發(fā)展方向。為此，國家工信部無線電管理機構在《關于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字化發(fā)展的方向。

國外數字對講機標準概況

無線電數字通信技術已是時下廣泛應用的通信技術，但數字對講機技術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，因此能很容易實現互聯互通，不同廠家連通不好的情況出現往往基于音頻信號的傳輸效能。數字對講機的互聯互通則完全不同，它的特點就在于對基帶信號的數字化處理，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備之間不能互相連通，為此需要形成相應的技術標準來實現互聯。

目前，國外的數字常規(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的數字對講機標準，而ETSI DPMR標準是基于窄帶（6.25kHz）的頻分多址（FDMA）技術的數字對講機標準。

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據；DPMR則是采用窄帶頻分復用方式，在一個12.5kHz的信道間隔中采用頻分多址（FDMA）技術，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據。用圖解如下：

基于不同復用方式的ETSI DMR標準和ETSI DPMR標準的數字對講機系統，是無法實現互聯互通的；基于同一標準的不同廠家生產的數字對講機，也并不一定能實現互聯互通。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據鏈路層的內容，只要求在上述物理層和數據鏈路層要求能互聯，而沒有就語音編碼、安全加密、網格管理等內容進行規(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互通。真正要解決上述問題，就要求每個數字對講機標準都應有一個標準聯盟，并對來自聯盟成員所生產的數字對講機之間進行互聯互通的測試及頒發(fā)相應的證書。與此同時，我們可以看到，數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。

國內發(fā)展契機

根據已經通過國家無線電管理機構型號核準的數字對講機的情況來看，目前中國市場上的數字對講機，主要是符合ETSI DMR和ETSI DPMR標準的產品。其中，摩托羅拉、日本建伍、日本艾可姆以及海能達公司占據了產品數量的絕大多數。摩托羅拉XiR系列和海能達PD系列產品是以ETSI DMR標準生產的，建伍的NXD系列和艾可姆的iDAS系列符合ETSI DPMR標準，而國內大部分中小型企業(yè)都還沒有生產商用的數字對講機，因此市場上可選擇的數字對講機產品非常少。同時，由于統一的數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業(yè)規(guī)模的偏小，使數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字對講機的興趣。

雖然目前模擬對講機的生產和應用仍占絕對主流地位，但從數字對講機技術發(fā)展和應用推廣的前景來看，上述主要生產廠家都已著手生產從模擬對講機到數字對講機平滑過渡的模擬/數字兼容的對講機產品，以便能逐步、平穩(wěn)地促進模擬對講機到數字對講機的循序過渡。

為了促進我國數字對講機在頻率資源適應、設備應用推廣、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發(fā)布的《關于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關事宜的通知》及所附的《150MHz、400MHz 頻段數字對講機設備無線射頻技術指標》，開始在數字對講機設備射頻方面提出了相關的技術要求，規(guī)定了信道間隔為12.5kHz，每信道可安排一個或二個時隙，從而在頻率參數指標上使ETSI DMR和ETSI DPMR標準的數字對講機與之相適應，為中國數字對講機的應用前景和產業(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）調頻數字對講機標準》，并開始作為深圳市數字對講機系列指導性技術文件之一。

上海市專用對講機頻率規(guī)劃及管理

根據《關于150MHz 400MHz頻段專用對講機頻率規(guī)劃和使用管理有關事宜的通知》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用現狀，在預測專用對講機頻率中長期需求的基礎上，從國家規(guī)定和上海市發(fā)展的實際出發(fā)，緊密結合上海地區(qū)專用對講機的應用特點和場景模式，并充分考慮目前數字對講機應用推廣和產業(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，并將按照國家有關規(guī)定另行調整。該頻段中所涉及的水上業(yè)務、遇險業(yè)務、呼救業(yè)務、航空業(yè)務、鐵路業(yè)務等已經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頻段雙頻組網收發(fā)頻率間隔為5.7MHz，400MHz頻段雙頻組網收發(fā)頻率間隔為10MHz。

根據上海市的實際情況，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，引導對通話質量要求不高的用戶合法、經濟、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)保留上海市室內覆蓋頻率管理和應用的政策。十多年的實踐表明，對講機樓宇室內覆蓋系統適應上海這種特大型城市高層建筑物內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頻率組數量少、用戶需求大、局部地區(qū)樓宇密集、系統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，積極推進室內覆蓋系統使用數字多信道等先進技術，以提高頻率資源利用效率。

新規(guī)劃在150MHz、400MHz頻段各規(guī)劃了一定數量的應急通信頻率。應急通信頻率僅限于應急通信使用，原則上不指配給任何單位使用。

現有的合法設臺單位，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)劃調整工作。為盡量避免過渡期內設臺單位進行現有設備更換而造成損失，設臺單位可向市無線電管理局提供現有設備購置日期、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)劃調整的，應不得晚于2015年底完成本次頻率規(guī)劃調整過渡工作。

積極推進用戶單位逐步開始使用數字對講機。從2012年1月1日起，新設置使用的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，各設臺單位應購置使用數字對講機。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、進口、銷售和設置使用各類無線電發(fā)射設備，均須取得國家工信部無線電管理機構核發(fā)的無線電發(fā)射設備型號核準證。自2011年1月1日起，國家已停止對該頻段模擬對講機設備的型號核準。

頻率占用費收費標準按照現行文件執(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，世界范圍內才會普及低成本的數字對講機。也就是說，數字對講機產業(yè)目前尚處于起步階段，但它巨大的發(fā)展前景和應用潛力卻不容小覷，值得各方共同期待。