數(shù)字無線通信技術(shù)的優(yōu)勢

胡克狄

胡克狄:摩托羅拉系統(tǒng) (中國)有限公司 工程師，100022北京

隨著技術(shù)的發(fā)展，雖然到目前為止大多數(shù)對講機系統(tǒng)仍采用模擬技術(shù)，但數(shù)字技術(shù)已開始推動移動通信的變革步伐。與模擬系統(tǒng)相比，數(shù)字對講機存在諸多優(yōu)勢，比如，可以提高頻譜效率、增加呼叫容量、增強射頻邊緣區(qū)域的語音質(zhì)量、提供可靠的覆蓋效果、使通話內(nèi)容更清晰 (即便是遠距離和惡劣環(huán)境)等。此外，數(shù)字對講機還具有模擬設(shè)備不具備的多種功能和特性，下面詳細談?wù)剶?shù)字無線通信的優(yōu)勢。

1 提高射頻頻譜效率

數(shù)字化無線通信技術(shù)可以提高射頻頻譜效率，通過指定的射頻頻譜實現(xiàn)擴展的語音、數(shù)據(jù)和控制功能。例如，TDMA調(diào)制設(shè)備可靈活地使用一個信道提供多個語音會話、全雙工會話、單獨的語音和數(shù)據(jù)傳輸、控制和管理等功能，而且這一切都可根據(jù)需要靈活切換。TDMA 6.25 kHz等效系統(tǒng)可在一個許可的12.5 kHz信道中實現(xiàn)2個虛擬信道，使支持性基礎(chǔ)架構(gòu)的使用效率提高了1倍，一個天線點即可傳輸2個呼叫。

2 改善基本性能

數(shù)字化無線通信改善了基本性能，包括音質(zhì)、私密性、電池壽命和其他功能。

1．覆蓋范圍廣，語音通信清晰。雖然數(shù)字對講機也像模擬對講機一樣受射頻物理學(xué)影響，但仍可將數(shù)字內(nèi)容完好地發(fā)送到目的地。雖然信號強度呈指數(shù)式衰退 (同模擬對講機一樣)，但數(shù)字糾錯技術(shù)可在更大區(qū)域內(nèi)還原語音質(zhì)量，幾乎不存在失真現(xiàn)象。

2．抗靜電和噪音。數(shù)字接收機拒絕接收它們認為是錯誤的信號，雖然會產(chǎn)生短暫的中斷或機械類噪音，但絕不會出現(xiàn)模擬系統(tǒng)那樣的長時間靜電噪音。只要接收機可理解數(shù)字語音信號，就能對其進行編碼，然后清晰地還原語音。部分數(shù)字系統(tǒng)的發(fā)射機采用背景噪音抑制技術(shù)，使背景人群或交通噪音不會被發(fā)射出去。

3．在不失真的前提下實現(xiàn)私密性。數(shù)字系統(tǒng)可提供出色的語音質(zhì)量和通話私密性，無需額外的硬件或改變接收端的傳輸質(zhì)量。模擬系統(tǒng)通常在呼叫開始時發(fā)送用于接收機解密語音的信息，如果有人后來加入通話就無法接收解密信息，也就無法理解通話內(nèi)容。而數(shù)字系統(tǒng)將解密信息每秒重復(fù)若干次，這樣后來加入通話的人也能接收私密通話。數(shù)字系統(tǒng)允許將不同用戶編入不同的私密工作組，每組使用不同的加密密鑰，因此一個工作組不受另一工作組的操作干擾。

4．延長電池壽命。由于TDMA數(shù)字系統(tǒng)把耗電的發(fā)射分成獨立的2個時隙，與相同功率的模擬系統(tǒng)相比，每次發(fā)射只用一半的電池電量，因此數(shù)字對講機的電池運行時間比模擬對講機通常延長40%。

5．靈活性。除語音外，數(shù)字對講機還可提供雙時隙 TDMA系統(tǒng)的第2個時隙，可用于第2個呼叫、調(diào)度數(shù)據(jù)、增強的呼叫控制、強占式緊急呼叫、反向信道信令等其他功能。經(jīng)過配置后，數(shù)字系統(tǒng)可靈活地滿足移動企業(yè)的特定需要，提高現(xiàn)場響應(yīng)速度和工作效率。

3 實現(xiàn)快速、集成的數(shù)據(jù)訪問

1．提高操作控制能力、容量和效率。數(shù)字化無線通信實現(xiàn)了快速、集成的數(shù)據(jù)訪問，允許員工現(xiàn)場訪問操作信息。由于需要安裝、培訓(xùn)和支持的系統(tǒng)只有一套，因此即時訪問語音和數(shù)據(jù)變得簡單、經(jīng)濟。命令和控制應(yīng)用程序的集成，使調(diào)度、安全、任務(wù)安排和其他職能部門的響應(yīng)速度更加迅速。

2．發(fā)揮對講機語音和數(shù)據(jù)功能的威力。有一點需要明確，對講機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)服務(wù)無法使用戶登錄網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送視頻圖像，或?qū)崿F(xiàn)辦公桌面同步化，它不支持這類帶寬應(yīng)用型功能。但是，對一些旨在提高效率的應(yīng)用，比如短消息、位置服務(wù)、簡單的數(shù)據(jù)庫查詢、條形碼讀取以及填表等，數(shù)字對講機是一項非常適用的技術(shù)。當(dāng)它部署到經(jīng)許可的專用通信系統(tǒng)時，沒有月度費用，也不依賴公共運營商，而且可以控制員工訪問應(yīng)用程序。

3．增加了應(yīng)用程序，簡化了集成流程。與模擬對講機系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)相比，數(shù)字對講機支持業(yè)界標準協(xié)議，如IP尋址和IP數(shù)據(jù)包服務(wù)。數(shù)字對講機無需外置調(diào)制解調(diào)器，便可通過USB或以太網(wǎng)等標準網(wǎng)絡(luò)接口直接連接計算機設(shè)備，簡化了與其他應(yīng)用程序的集成過程，降低了集成成本，同時大大增加了組織可以部署的潛在應(yīng)用程序的數(shù)量。

4．按需靈活分配語音和數(shù)據(jù)信道。有了數(shù)字語音/數(shù)據(jù)系統(tǒng)后，就不需再為語音和數(shù)據(jù)通信分配專用的系統(tǒng)和信道。相反，員工只需一套系統(tǒng)就能靈活地滿足現(xiàn)場的不同需要。一套攜帶方便、操作簡單的設(shè)備，可有助提高工作效率，并獲得所需的無線信息。

基于IP網(wǎng)絡(luò)的MOTOTRBO數(shù)字對講通信系統(tǒng)，利用時分多址 (TDMA)數(shù)字技術(shù)來改善傳統(tǒng)模擬對講系統(tǒng)的基本功能和系統(tǒng)性能，頻道數(shù)量與頻譜效率提高了一倍，并且通過IP網(wǎng)絡(luò)輕松擴展到不同區(qū)域，能夠突破盲區(qū)和穿過被屏蔽的區(qū)域，真正完成通信的最后一英里。

5．?dāng)?shù)字無線通信緩解頻率資源緊張。利用TDMA技術(shù)，MOTOTRBO可在目前全球廣泛使用的12.5 Hz中繼信道上將支持的用戶數(shù)量提高一倍，提供了更大的無線話音和數(shù)據(jù)通信容量，有效解決頻率資源緊張問題。

當(dāng)發(fā)生緊急事件，無線數(shù)字對講系統(tǒng)可在進行話音通信時，配合文本消息傳送及GPS定位功能，極大地提高了搶險救災(zāi)時的快速反應(yīng)能力及指揮信息傳遞的準確性。數(shù)字通信系統(tǒng)具備固有的安全性，可以防止一般的利用掃描設(shè)備等裝置進行竊聽。

6．雙模式系統(tǒng)保護過渡期投資。MOTOTRBO數(shù)字對講通信系統(tǒng)是一個全面的雙模式 (模擬和數(shù)字)系統(tǒng)，包括模擬和數(shù)字中繼臺、車載臺和手持臺等。既可以通過模擬中繼臺連接模擬通信設(shè)備，也可以通過數(shù)字中繼臺來連接數(shù)字通信設(shè)備，讓系統(tǒng)享受模擬、數(shù)字2套系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢，對于希望保留原有模擬對講系統(tǒng)的用戶來說非常適合。

從模擬通信系統(tǒng)過渡到數(shù)字通信系統(tǒng)已經(jīng)成為大勢所趨。在這個過程中，如何保護已有在模擬設(shè)備上投資，并靈活選擇向數(shù)字系統(tǒng)的過渡方式和過程，成為推動無線通信系統(tǒng)數(shù)字化進程的關(guān)鍵。MOTOTRBO數(shù)字對講通信系統(tǒng)通過把中繼臺直接接入IP網(wǎng)絡(luò)，可以將數(shù)字信號傳遞到被屏蔽的室內(nèi)或其他區(qū)域的建筑物中，甚至遍布全球各地的分支機構(gòu)都可以完成互相連通，直接呼叫。此外數(shù)字對講系統(tǒng)的IP解決方案不受地理限制，實現(xiàn)了不間斷的語音和數(shù)據(jù)通信，解決了不同區(qū)域的語音通話問題。這些無疑都為下一代智能無線通信系統(tǒng)，提供了更為廣泛的空間。

［1］ Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters(ERM;Digital Mobile Radio(DMR)Systems;Part 1:DMR Air Interface(AI)protocol，ETSI TS 102 361 － 1 V1．4．5(2007 －12)