數(shù)字對(duì)講機(jī)通信標(biāo)準(zhǔn)分析

賴遠(yuǎn)飛

(廣州市地下鐵道總公司運(yùn)營(yíng)事業(yè)總部，廣東廣州510380)

1.發(fā)展數(shù)字技術(shù)的必然性

對(duì)講機(jī)通信隸屬專業(yè)無線通信行業(yè)，被應(yīng)用于政府與公共安全部門、公用事業(yè)部門、工商業(yè)領(lǐng)域。對(duì)講機(jī)通信，在集群調(diào)度、應(yīng)急通信、即時(shí)通信等方面有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

專業(yè)無線通信技術(shù)經(jīng)歷了從常規(guī)到集群、從模擬向數(shù)字的發(fā)展歷程。隨著專業(yè)無線通信用戶數(shù)量的增加，頻譜資源日益緊張，同時(shí)用戶需求也不斷多樣化。上述變化推動(dòng)專業(yè)無線通信技術(shù)開始向數(shù)字技術(shù)發(fā)展。數(shù)字對(duì)講機(jī)是模擬對(duì)講機(jī)的換代產(chǎn)品，是在其內(nèi)部將語音信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，并可以擴(kuò)展其它數(shù)據(jù)應(yīng)用功能的對(duì)講機(jī)。數(shù)字對(duì)講機(jī)擁有全新的技術(shù)，是一個(gè)新時(shí)代的產(chǎn)物。與傳統(tǒng)的模擬對(duì)講機(jī)相比，融入了數(shù)字調(diào)頻等現(xiàn)代通信技術(shù)的數(shù)字對(duì)講機(jī)在以下四個(gè)方面有著模擬對(duì)講機(jī)無法比擬的優(yōu)勢(shì)：

(1)頻率利用率高。一路語音信號(hào)占用一個(gè)信道，信道帶寬是12.5k H z或者6.25k H z，而傳統(tǒng)模擬對(duì)講機(jī)信道帶寬是25 k H z，從而能很好地解決當(dāng)今頻譜資源日益缺乏的難題。

(2)數(shù)字對(duì)講機(jī)的話音質(zhì)量相比模擬對(duì)講機(jī)有很大的改善。數(shù)字技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)，可過濾噪音并重新構(gòu)造信號(hào)，因此用戶的通話將更加清晰。數(shù)字對(duì)講機(jī)使無線通訊的有效覆蓋范圍提高，擁有比模擬技術(shù)更優(yōu)良的語音質(zhì)量，用戶可由此輕松應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)不斷變化的工作環(huán)境。這些優(yōu)點(diǎn)均得益于窄帶編解碼器的應(yīng)用以及數(shù)字糾錯(cuò)技術(shù)。

(3)能提供數(shù)據(jù)應(yīng)用功能等附加業(yè)務(wù)。由于數(shù)字對(duì)講機(jī)內(nèi)部設(shè)有數(shù)字信號(hào)處理機(jī)制，因此可以增加若干有關(guān)數(shù)據(jù)應(yīng)用的擴(kuò)展功能，例如文本信息、視頻信息、遙測(cè)數(shù)據(jù)等無線傳輸?shù)取?/p>

(4)易于加密。在模擬信道上，語音信號(hào)很容易被監(jiān)聽。數(shù)字產(chǎn)品能夠應(yīng)用高等級(jí)的加密技術(shù)，相對(duì)模擬語音的擾頻技術(shù)，語音加密等級(jí)更高，且還具備系統(tǒng)鑒權(quán)、空口加密等安全手段，因此通信安全水平更高，從而最大限度地確保用戶通訊的私密性。

這幾大特點(diǎn)，使得數(shù)字對(duì)講機(jī)相比傳統(tǒng)模擬對(duì)講機(jī)優(yōu)勢(shì)明顯，成為未來對(duì)講機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為此，國(guó)內(nèi)外眾多機(jī)構(gòu)和企業(yè)投入了大量的人力、物力進(jìn)行研究和開發(fā)。

中國(guó)工業(yè)和信息化部于2009年12月12日下發(fā)了《工業(yè)和信息化部關(guān)于150 MHz、400 MHz頻段專用對(duì)講機(jī)頻率規(guī)劃和使用管理有關(guān)事宜的通知》(工信部無[2009]666號(hào))，規(guī)定自2011年1月1日起，停止對(duì)136-167 MHz、403-423.5 MHz頻段內(nèi)(不包含409.75-409.9875 MHz公眾對(duì)講機(jī)頻段、144-146 MHz業(yè)余業(yè)務(wù)專用頻段)模擬對(duì)講機(jī)設(shè)備的型號(hào)核準(zhǔn)，已取得型號(hào)核準(zhǔn)證的模擬對(duì)講機(jī)設(shè)備在型號(hào)核準(zhǔn)證到期后不再予以辦理延期手續(xù)；且從2010年1月1日起，6年內(nèi)完成模擬向數(shù)字的轉(zhuǎn)換。

2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)介紹

目前國(guó)內(nèi)外為配合數(shù)字對(duì)講機(jī)行業(yè)的發(fā)展，主要推出的數(shù)字技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有(見表1)。

目前數(shù)字對(duì)講機(jī)市場(chǎng)上存在多種數(shù)字技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中最受關(guān)注的是DMR和dPMR?；诓煌瑥?fù)用方式的DMR標(biāo)準(zhǔn)(時(shí)分復(fù)用-TDMA)和dPMR標(biāo)準(zhǔn)(頻分復(fù)用-FDMA)的數(shù)字對(duì)講機(jī)系統(tǒng)，是無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的；即使基于同一標(biāo)準(zhǔn)的不同廠家生產(chǎn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)，也并不一定能實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。因?yàn)椴还苁荅TSIDMR標(biāo)準(zhǔn)還是ETSIdPMR標(biāo)準(zhǔn)，在標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)行規(guī)定，從而造成不同廠家、不同品牌之間，不能像模擬對(duì)講機(jī)那樣完全互聯(lián)互通。真正要解決上述問題，就要求每個(gè)數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)都應(yīng)有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟，并對(duì)來自聯(lián)盟成員所生產(chǎn)的數(shù)字對(duì)講機(jī)之間進(jìn)行互聯(lián)互通的測(cè)試及頒發(fā)相應(yīng)的證書。與此同時(shí)，我們可以看到，數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)目前既有缺位，同時(shí)也給制造廠商之間和標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)同方面留下了很大的合作與發(fā)展空間。

目前中國(guó)市場(chǎng)上的數(shù)字對(duì)講機(jī)，主要是符合DMR和DPMR標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。其中，摩托羅拉、日本建伍、日本艾可姆以及海能達(dá)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(dá)P D系列產(chǎn)品是以DMR標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，建伍的NXD系列和艾可姆的iDAS系列符合dPMR標(biāo)準(zhǔn)，而國(guó)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(duì)講機(jī)，因此市場(chǎng)上可選擇的數(shù)字對(duì)講機(jī)產(chǎn)品非常少。同時(shí)，由于統(tǒng)一的數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)尚未形成和完善，以及專用對(duì)講機(jī)芯片的缺乏和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的偏小，使數(shù)字對(duì)講機(jī)的價(jià)格與模擬對(duì)講機(jī)相比居高不下，也影響了一般用戶使用數(shù)字對(duì)講機(jī)的興趣。

2.1 DMR標(biāo)準(zhǔn)

DMR(Digital Mobile Radio)數(shù)字集群通信標(biāo)準(zhǔn)是ETSI(歐洲通信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì))為了滿足歐洲各國(guó)的中低端專業(yè)及商業(yè)用戶對(duì)移動(dòng)通信的需要而設(shè)計(jì)、制訂的開放性標(biāo)準(zhǔn)，于2005年4月推出的數(shù)字移動(dòng)無線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。最新版本于2007年12月份公布。

DMR Association 是DMR 產(chǎn)品的主要生產(chǎn)廠商組成的一個(gè)聯(lián)盟組織，主要設(shè)備供應(yīng)商有摩托羅拉、海能達(dá)、Selex、Tait 等。聯(lián)盟的主要成員：Aeroflex、CML、Democom、Funkwerk Koelleda、Fylde、Hytera、ICOM、KENWOOD、MOTOROLA、Radio Activity、Team Simoco、SELEX、Tait、Vertex、Professioneller Mobilfunk。

DMR標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)中低端專業(yè)及商業(yè)需求起草的，適用于公用事業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院、酒店、物業(yè)等行業(yè)。

DMR標(biāo)準(zhǔn)采用T D MA(雙時(shí)隙)多址方式，12.5 KHz信道間隔、4 FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6 Kb/s。此標(biāo)準(zhǔn)共分三個(gè)階段，第一階段是免費(fèi)頻段的數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)，第二階段是數(shù)字常規(guī)，第三階段是集群階段。

DMR具有高效利用頻譜資源，大區(qū)制組網(wǎng)方式，兼容模擬常規(guī)的優(yōu)點(diǎn)。其業(yè)務(wù)功能豐富，可擴(kuò)展，向后兼容，同時(shí)系統(tǒng)和終端成本較低，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度較快，總體運(yùn)維成本較低。

2.2 dPMR標(biāo)準(zhǔn)

dPMR(digital Private Mobile Radio)是ETSI組織公開的數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，適用于商業(yè)、專業(yè)和公共安全用戶的應(yīng)用。dPMR采用6.25 KHz FDMA技術(shù)，4 FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率為4.8 Kb/s。

dPMR MoU創(chuàng)立于2007年，是由認(rèn)同和推動(dòng)窄帶FDMA數(shù)字技術(shù)的制造商、供應(yīng)商、終端用戶及測(cè)試機(jī)構(gòu)等組成的全球性組織，主要成員由ICOM(艾可慕)、KENWOOD(建伍)、Hytera(海能達(dá))等12家單位組成。

dPMR已完成標(biāo)準(zhǔn)有ETSITS102490(Tier1)、ETSITS102658(Tier2)等。

dPMR采用FDMA技術(shù)，提供低成本數(shù)字語音和數(shù)據(jù)解決方案，ETSIdPMR通過采用6.25 KHz FDMA技術(shù)及4 FSK調(diào)制技術(shù)有效地減小了信道間隔，提高了頻譜使用效率。

2.3 DMR標(biāo)準(zhǔn)與d P MR標(biāo)準(zhǔn)的比較

DMR通信的優(yōu)勢(shì)非常明顯，以直通模式為例，DMR采用雙時(shí)隙工作時(shí)，雙時(shí)隙都可用來通話、發(fā)送短信和傳送圖像，或者作為控制信道使用，對(duì)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)進(jìn)行監(jiān)視、暫停、遙斃、強(qiáng)插等控制，而這些是傳統(tǒng)的模擬對(duì)講機(jī)、F D MA通信無法實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字對(duì)講機(jī)在使用中強(qiáng)調(diào)的是全面、廣泛、深入的應(yīng)用，DMR中的時(shí)隙必然給通信應(yīng)用增加了很多靈活性，從而展示無限的精彩，這一優(yōu)勢(shì)本身就是其它通信模式無可替代的，用作集群時(shí)DMR有更多、更廣、更全面的應(yīng)用。

表1 數(shù)字技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

?

而在DMR標(biāo)準(zhǔn)與d P MR標(biāo)準(zhǔn)中，制造商對(duì)DMR標(biāo)準(zhǔn)的興趣尤為突出。中國(guó)數(shù)字對(duì)講機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無論是與國(guó)際業(yè)務(wù)對(duì)接，還是要滿足國(guó)內(nèi)用戶的需要，市場(chǎng)都是檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的最佳手段，摩托羅拉是專業(yè)無線通信行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)廠商，占據(jù)了全球?qū)I(yè)無線通信行業(yè)的大部分市場(chǎng)份額，它們?cè)谥鲗?dǎo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定、專利、核心技術(shù)方面擁有明顯的優(yōu)勢(shì)，并依靠強(qiáng)大的綜合實(shí)力和品牌形象在全球范圍內(nèi)進(jìn)行市場(chǎng)推廣，占領(lǐng)了行業(yè)的高端市場(chǎng)，DMR標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)占據(jù)了市場(chǎng)的主流地位。

2.4 PDT標(biāo)準(zhǔn)

PDT(Police Digital Trunking：警用數(shù)字集群系統(tǒng))標(biāo)準(zhǔn)是由我國(guó)公安部主導(dǎo)，國(guó)家政府大力支持，海能達(dá)通信股份有限公司聯(lián)合國(guó)內(nèi)其它優(yōu)秀通信設(shè)備廠商一起制定的。目前已經(jīng)得到中國(guó)公安部的認(rèn)可，并且PDT聯(lián)盟正積極推動(dòng)其成為中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。PDT標(biāo)準(zhǔn)分為集群標(biāo)準(zhǔn)和常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)兩部分，并向下兼容DMR標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。

PDT標(biāo)準(zhǔn)充分考慮了中國(guó)國(guó)情，對(duì)國(guó)際上的成熟標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)(如Tetra、P25、DMR、MPT 1327等)進(jìn)行了借鑒及創(chuàng)新設(shè)計(jì)，遵循高性價(jià)比、安全保密、大區(qū)制、可擴(kuò)展和向后兼容的五大原則，有效地解決了多種應(yīng)急通信網(wǎng)融合通信的問題。

PDT聯(lián)盟成員有海能達(dá)、優(yōu)能、四川維德、廣州維德、萬格通訊、天立通、NTC以及迅安網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等。PDT標(biāo)準(zhǔn)主要定位于公共安全、公共事業(yè)、工商業(yè)等專業(yè)用戶群體。

PDT標(biāo)準(zhǔn)采用TDMA(雙時(shí)隙)多址方式，12.5 KHz信道間隔、4 FSK調(diào)制方式、數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6 Kb/s。在滿足基本業(yè)務(wù)的同時(shí)，增加了同播、動(dòng)態(tài)頻率資源管理等創(chuàng)新功能。PDT第二階段標(biāo)準(zhǔn)將著眼于提升數(shù)據(jù)傳輸速率，及寬帶業(yè)務(wù)功能的應(yīng)用。

PDT標(biāo)準(zhǔn)以中國(guó)公安市場(chǎng)為基礎(chǔ)，兼顧縣、市、省、國(guó)家的不同級(jí)別用戶需求及網(wǎng)絡(luò)實(shí)際建設(shè)需要，既支持低成本單基站系統(tǒng)通信，也能做到高效的大區(qū)制覆蓋，滿足諸如四級(jí)聯(lián)網(wǎng)的全國(guó)范圍公安應(yīng)急通信指揮網(wǎng)的建設(shè)要求。在地震、風(fēng)災(zāi)、社會(huì)治安等緊急突發(fā)事件中，能迅速接入公安現(xiàn)有GIS調(diào)度平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)靈活組網(wǎng)、高效率指揮調(diào)度、高質(zhì)量語音及數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ埽⒕哂醒杆夙憫?yīng)、安全保密的特點(diǎn)。

PDT標(biāo)準(zhǔn)具有高效利用頻譜資源，大區(qū)制組網(wǎng)方式，從模擬MPT1327平滑過渡到數(shù)字集群的優(yōu)點(diǎn)。其業(yè)務(wù)功能豐富，可擴(kuò)展，向后兼容，同時(shí)系統(tǒng)和終端成本較低，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度較快，總體運(yùn)維成本較低。綜合來看，PDT標(biāo)準(zhǔn)在專業(yè)無線通訊領(lǐng)域具有長(zhǎng)期的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。其自主安全加密技術(shù)，特別適合公共安全用戶保密需求。

3.結(jié)束語

目前我國(guó)的數(shù)字對(duì)講機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)制訂進(jìn)入關(guān)鍵時(shí)候，國(guó)家無線電管理局對(duì)各數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)方案進(jìn)行充分研究，相信不久我國(guó)的數(shù)字對(duì)講機(jī)標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)制定完成，從而引領(lǐng)國(guó)內(nèi)對(duì)講機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向。

[1]廣州中瑞特通訊設(shè)備有限公.專業(yè)數(shù)字無線通信標(biāo)準(zhǔn)分析DMR/d P MR比較，2012.

[2]海能達(dá)通信股份有限公司.標(biāo)準(zhǔn)與專利[E B/OL].http：//www.hytera.com.cn.

[3]中國(guó)業(yè)余無線網(wǎng).中國(guó)DMR數(shù)字對(duì)講機(jī)發(fā)展進(jìn)程現(xiàn)狀剖析[E B/OL].http：//www.ham001.com/thread-13740-1-1.html.

[4]百度文庫.數(shù)字對(duì)講機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展歷程研究[E B/OL].http：//wenku.baidu.com/view/b52408d3b14e852458fb57f8.html.