专用数字对讲机技术与频率规划

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　　在通信技术高度繁荣的今天，移动网络几乎覆盖了全球每一个角落，但不管通信网如何发达，在一些需要安全、及时通话的领域，对讲机还是有着自己独特的作用。尤其是随着数字技术的引入，更多业务种类、更高通话质量以及更便捷的连接性和更好的频谱效率，都将逐步实现，数字对讲机的发展正进入一个生机勃勃的“春天”。
　　无线电频谱资源作为稀缺的国家战略资源之一，对其加强保护和利用是无线电管理的核心工作。而无线电频率规划作为频率管理的基础，目的就是通过科学的频率划分及分配，有效提高频谱资源的利用率，促进新技术和新系统的开发，以满足经济社会发展对无线电通信应用的深化需求
　　为满足上海地区经济建设发展与社会稳定保障等领域对专用对讲机的应用需求，进一步促进无线电数字通信技术的发展，提高无线频谱资源利用效率，根据国家工信部无线电管理机构《关于150MHz 400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》的要求，上海市无线电管理局在对全市台站数据库进行分析、行业需求调研，以及对本市150MHz、400MHz频段进行无线电监测和测试数据分析的基础上，结合未来中长期专用对讲机应用需求增长的预期，以需求与使用状况分析报告提出为依据，制订了本市专用对讲机中长期频率分配、指配与使用的规划。
　　专用对讲机的管理和应用
　　专用对讲机的使用和管理有别于公众对讲机（俗称“娃娃机”，其频率设置及参数标准符合国家无线电发射设备型号核准的要求，功率在0.5W以下）,从无线电管理方面的要求来讲，专用对讲机发射功率比公众对讲机大，根据需求实际可以设立中继台，覆盖范围大，同时，使用单位需每年缴纳频率占用费。因此,其频率使用、台站设置需要经无线电管理部门的行政许可。随着公众移动通信网的建设发展和应用拓展，原来的许多专用对讲机用户已转为公众移动通信终端用户，但专用对讲机与公众移动通信终端相比，因其具有接入速度快，具有群呼、组呼、呼叫优先级别设置、紧急呼叫等功能特点，目前仍广泛应用于公安、民航、铁路、水上等管理部门，以及建筑工程、物业管理、服务领域等企业单位。
　　由于专用对讲机频率数量多少的审批，是根据用户数量及用户的分组数量来决定的，因此专用对讲机的使用基本能保证各类呼叫的及时畅通，并在重大活动安全保障、防灾救灾、反恐维稳、应急处置、生产建设、交通运输、社区管理等的指挥调度上，发挥着不可或缺的重要作用。即使在公众移动通信迅速发展和普遍应用的今天，专用对讲机的业务用途和设备制造，仍然占有一定的应用范畴和市场份额。
　　数字对讲机的特点与优势
　　随着无线电通信技术的快速发展，模拟通信体制已逐渐被数字通信体制所替代。数字对讲机是采用数字技术进行设计的，即直接采用数字信号处理器，将语音信号数字化，并以数字编码形式调制到载波频率上进行传送的无线电通信设备。数字对讲机相比模拟对讲机而言，在频谱使用效率、信号质量、覆盖范围、系统功能等方面都优于模拟对讲机。模拟对讲机常用的信道间隔为25kHz或12.5kHz，而数字对讲机的信道间隔为12.5kHz或6.25kHz，在12.5kHz的信道间隔情况下，还可以采用时分复用技术或频分复用技术来提高频谱的使用效率。因此使用数字对讲机技术，可以大大提高频谱资源的使用效率。
　　同时，在模拟对讲机系统中，信号的传输质量与无线信号的传输路径损耗成正比，背景噪声如果侵入无线信道并与正常的信号叠加传输，则在接收端无法予以消除，严重影响通信效果。而使用数字通信技术，在接收端，只要信噪比达到一定指标，则信号可以无失真地复原，背景噪声可以完全消除。因此，数字对讲机对于背景噪声很大的场景如钢铁厂、集装箱码头、机场等，在覆盖边缘信号的无失真复原也就意味着有效覆盖范围的增大。
　　此外，数字对讲机能利用时分、码分等技术来实现话音、数据、图像等多媒体的信息传输，并具有强拆、编组、呼叫优先等分级功能，因而在安全调度等方面有着特定的优势及不可替代的作用。综上所述，数字对讲机技术是专用对讲机应用的发展方向。为此，国家工信部无线电管理机构在《关于150MHz、400MHz专用对讲机无线电频率管理和使用的通知》中，提出了我国专用对讲机向数字化发展的方向。
　　国外数字对讲机标准概况
　　无线电数字通信技术已是时下广泛应用的通信技术，但数字对讲机技术在国外也是近年来才发展起来的。模拟对讲机通信基带采用音频信号，因此能很容易实现互联互通，不同厂家连通不好的情况出现往往基于音频信号的传输效能。数字对讲机的互联互通则完全不同，它的特点就在于对基带信号的数字化处理，如果不同厂家使用不同的语音编解码方式、不同的信道编码格式，以及采用不同的信道交织和纠错方法，就会造成不同品牌的设备之间不能互相连通，为此需要形成相应的技术标准来实现互联。
　　目前，国外的数字常规对讲机标准主要有：欧洲的ETSI的DMR（Digital Mobile Radio）中规定的第II类设备和DPMR（Digital Private Mobile Radio）中的大功率标准、美国的P25标准和日本的NXDN标准等。其中，以欧洲的有关标准为例，ETSI DMR标准是在12.5kHz信道间隔下采用时分多址技术的数字对讲机标准，而ETSI DPMR标准是基于窄带（6.25kHz）的频分多址（FDMA）技术的数字对讲机标准。
　　DMR和DPMR标准的主要区别在于在一个12.5kHz的信道间隔下的复用方式的不同：DMR标准是在一个12.5kHz信道间隔下采用时分多址（TDMA）技术将信道划分二个逻辑子信道，每个子信道可传输一路话音信号或数据；DPMR则是采用窄带频分复用方式，在一个12.5kHz的信道间隔中采用频分多址（FDMA）技术，将信道划分为两个子信道，每个子信道带宽为6.25kHz，可传输一路话音或数据。用图解如下：
　　基于不同复用方式的ETSI DMR标准和ETSI DPMR标准的数字对讲机系统，是无法实现互联互通的；基于同一标准的不同厂家生产的数字对讲机，也并不一定能实现互联互通。因为不管是ETSI DMR标准还是ETSI DPMR标准，在标准中只定义了空中接口的物理层和数据链路层的内容，只要求在上述物理层和数据链路层要求能互联，而没有就语音编码、安全加密、网格管理等内容进行规定，从而造成不同厂家、不同品牌之间，不能像模拟对讲机那样完全互联互通。真正要解决上述问题，就要求每个数字对讲机标准都应有一个标准联盟，并对来自联盟成员所生产的数字对讲机之间进行互联互通的测试及颁发相应的证书。与此同时，我们可以看到，数字对讲机标准目前既有缺位，同时也给制造厂商之间和标准认同方面留下了很大的合作与发展空间。 　　国内发展契机
　　根据已经通过国家无线电管理机构型号核准的数字对讲机的情况来看，目前中国市场上的数字对讲机，主要是符合ETSI DMR和ETSI DPMR标准的产品。其中，摩托罗拉、日本建伍、日本艾可姆以及海能达公司占据了产品数量的绝大多数。摩托罗拉XiR系列和海能达PD系列产品是以ETSI DMR标准生产的，建伍的NXD系列和艾可姆的iDAS系列符合ETSI DPMR标准，而国内大部分中小型企业都还没有生产商用的数字对讲机，因此市场上可选择的数字对讲机产品非常少。同时，由于统一的数字对讲机标准尚未形成和完善，以及专用对讲机芯片的缺乏和产业规模的偏小，使数字对讲机的价格与模拟对讲机相比居高不下，也影响了一般用户使用数字对讲机的兴趣。
　　虽然目前模拟对讲机的生产和应用仍占绝对主流地位，但从数字对讲机技术发展和应用推广的前景来看，上述主要生产厂家都已着手生产从模拟对讲机到数字对讲机平滑过渡的模拟/数字兼容的对讲机产品，以便能逐步、平稳地促进模拟对讲机到数字对讲机的循序过渡。
　　为了促进我国数字对讲机在频率资源适应、设备应用推广、标准配套形成等方面的进程，2009年，国家工信部无线电管理机构发布的《关于150MHz 400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》及所附的《150MHz、400MHz 频段数字对讲机设备无线射频技术指标》，开始在数字对讲机设备射频方面提出了相关的技术要求，规定了信道间隔为12.5kHz，每信道可安排一个或二个时隙，从而在频率参数指标上使ETSI DMR和ETSI DPMR标准的数字对讲机与之相适应，为中国数字对讲机的应用前景和产业发展提供了积极的指导和契机。作为改革开放的前沿，深圳特区已制定了地方性的《基于频分多址（FDMA）调频数字对讲机标准》，并开始作为深圳市数字对讲机系列指导性技术文件之一。
　　上海市专用对讲机频率规划及管理
　　根据《关于150MHz 400MHz频段专用对讲机频率规划和使用管理有关事宜的通知》的精神，上海市无线电管理局（以下简称“市无线电管理局”）认真梳理了全市对讲机应用现状，在预测专用对讲机频率中长期需求的基础上，从国家规定和上海市发展的实际出发，紧密结合上海地区专用对讲机的应用特点和场景模式，并充分考虑目前数字对讲机应用推广和产业链形成促进的趋势，完成了上海市150MHz、400MHz中长期专用对讲机频率的分配、指配与使用规划，以及过渡期内频率指配与使用的方案。主要包括以下几个方面：
　　新规划所划定 150MHz、400MHz频段专用对讲机频率的范围为137-167MHz及403-423.5MHz。本次规划两频段范围中的水上业务专用频率、业余无线电专用频段、国家规定的公众对讲机频率以及其他专项业使用频率不做调整，其管理仍按原文件执行。除上述两频段之外，其他原规定的专用对讲机使用频段不再列入本规划，并将按照国家有关规定另行调整。该频段中所涉及的水上业务、遇险业务、呼救业务、航空业务、铁路业务等已经明确的专用频点必须予以保护，任何个人或单位不得擅自使用。
　　新规划的150MHz、400MHz专用对讲机信道间隔由25kHz调整为12.5kHz，每信道可安排一或两个时隙；其中150MHz频段双频组网收发频率间隔为5.7MHz，400MHz频段双频组网收发频率间隔为10MHz。
　　根据上海市的实际情况，新规划将继续执行上海市对讲机公用频率的政策。上海市对讲机公用频率政策，是通过简化审批流程、减免部分频率占用费等措施，引导对通话质量要求不高的用户合法、经济、简便地使用对讲机，同时提高频率资源的使用效率。新规划中，原来的150MHz的上海市公用对讲机频率不变，新增416MHz-419MHz频段部分频率用于上海市公用对讲机频率；频率申请和台站设置的程序保持不变。原410MHz、411MHz和414MHz频段的上海市公用频率由于国家规定的调整，不再作为上海市对讲机公用频率，原使用用户要在2015年12月31日前完成频率的清退工作。
　　继续保留上海市室内覆盖频率管理和应用的政策。十多年的实践表明，对讲机楼宇室内覆盖系统适应上海这种特大型城市高层建筑物内的楼宇管理无线通信的需求，符合上海地区楼宇密集、无线通信量大、专用频率紧缺等特点。针对目前使用的室内频率组数量少、用户需求大、局部地区楼宇密集、系统间相互干扰日益突出的情况，新规划中在150MHz频段和400MHz频段各增加多组频率来缓解用频紧张的矛盾。同时，积极推进室内覆盖系统使用数字多信道等先进技术，以提高频率资源利用效率。
　　新规划在150MHz、400MHz频段各规划了一定数量的应急通信频率。应急通信频率仅限于应急通信使用，原则上不指配给任何单位使用。
　　现有的合法设台单位，所用频率不符合上海市专用对讲机频率规划方案的，在频率到期后由市无线电管理局重新进行频率指配，分期分批完成频率规划调整工作。为尽量避免过渡期内设台单位进行现有设备更换而造成损失，设台单位可向市无线电管理局提供现有设备购置日期、电台执照、频率占用费缴纳证明等必要信息，申请暂缓进行频率规划调整的，应不得晚于2015年底完成本次频率规划调整过渡工作。
　　积极推进用户单位逐步开始使用数字对讲机。从2012年1月1日起，新设置使用的150MHz、400MHz专用对讲机频率的无线电台站，将从新规划中指配频率，各设台单位应购置使用数字对讲机。如仍要求使用模拟对讲机，频率及台站使用期限可到2015年12月31日为止。超过此期限要求，市无线电管理局将收回频率并不再审批核发电台执照。
　　生产、进口、销售和设置使用各类无线电发射设备，均须取得国家工信部无线电管理机构核发的无线电发射设备型号核准证。自2011年1月1日起，国家已停止对该频段模拟对讲机设备的型号核准。
　　频率占用费收费标准按照现行文件执行。固定电台为1000元/每频点每站/年，移动台包括手持台和车载台为100元/台/年。
　　IMS咨询公司指出，直到2013年，世界范围内才会普及低成本的数字对讲机。也就是说，数字对讲机产业目前尚处于起步阶段，但它巨大的发展前景和应用潜力却不容小觑，值得各方共同期待