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DMR取模仿对讲体系
公布工夫:2012-01-16 05:38 | 接见次数:3416

北京交通大学 闻映红传授

无线电对讲机的特性是立即相同、经济实用、使用方便,同时借具有组呼通播、体系呼唤、秘要呼唤等功用。正在停止调理批示和处置惩罚紧要突发事件时,其感化是别的通讯东西所不克不及替换的。

1、对讲体系的生长

无线电对讲机是最早被运用的无线挪动通讯装备,早在二十世纪三十年代便最先获得运用。1936年,美国摩托罗拉公司研制出了第一台挪动无线电通信产物——“巡警牌”调幅车用无线电接收机,随后正在1940年又为美国陆军通信兵研制出了第一台重量为2.2千克的手持式双向无线电调幅对讲机,通讯间隔为1. 6千米。今后跟着调频手艺应用于对讲机,正在二战时期,摩托罗拉公司为军方研制出了一部可调谐的高频调频单位SCR300TM对讲机。 其重量为35磅,通信 间隔为10英里。到了1962年,摩托罗拉又推出了第一台仅重33盎司的手持式无线对讲机HT200,其形状被称为“砖头”,巨细和晚期的“大哥大”手机差不多。下一代机型——18盎司重的HT-200仅用了两块集成电路便替代了本来的61个零件,它的重量比前一机型减轻了40%,体积减小了50%,但功率输出却进步了250%。

跟着那场电子反动的络续继承,七十年代,对讲机又有了天翻地覆的生长。1978年,集群对讲机和集群对讲机体系问世了,该体系使每台无线电对讲机均具有一个无独有偶 的数字代码。由计算机对一切频次停止扫描,寻觅余暇的信道,并应用数字式的地点代码 主动将呼唤按肯定的优先级指定给各信道。 这类体式格局使对讲机体系能够高效天将数目有限的可用信道指定给详细的用户。

真正意义上的对讲机数字时期直到九十年代初才泛起,摩托罗拉于1991年推出了ASTRO第一台齐数字式无线对讲机。1995年,摩托罗拉背众人推出了它的集成数字加强网络(iDEN),一种将无线调理、 数据和信息处理集成为一体的齐数字式体系。

至此,无线通讯曾经实现了晚年无线电先驱者们点对点通信的空想,只不过这类实现的体式格局却远远超越了他们的设想。每一次严重生长均是对现有手艺的扩大,无线电数字对讲机将会把我们带往那边?谜底无从晓得。但能够一定的是,现在数字化无线手艺已禁受到了极其普遍的存眷——从科研学术范畴一直到产业和家当范畴;并且,数字化无线手艺正在将来势必为我们带来意想不到的欣喜。

全部对讲体系的生长进程大抵能够分别为三个阶段:

1、点对点模仿对讲体系:

点对点模仿对讲体系指的是接纳模仿调制手艺停止对讲机——对讲机之间通讯的体系,重要接纳调幅/调频体式格局间接传输模仿话音(因为传输机能的上风,现在仍旧正在运用中的体系多是调频体式格局);另外,借能够应用双音多频手艺(DTMF)传输极少量的低速数据信息。

2、集群体系

集群体系是一个有中央调理掌握的对讲体系,最重要的特性是需求中央调理装备去掌握全部对讲体系的资本分派取用户的接入。判定一个体系是不是是集群体系,那是基础的根据。也就是说,集群体系是对讲体系正在组网体式格局的一种详细形状,取对讲体系底层接纳的传输手艺是模仿或数字体式格局并没有肯定的联络。

3、数字化无线体系(DMR/DPMR)

起首是“数字化”的题目,数字化无中央体系是正在数字无线通信手艺极大生长的基础上发生的。通讯实际和现实体系运用给出了愈来愈充裕的来由是我们信赖——数字传输手艺正在多个方面皆逾越了模仿传输手艺,并且,数字传输手艺特别合适愈来愈大的数据通信需求。

其次,组网体式格局天真,DMR/DPMR能够接纳有中央和无中央体式格局正在多个对讲机之间天真组网,支撑多跳传输等手艺进步系统性能取鲁棒性。

无中央体系起源于同本,最早由一些专业无线电爱好者运用,也就是无中央多信道共用小我私家无线电话体系。“无中央”体系是不接纳交流控制中心的集中控制,而由各挪动台或流动台离别设定无线通信链路的疏散掌握体式格局。这类组网体式格局稀奇适用于紧要突发状况下的应急通讯(汶川大地震的抢险救灾理论曾经充裕证实了这一点),其鲁棒性要远远优于有中央体系。然则,其网络容量不大,限定了无中央体系的运用局限。

ETSI DMR/DPMR尺度宣布于2005年,然则直到2007年才泛起第一台DMR对讲机。之所以花这么少的工夫,其中之一的缘由就是为了尽量的知足尺度和终究客户的需求,同时也只管照应厂商和渠道商。尺度分为三层,第一层是为了替换PMR446运用正在无派司的频段;第二层是通例的、需付费、非集群的PMR对讲机,(也是Motorola所对准的市场);第三层就是数字的集群对讲机。

2、铁路公用对讲体系

铁路用的公用无线通信体系重要包孕了无线对讲机体系、集群体系和GSM-R体系等。从广义上讲,无线对讲体系属于无中央体系,集群体系和GSM-R皆属于有中央体系。因为铁路运用的多样性和庞大的情况,必定铁路体系中需求多种无线通信体系配合效劳,无线对讲体系也一定临时占有一席之地。

我国铁路行业内,对讲体系仍旧是以“点对点模仿对讲体系”为主,手艺相对落伍,曾经逐步没法知足日趋增进的铁路运用需求。于此同时,集群体系和GSM-R体系的泛起极大天减缓了铁路运用需求取手艺落伍的抵牾。然则,因为集群体系和GSM-R体系组网的工夫和本钱伟大,关于铁路运用中小局限、灵活性很大的局部运用需求而言,是不现实的。因而,对讲体系仍旧有着普遍的运用需求。

DMR/DPMR是数字化对讲体系的主要尺度,取显存模仿对讲体系比拟,其手艺具有先进性,机能优胜,并且,布置天真,运营和运用本钱更低。上面重点剖析DMR取模仿对讲体系之间的差别。

2.1、DMR的上风

经由远1个世纪的生长,对讲机的运用已非常广泛。现在模仿对讲机正在阅历着一场史无前例的厘革——数字化时期。取模仿对讲机比拟,数字对讲机具有以下一些特性:

1、频带利用率下:12.5kHz分时手艺能够包容两个话音信道,比模仿对讲机高一倍。两个时隙TDMA的传输功用,可以或许正在同一个信道空间供应两个语音信道,如许做不但是节约了派司的用度,同时也节约了体系架构的用度,比如说六个信道的体系只需求3台中继台。别的提拔的40%的电池使用寿命也是一大特性。

 

图1:两时隙时分复用

 

 

2、保密性很下:因为语音旌旗灯号完整数字化处置惩罚,使得加解密手艺获得很好的运用。

3、话音质量下:因为数字通信手艺具有体系内毛病校订功用,和模仿对讲机比拟,它能够正在一个局限更广的旌旗灯号情况中,吸收到较少的音频乐音,声音更清楚。关于语音质量,数字语音确切和模仿的有着异常显着区分,异常的清楚,险些割断了所有的配景乐音。

 

图2:数字/模仿语音质量对照

 

4、接收机疑噪比需求机能的提拔,使得对讲机体系事情的掩盖局限更广,功率和能源需求低落,从而节约电池,延伸通话时间。

5、数字化集成电路使得对讲机装备体积更小,更省电,价钱更低。

6、数字化旌旗灯号便于停止无过失中继,也便于和别的数据适用一套数字中继体系,应用宽带链接实现更大的掩盖。

 

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图3:数字/模仿掩盖局限音频质量对照

 

6、能够改进疑令、语音和数据的集成。能够供应更好的数据处理及掌握功用,语音和数据效劳集成更完美、更轻易。

 

 

图4:DMR/DPMR的数据疑令交互

 

DMR/DPMR取模仿对讲机的上风对照:

 

表1:DMR/DPMR取模仿对讲机的上风对照

 

频带利用率

数据保密性

语音质量

终端才能

掩盖局限

语音数据集成度

终端兼容性

布置本钱

DMR/DPMR

模仿

 

 

2.2、DMR技术指标

中国信息产业部肯定的数字对讲机射频目标是适用于137-167MHZ、403-425MHz和915-917MHz等三个频段和接纳12.5kHz和6.25kHz两种信道距离,前者是2时隙TDMA,后者为FDMA。这两种距离信道接纳的都是约为4.8kbps的话音编码,只不过12.5kHz的信道内能够有两路话音;也可只通一起话音,另外一路传输数据或作为中继运用,如许信道设想的灵活性更大了。

DMR和谈运用一种双时隙TDMA接入的体式格局 ,每一个突发2个时隙,每一个时隙30ms。个中每一个时隙都有1.5ms的珍爱工夫。该和谈构造是正在ISO 7层和谈构造的基础上,演化而去的,适用于形貌参考资料和阐明分层。下图是DMR尺度界说的模子草案,模子共分红3层:

 

 

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图5:DMR尺度界说的模子构造

 

正在DMR和谈中,运用了Golay码、RS码、二次盈余码、CRC码、速度变更等多种编码体式格局对信道停止珍爱,个中大部分编码都是异常成熟的信道编码,他们的编解码体式格局和误码率皆对照流动, 而和谈中界说的BPTC(Block Product Turbo Code)码和变长BPTC码编解码异常天真,差别的解码体式格局会对误码率有很大的影响,而它们也是DMR和谈中运用最多的信道编码,占到全部DMR信道编码的约80% ,以是对这两种码停止编解码研讨对基于DMR和谈的数字对讲机的整体通讯质量和可靠性进步等皆具有主要的意义。

3、结论

经由过程前文的剖析,能够获得以下结论:

1、对讲体系正在铁路运用中将继承饰演特别的、主要的脚色;

2、数字对讲体系(DMR/DPMR)正在技术指标、系统性能、终端功用等多个方面完整凌驾现有的模仿对讲体系;

3、制约数字对讲体系替换现有模仿对讲体系的身分重要有两点:布置本钱和技术标准的兼容性。

关于布置本钱的题目,能够经由过程小规模试用逐渐扩大运用局限,经由过程数目较大的产物定单和采购的体式格局促使装备商经由过程规模化消费去逐渐降低成本;

模仿对讲体系只要瞄准雷同的频段,能够正在多种制式的对讲机之间间接通讯。技术标准兼容性主要指的是差别尺度的数字对讲体系一般不克不及间接互通。处理这个问题,需求正在数字对讲体系布置的计划阶段,挑选一个遭到行业范围内普遍承认的尺度系统,进而使得建成的数字对讲体系具有对照优越的装备兼容性。这里,发起接纳DMR/DPMR。

 

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