二、數字對講機標準化的現狀
在數字對講機的標準化方面,歐洲電信標準化協會(ETSI)已經制定了適合不同應用場合的三種數字對講機標準,分別為數字專用移動無線電(dPMR)標準、數字移動無線(DMR)標準和數字短程無線設備系統(DSRR)標準。美國也已經制定了和數字對講機有關的APCO25標準,我國于2007年9月正式發布信無函[2007]81號文件“關于發布《數字對講機系統設備無線射頻技術指標要求》(試行)的通知”,標志著我國數字對講機的制定工作即將拉開序幕,下面我們對dPMR、DMR和DSRR標準做一個簡單的介紹,并對三種標準進行分析和比較。
(一)dPMR標準
dPMR標準包括小功率和大功率兩個標準,小功率標準的標準號為TS102490,于2005年12月由ETSI推出,是數字公眾對講機標準。它的發射功率不大于0.5W、不需要申請指配頻率、不需要辦理電臺執照、不需要繳納頻率占用費、可以供普通老百姓任意選購。標準規定了空中接口物理層、數據鏈路層以及業務和設備,主要特點如下:
● 只支持點對點通信方式
● 只有手持臺
● 免執照
●工作頻率 446.100MHz~446.200MHz
● 最大有效輻射功率為500mW
● 采用FDMA技術
● RF帶寬6.25kHz
dPMR大功率標準的標準號為TS102658,于2008年12月份推出,是數字專業對講機標準,適用于工作頻率小于1000MHz、信道間隔為6.25kHz、采用FDMA技術、需要申請個人執照的dPMR設備。標準定義了三種工作模式,模式1為點到點(直通)模式,沒有基站和其它基礎設施的支持;模式2為轉發模式,有一個或多個基站用于轉發或作為系統網關;模式3為可控基站接入模式,有一個或多個基站設備。標準規定了三種模式下的空中接口物理層基帶信號處理的指標、數據鏈路層協議結構及呼叫流程。
(二)DMR標準
DMR系統標準是ETSI于2005年4月推出,標準號為TS102361。標準分為4個部分,第一部分為空中接口物理層和數據鏈路層協議,第二部分為空中接口呼叫控制層協議,第三部分為短數據和分組數據協議,第四部分為集群業務和設備協議,標準的每一部分都已修訂多次。
DMR標準把設備分為三類,I類設備工作于視距通信模式、免執照,屬于數字公眾對講機;II類設備工作在直通模式或轉發模式、有個人執照,屬于數字專業對講機;III類設備采用中心控制器進行通信控制,是有個人執照的DMR集群系統設備。DMR標準的第一和第三部分適用于所有三類設備,第二部分只適用于I類和II類設備,第四部分只適用于III類設備。DMR的主要參數如表1所示。
表1 DMR主要參數
DMR所支持的業務包括語音業務和數據業務,如表2所示。
其中無地址語音呼叫是一種特殊的組呼語音業務,它使用一組預定義的目標地址作為組呼地址碼,從而方便了動態重組。
表2 DMR的業務
開放語音信道業務(OVCM)允許目標地址用戶之外的其它用戶監聽和參與到呼叫之中,OVCM由呼叫發起方決定,且只能在組呼和單呼中應用,在無地址語音呼叫、全呼、全雙工語音呼叫、外網呼叫和數據業務中,不能使用OVCM業務。
(三)DSRR標準
DSRR是ETSI 于1993年制定的,標準號為ETS 300168,。DSRR是適用于專用陸地移動通信業務的低功率無線電臺,采用數字傳輸技術和自動多波道共用技術,提供短距離無線語音和數據通信業務,DSRR的指標如表3所示。
表3 DSRR的指標
(四)對制定我國數字對講機標準的思考
從dPMR、DMR和DSRR三種標準的介紹我們可以看出,三種標準間有所交叉:dPMR的小功率標準和DMR的I類設備功能相同,都屬于公眾數字對講機;dPMR的大功率標準和DMR的II類設備都屬于專業數字對講機;DMR的III類設備與DSRR的功能又有所重疊,都具有集群功能。筆者認為,在制定我國三種數字對講機標準(數字公眾對講機標準、數字專業對講機標準和數字無中心自集群系統標準)時,三種標準要各司其職,功能劃分明確,以避免出現多重標準、制式不統一的局面。
DSRR、DMR和DPMR三種標準所采用的語音編碼和調制方式如表4所示。從表中可以看出,DSRR標準由于制定時間較早(1993年),其編碼和調制方式都沿用了GSM規范的內容,每路話音占用帶寬為25kHz,頻譜利用率不高,因此該標準已鮮有使用;而DMR和dPMR要求的編碼速率極大的降低,折合下來每路話音占用的帶寬降低到6.25kHz,頻譜利用率得到顯著的提高。但是,在dPMR和DMR標準中都沒有對語音編碼方案做出具體規定,這樣,不同廠家的產品之間的互聯互通可能存在問題。因此,建議我國的三種數字對講機標準采用相同的語音壓縮編碼方式、相同的的編碼速率、相同的4FSK調制方式,這樣不僅可以提高頻譜利用率,還可以在三種產品中使用相同的套片,有利于集中技術力量進行研發生產、降低成本,擴大產業規模。
表4 三種標準的語音編碼和調制方式
三、數字對講機的應用
目前,我國專業移動通信的技術體制分為4個層次:數字集群、無中心自集群、專業對講機和公眾對講機。數字對講機涵蓋了無中心自集群、專業對講機和公眾對講機三個層次。數字對講機所需的投資少,適用于用戶數量較少,覆蓋要