數(shù)字對(duì)講機(jī)入門知識(shí)

1、= 數(shù)字對(duì)講機(jī)入門知識(shí) =目 錄第一章 概述3第二章 對(duì)講機(jī)分類41. 手持對(duì)講機(jī)42. 車(船、機(jī))載式無(wú)線對(duì)講機(jī)53. 中轉(zhuǎn)臺(tái)（或者基地臺(tái)）6第三章 數(shù)字對(duì)講機(jī)介紹以及與模擬對(duì)講機(jī)的對(duì)比81. 模擬對(duì)講機(jī)的通信原理82. 數(shù)字對(duì)講機(jī)原理93. 數(shù)字對(duì)講機(jī)和模擬對(duì)講機(jī)的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)11第1章 概述從整個(gè)移動(dòng)通信的應(yīng)用來(lái)劃分，通信網(wǎng)絡(luò)可分為公眾移動(dòng)通信和專業(yè)移動(dòng)通信兩大類，其中公眾移動(dòng)通信就是社會(huì)上廣大消費(fèi)者正在使用的2G、3G、4G移動(dòng)手機(jī)，它是為廣大公眾提供移動(dòng)通信服務(wù)的，任何人都有權(quán)購(gòu)買并享受其服務(wù)，它已經(jīng)從第一代的模擬通信發(fā)展到現(xiàn)在的第4代數(shù)字移動(dòng)通信；而專業(yè)移動(dòng)通信主要是為各行業(yè)、企業(yè)

2、、團(tuán)體提供內(nèi)部專業(yè)通信服務(wù)的，其不承擔(dān)公眾普遍服務(wù)職能。在專業(yè)移動(dòng)通信中，按其網(wǎng)絡(luò)容量從小到大，按網(wǎng)絡(luò)功能從少到多，可分為公眾對(duì)講機(jī)、專業(yè)對(duì)講機(jī)、無(wú)中心自集群系統(tǒng)、集群系統(tǒng)等四類，這四類專業(yè)移動(dòng)通信中，前三類都屬于對(duì)講機(jī)的范疇，可見(jiàn)對(duì)講機(jī)通信在專業(yè)移動(dòng)通信中扮演著重要的角色，目前正在使用的對(duì)講機(jī)數(shù)量占專業(yè)移動(dòng)通信終端總數(shù)80%以上。從采用的技術(shù)來(lái)劃分，對(duì)講機(jī)可分為模擬對(duì)講機(jī)和數(shù)字對(duì)講機(jī)兩大類，數(shù)字對(duì)講機(jī)是模擬對(duì)講機(jī)的換代產(chǎn)品。由于模擬對(duì)講機(jī)技術(shù)落后，且較為浪費(fèi)寶貴的無(wú)線電頻率資源，因此，從技術(shù)而言，模擬對(duì)講機(jī)被數(shù)字對(duì)講機(jī)淘汰只是時(shí)間問(wèn)題?，F(xiàn)在我國(guó)在使用的對(duì)講機(jī)總數(shù)中有95%的是模擬對(duì)講機(jī)，目前

3、能批量成熟的提供數(shù)字對(duì)講機(jī)的國(guó)內(nèi)廠家只有海能達(dá)（好易通）、廣州維德、科立訊、杭州優(yōu)能、北峰、深圳翌科等廠家，大部分是依靠進(jìn)口摩托羅拉、建伍等公司。我國(guó)工信部已于2009年12月12日正式發(fā)布666號(hào)文，明文規(guī)定了我國(guó)對(duì)講機(jī)模擬技術(shù)體制轉(zhuǎn)為數(shù)字技術(shù)體制的時(shí)間表，到2011年1月1日，國(guó)家不再對(duì)新開(kāi)發(fā)的模擬對(duì)講機(jī)進(jìn)行型號(hào)核準(zhǔn)，2010年底前已通過(guò)國(guó)家型號(hào)核準(zhǔn)的模擬對(duì)講機(jī)，在核準(zhǔn)證五年有效期到后，不再進(jìn)行繼續(xù)核準(zhǔn)。簡(jiǎn)言之，666號(hào)文規(guī)定，2010年是發(fā)放模擬對(duì)講機(jī)“準(zhǔn)生證”的最后一年，2011年到2015年對(duì)原已發(fā)放“準(zhǔn)生證”的模擬對(duì)講機(jī)陸續(xù)停止使用，到2016年1月1日，模擬對(duì)講機(jī)完全退出中國(guó)的歷

4、史舞臺(tái)。從2010年1月開(kāi)始，數(shù)字對(duì)講機(jī)已開(kāi)始在我國(guó)使用，五年過(guò)渡期后，數(shù)字對(duì)講機(jī)將完全取代模擬對(duì)講機(jī)。目前世界上的數(shù)字對(duì)講機(jī)包括數(shù)字集群標(biāo)準(zhǔn)主要有DPMR、DMR、APCO25、Tetralpol、EDACS、TETRA、DIMRS、IDRA、Geotek、GoTa和GT800。其中GoTa-GlobalOpen Trunking architecture是由中興公司自主研發(fā)，基于CDMA 1X技術(shù)面向新技術(shù)演進(jìn)的數(shù)字集群通信系統(tǒng)，目標(biāo)是滿足共網(wǎng)集群需要，兼顧專網(wǎng)集群應(yīng)用。 GT800系統(tǒng)是由華為公司研制開(kāi)發(fā)的基于GSM技術(shù)的數(shù)字集群系統(tǒng)。GT800基于GPRS和GSMR技術(shù)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，其第

5、二階段將與TD-SCDMA技術(shù)結(jié)合。而海能達(dá)的PDT屬于警用的集群通信系統(tǒng)，參考了DMR的標(biāo)準(zhǔn)，也在爭(zhēng)取成為國(guó)內(nèi)數(shù)字對(duì)講機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。第2章 對(duì)講機(jī)分類從產(chǎn)品的用途來(lái)講，對(duì)講機(jī)主要分為三個(gè)部分：手機(jī)對(duì)講機(jī)、車（船、機(jī)）載臺(tái)和中轉(zhuǎn)臺(tái)（或者基地臺(tái)）。1. 手持對(duì)講機(jī)這是一種體積小、重量輕、功率小的無(wú)線對(duì)講機(jī)，適合于手持或袋裝，便于個(gè)人隨身攜帶，能在行進(jìn)中進(jìn)行通信聯(lián)系，其功率一般VHF頻段不超過(guò)5W、UHF 頻段不超過(guò)4W。但也有少數(shù)機(jī)型的功率VHF為6W、UHF為5W。通信距離在無(wú)障擋的開(kāi)闊地帶時(shí)一般可達(dá)到5公里。在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的支持下，通過(guò)中轉(zhuǎn)臺(tái)通信距離可達(dá)10公里以上。該機(jī)適合近距離的各種場(chǎng)合下流

6、動(dòng)人員之間的通信聯(lián)系。在無(wú)線電話機(jī)的系列中，手持式無(wú)線電 “對(duì)講機(jī)”的應(yīng)用數(shù)量及品種是最多的，約占80%以上。從摩托羅拉生產(chǎn)的三千元左右的高端手持式無(wú)線電對(duì)講機(jī)到國(guó)內(nèi)一百多元左右的國(guó)產(chǎn)低端手持式無(wú)線電對(duì)講機(jī)，價(jià)格差異很大，據(jù)估計(jì)這類對(duì)講機(jī)每年在國(guó)內(nèi)銷售量已超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)，其市場(chǎng)潛力很大。2. 車(船、機(jī))載式無(wú)線對(duì)講機(jī) 這是一種能安裝在車輛、船舶、飛機(jī)等交通工具上直接由車輛上的電源供電的，并使用車船、機(jī)上天線的無(wú)線對(duì)講機(jī)，主要用于交通運(yùn)輸、生產(chǎn)調(diào)度、保安指揮等業(yè)務(wù)。其體積較大，功率不小于10W，一般為25W。最大功率為VHF為56W、UHF為50 W。還有個(gè)別車載臺(tái)在某一頻段的功率達(dá)到75W。車

7、載臺(tái)其電源為13.8V，通信距離可達(dá)到20公里以上，在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)中轉(zhuǎn)臺(tái)通信距離明顯增大，可達(dá)數(shù)十公里。銷售價(jià)格從國(guó)產(chǎn)的1000元到進(jìn)口機(jī)的3000元。據(jù)估計(jì)，國(guó)內(nèi)年銷售量不低于10萬(wàn)臺(tái)。隨著交通運(yùn)輸?shù)难该桶l(fā)展，特別是私家車的增加，個(gè)人購(gòu)買車載機(jī)(屬于業(yè)余無(wú)線電愛(ài)好者)的數(shù)量將日益擴(kuò)大。3. 中轉(zhuǎn)臺(tái)（或者基地臺(tái)）轉(zhuǎn)發(fā)式無(wú)線對(duì)講機(jī)就是將所接收到的某一頻段的信號(hào)直接通過(guò)自身的發(fā)射機(jī)在其它頻率上轉(zhuǎn)發(fā)出去。這兩組不同頻率信號(hào)相互不影響，或者說(shuō)能夠允許兩組用戶在不同頻率上進(jìn)行通信聯(lián)系。它具有收發(fā)同時(shí)工作而又相互不干擾的全雙工工作的特點(diǎn)。轉(zhuǎn)發(fā)式無(wú)線電話機(jī)的英文名稱是Repeater Transei

8、ver，中文名稱也叫中轉(zhuǎn)臺(tái)、中繼臺(tái)、轉(zhuǎn)信臺(tái)。其最大的特點(diǎn)是能夠有效地?cái)U(kuò)展通信系統(tǒng)中手持機(jī)、車載機(jī)、固定臺(tái)的通信范圍和能力給系統(tǒng)提供更大的覆蓋半徑。由于這類設(shè)備工作時(shí)處于無(wú)人值守狀態(tài)，有的中轉(zhuǎn)臺(tái)還放在高山上，工作環(huán)境較差，有的中轉(zhuǎn)臺(tái)長(zhǎng)時(shí)間處于發(fā)射狀態(tài)。因此對(duì)中轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)設(shè)計(jì)要求比車載機(jī)、固定臺(tái)要高得多，甚至有一些特殊的要求，如高穩(wěn)定性、高可靠性、優(yōu)良的散熱性，能在高、低溫條件下長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作。不少設(shè)備都具有在主電源故障情況下能夠自動(dòng)啟動(dòng)備用電源或切換到直流電源繼續(xù)工作的功能。在無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的專用中轉(zhuǎn)臺(tái)的功率都較大，一般都在25W50W甚至達(dá)到100W (大吉公司的TB8100)，在樓宇中使

9、用的小中轉(zhuǎn)臺(tái)的功率一般不超過(guò)25W。 中轉(zhuǎn)臺(tái)的發(fā)展歷史僅有二十多年，隨著新器件、新工藝、新電路的誕生，新技術(shù)在中轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)上的應(yīng)用使其技術(shù)水平、品質(zhì)和功能在不斷提高和完善。1984年以日本八重洲公司(YAESU)生產(chǎn)的FTR1045、日本ICOM公司生產(chǎn)的IC-RP1520為代表的中轉(zhuǎn)臺(tái)，采用的是晶體振蕩倍頻方式。而到了 1985年日本協(xié)同公司(KYODO)生產(chǎn)的 KG110、日本世紀(jì)公司(SELKL)生產(chǎn)的UP450/PCV150、日本馬蘭士公司(STANDARD)生產(chǎn)的RP172BR/RP512BR等中轉(zhuǎn)臺(tái)已經(jīng)采用了頻率合成技術(shù)、EPROM存儲(chǔ)和數(shù)字邏輯電路控制等技術(shù)。從此中轉(zhuǎn)臺(tái)的技術(shù)水平和

10、功能有了較大的發(fā)展。至今KG110的優(yōu)良性能和高可靠性仍為業(yè)界人士所稱道。日本建伍公司(KENWOOD)也于1987年相繼推出TKR720/820以及以后的TKR828(350M)、TKR830等中轉(zhuǎn)臺(tái)。建伍的TKR系列中轉(zhuǎn)臺(tái)采用了先進(jìn)的鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)、CPU控制技術(shù)，所有數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在EEPROM中，功能更多，頻率穩(wěn)定精確，同時(shí)大范圍使用表面貼裝元器件工藝。在這期間日本馬蘭士公司生產(chǎn)的RP80系列基地/中轉(zhuǎn)臺(tái)以及RP513基地/中轉(zhuǎn)臺(tái)也先后進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。RP513中轉(zhuǎn)臺(tái)采用微處理控制技術(shù)，能提供自動(dòng)自我檢測(cè)功能，其功率在50%工作周期情況下可高達(dá)80W。在眾多的中轉(zhuǎn)臺(tái)中，建伍TKR720/

11、820系列的中轉(zhuǎn)臺(tái)以良好的性能價(jià)格比深受國(guó)內(nèi)專業(yè)用戶的歡迎，其市場(chǎng)保有量也是最多的，可以說(shuō)是中轉(zhuǎn)臺(tái)中的經(jīng)典產(chǎn)品。1998年底美國(guó)摩托羅拉公司開(kāi)發(fā)的GR1225等系列中轉(zhuǎn)臺(tái)先后投放中國(guó)市場(chǎng)，寬帶技術(shù)、語(yǔ)音壓控技術(shù)的采用，調(diào)試參數(shù)全面軟件化，極大提高了中轉(zhuǎn)臺(tái)的綜合性能，頻率穩(wěn)定度得到了提高，25KHE和12.5KHE信道間隔得到了兼容，增加了頻率利用率。近年來(lái)，中轉(zhuǎn)臺(tái)的換代的新產(chǎn)品也先后上市，建伍公司生產(chǎn)的TKR750/820中轉(zhuǎn)臺(tái)取代了TKR720/820。日本協(xié)同公司研發(fā)的KG510于2000年投放中國(guó)市場(chǎng)后，停止生產(chǎn)了KG110，KG510秉承了KG110高可靠特點(diǎn)，采用CPU中央微處理器，

12、還具有無(wú)線遙控信道轉(zhuǎn)換功能，50W功率連續(xù)不間斷發(fā)射，可進(jìn)行多種中轉(zhuǎn)掃描模式。新西蘭大吉公司(TAIT)生產(chǎn)的T800中轉(zhuǎn)臺(tái)以獨(dú)特的插板式結(jié)構(gòu)和 100W的大功率等特點(diǎn)也得到特殊用戶的歡迎。日本威泰克斯公司也在2003年的“通信奧運(yùn)”展覽會(huì)上推出了VXR7000型中轉(zhuǎn)臺(tái)。2002年澳大利亞 SPECTRA公司生產(chǎn)的“頻譜”專業(yè)基地/中轉(zhuǎn)臺(tái)MX800通過(guò)國(guó)內(nèi)的代理商也打入了中國(guó)市場(chǎng)。該公司是世界上專門從事無(wú)線電通信設(shè)備制造的著名公司，其產(chǎn)品通過(guò)十項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證。MX800型中轉(zhuǎn)臺(tái)采用了一系列新的技術(shù)，如采用軍用級(jí)別的模塊結(jié)構(gòu)，采用高速閉鎖及高速發(fā)射技術(shù)等，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端遙控、遠(yuǎn)程設(shè)置和監(jiān)測(cè)自我診斷功能。

13、其頻率范圍包括30-960MHE內(nèi)的各個(gè)頻段，頻率穩(wěn)定度1PPm，發(fā)射啟動(dòng)時(shí)間小于4ms.新西蘭大吉公司近期推出的 TB8100基地/中轉(zhuǎn)臺(tái)則采用當(dāng)今最前沿的數(shù)字通信技術(shù)(RISC處理器和DSP數(shù)字信號(hào)處理器)，功率從5W、50W至100W是目前性能和技術(shù)水平都很高的基地/中轉(zhuǎn)臺(tái)。第3章 數(shù)字對(duì)講機(jī)介紹以及與模擬對(duì)講機(jī)的對(duì)比 1. 模擬對(duì)講機(jī)的通信原理如下圖3所示，是模擬對(duì)講機(jī)的大概的原理框圖，在發(fā)射鏈路上，話筒采集音頻信號(hào)后進(jìn)過(guò)放到送到調(diào)頻電路調(diào)制成相應(yīng)的高頻或射頻信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)放大電路放大到所需的輸出功率后通過(guò)開(kāi)關(guān)管經(jīng)過(guò)收發(fā)低通濾波電路從天線發(fā)射出去；而接收鏈路上由接收天線接收到信號(hào)后經(jīng)低

14、通濾波器濾波后，通過(guò)電調(diào)諧電路（具備濾波功能）和低噪放電路將信號(hào)放大，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)混頻電路變頻到需要的一級(jí)中頻頻率，經(jīng)過(guò)濾波和放大后送往相應(yīng)的集成解調(diào)芯片，進(jìn)行二次變頻到二級(jí)中頻頻率，然后由鑒頻電路解調(diào)出音頻信號(hào)，并通過(guò)音頻放大電路放大后送往喇叭輸出。整個(gè)對(duì)講機(jī)處于同頻或異頻的半雙工工作狀態(tài)。開(kāi)關(guān)放大電路調(diào)制電路音頻放大收發(fā)低通濾波器單片機(jī)控制單元屏幕顯示單元鍵盤控制單元收發(fā)天線話筒音頻放大解調(diào)鑒頻濾波中放混頻電路濾波放大放大喇叭圖3 模擬對(duì)講機(jī)基本框圖 2. 數(shù)字對(duì)講機(jī)原理相對(duì)于模擬對(duì)講機(jī)，數(shù)字對(duì)講機(jī)的大致框圖如下圖4所示，其對(duì)于模擬對(duì)講機(jī)最大的區(qū)別在于對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行了采樣、壓縮、編碼，

15、以數(shù)字的形式調(diào)制在載波信號(hào)上。我們現(xiàn)在做的DPMR和PDT、ARC都采用4FSK調(diào)制方式，通過(guò)數(shù)字形式可以對(duì)語(yǔ)言進(jìn)行加密，優(yōu)化等處理。圖4 數(shù)字對(duì)講機(jī)基本框圖a、 發(fā)射鏈路如下圖5所示，話筒采集音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)音頻放大電路放大后送往基帶芯片，經(jīng)過(guò)芯片自帶的（或者外部）AD采樣進(jìn)行相應(yīng)的語(yǔ)音壓縮處理、編碼等，從芯片DA口送出兩路調(diào)制好的4FSK信號(hào)（四電平信號(hào)），通過(guò)兩點(diǎn)調(diào)制的方式以調(diào)頻的形式產(chǎn)生需要的射頻信號(hào)，射頻信號(hào)經(jīng)放大電路放大到需要的功率后由天線發(fā)射。收發(fā)天線音頻放大基帶芯片兩點(diǎn)調(diào)制電路射頻放大電路話筒圖5發(fā)射鏈路框圖b、 接收鏈路如下圖6所示，接收鏈路從天線接收到相應(yīng)的信號(hào)后通過(guò)低通濾波電

16、路和電調(diào)諧濾波電路濾除帶外的信號(hào)，然后通過(guò)低噪聲放大電路放大有用信號(hào)，放大后的信號(hào)送往混頻電路，得到37.95MHz（不同電路方案采用不同的中頻頻點(diǎn)）的一級(jí)中頻信號(hào)，一級(jí)中頻信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波放大后，送往TA3116進(jìn)行二次混頻得到450KHz的信號(hào)，對(duì)其再次濾波放大后由鑒頻器鑒頻得到所需的4FSK信號(hào)，4FSK信號(hào)被送往基帶芯片的AD口采用（現(xiàn)在時(shí)分的系統(tǒng)已經(jīng)采用450khz數(shù)字中頻直接解調(diào)的方式進(jìn)行處理，在后續(xù)的產(chǎn)品研發(fā)中還將考慮37.92MHz一級(jí)中頻直接送入芯片解調(diào)的方案，對(duì)產(chǎn)品的穩(wěn)定性、接收靈敏度的提高、電路的優(yōu)化、和調(diào)試的簡(jiǎn)化將會(huì)有很大的幫助），經(jīng)過(guò)芯片的解碼等處理，得到需要的音頻信號(hào)，

17、經(jīng)音頻放大器放大后送往喇叭。濾波器基帶芯 片喇叭音頻放大解調(diào)鑒頻濾波中放混頻電路選頻放大收發(fā)天線圖6 接收鏈路框圖在操作界面端，數(shù)字對(duì)講一般也采用比模擬對(duì)更大的液晶屏，進(jìn)行更多的人機(jī)互動(dòng)的操作。3. 數(shù)字對(duì)講機(jī)和模擬對(duì)講機(jī)的區(qū)別和優(yōu)勢(shì)由上可知，傳統(tǒng)的模擬對(duì)講機(jī)是利用模擬信號(hào)來(lái)傳遞消息的，一般現(xiàn)在的模擬機(jī)的帶寬為12.5kHz和25kHz，它存在著頻率利用率低、相互干擾嚴(yán)重、業(yè)務(wù)功能單一、通信不太穩(wěn)定和管理控制較困難等缺點(diǎn)。而數(shù)字對(duì)講機(jī)是將模擬信號(hào)數(shù)字化，以數(shù)字編碼和數(shù)字調(diào)制的方式，并采用數(shù)字信號(hào)處理方法進(jìn)行優(yōu)化的通信方式。如下圖7所示，在同樣的環(huán)境的情況下，同樣功率的對(duì)講機(jī)信號(hào)的環(huán)境衰弱是一樣

18、的，信號(hào)強(qiáng)度都是隨著信號(hào)的傳輸距離越來(lái)越小，而模擬對(duì)講機(jī)由于采用了傳統(tǒng)的模擬調(diào)頻的形式將音頻信號(hào)直接調(diào)制到射頻，所以隨著信號(hào)輸出距離的增加，在接收端的鑒頻的語(yǔ)音信號(hào)會(huì)逐漸惡化，直到邊緣地帶（即信號(hào)輸出的極限距離）時(shí)，信號(hào)同時(shí)受到外界噪聲、干擾等影響，會(huì)急劇惡化，通話聲中的低噪明顯提高，導(dǎo)致通話質(zhì)量嚴(yán)重下降。而數(shù)字對(duì)講機(jī)由于在發(fā)射和接收端對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行了相應(yīng)的編解碼處理以及數(shù)字信號(hào)強(qiáng)大的糾錯(cuò)能力，在弱信號(hào)區(qū)也可以有效的解調(diào)信號(hào)，并且由于語(yǔ)音是以數(shù)字信號(hào)的形式調(diào)制到射頻在空間傳播，所以在整個(gè)覆蓋的范圍內(nèi)，語(yǔ)音質(zhì)量是一直保持一個(gè)良好的狀態(tài)，不隨著距離的增加而呈直線下降。圖7 覆蓋距離內(nèi)的音質(zhì)比較在數(shù)字對(duì)講機(jī)中，模擬語(yǔ)音信號(hào)首先經(jīng)過(guò)A/D變換和語(yǔ)音編碼變換成數(shù)字信號(hào)。由于數(shù)字對(duì)講機(jī)的帶寬比較窄，一般為12.5kHz或者6.25kHz，（模擬的為12.5kHz或者25kHz）因此數(shù)字對(duì)講機(jī)中的語(yǔ)音編碼一般采用參量編碼方法，即不是把語(yǔ)音信號(hào)的波形進(jìn)行編碼，而是提取產(chǎn)生語(yǔ)音信號(hào)的特征參數(shù)并對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行編碼傳輸，傳輸速率一般在1.24.8kb/s，可以滿足數(shù)字對(duì)講機(jī)的帶寬要求。所以相比模擬對(duì)講機(jī)的12.5kHz或