数字对讲机

采用数字技术进行设计的对讲机

数字对讲机是采用数字技术进行设计的对讲机。数字对讲机是将语音信号数字化，要以数字编码形式传播，也就是说，对讲机传输频率上的全部调制均为数字。

简介

只有直接采用数字信号处理器的对讲机才是真正意义上的数字对讲机，而采用数字控制信号的对讲机（如集群系统的对讲机）则不属于数字对讲机。数字对讲机有许多优点，首先是可以更好地利用频谱资源，与蜂窝数字技术相似，数字对讲机可以在一条指定的信道上如25KHZ装载更多用户，提高频谱利用率，这是一种解决频率拥挤的解决方案，具有长远的意义。其次是提高话音质量。由于数字通信技术拥有系统内错误校正功能，和模拟对讲机相比，可以在一个范围更广泛的信号环境中，实现更好的语音音频质量，其接收到的音频噪音会更少些，声音更清晰。最后一点是，提高和改进语音和数据集成，改变控制信号随通讯距离增加而降低的弱点，与类似集成模拟语音及数据系统相比，数字对讲机可以提供更好的数据处理及界面功能，从而使更多的数据应用可以被集成到同一个双向无线通讯基站结构中对语音和数据服务集成更完善、更加方便。这三大特点使数字对讲机成为未来对讲机技术发展的必然趋势。七十年代摩托罗拉将数字技术引入对讲机系统设计中，1975年生产出数字语音加密的DVP对讲机，1980年研制了一套数字数据通信系统，在1991年的沙漠风暴行动中，使用了35000台数字对讲机。很显然，随着无线电通信技术的发展，人们对无线通信质量的要求的提高以及频谱资源的日益高涨，数字对讲机必将有着巨大的需求市场。但不管数字对讲机有多广泛的应用，在对讲机技术上已经十分成熟的模拟技术，在很长一段时间内还将继续为对讲机的设计服务，向体积小、成本低、功能强、更商品化的方向发展，以满足通讯用户的不同需求。数字对讲机在短时间内不可能代替模拟对讲机，这二种对讲机将发挥各自特点共同发展。

到2010年为止，许多厂家推出了自己定义通信协议的数字对讲机，但数字对讲机公开的标准是dPMR和DMR两个协议。dPMR协议的标准是《ETSI TS 102 490》《ETSI TS 102 658》。DMR协议的标准是《ETSI TS 102 361-1,2,3,4》。这两个通信协议技术起点都比较低，远无法与当前（2010年）的的无线公网通信协议相比较。

由于对讲机行业的数字化进程非常迟缓，有人戏称对讲机领域，是最后一个数字化的电子行业。

原理

不同的数字对讲机标准有不同的具体做法。ICOM数字对讲机所采用的dPMR制式以及美国P25制式的老版本采用了频分方式（FDMA），把一个12.5kHz从频率上分给两个带宽为6.25kHz的信道，而欧洲的DMR制式和美国P25的新版本则采用分时方式（TDMA）（摩托罗拉和深圳海能达等生产此类产品），把一个12.5kHz的信道从时间上分为两个交叉的时间片，各传送一个信道。后者有更多的优越性，例如一个中继台就可以同时中继两个信道，又例如一般对讲机按下PTT后别人无法把它停掉，而TDMA制式的对讲机按下PTT后实际上都是断续发射的，在特殊紧急情况下，可以用占用B时隙的信道发出遥毙信令，强行关断占用A信号发射的对讲机。此外数字对讲机还需要对语音进行高效率的编码，因为相当于只有6.25kHz带宽的窄信道不可能高质量地传送简单模数转换出来的语音，需要用一定的算法把语音压缩为例如2.4kpbs的低速数字信号，传输条件不好时甚至可以压缩到0.6kbps的低速度，用降低保真度来减少误码率，保持语音起码的可读度。所以不同数字对讲机之间的互通和中继要在不少关口上解决兼容问题。国外业余界多采用日本JARL开发的D-Star系统中较早推出的ICOM产品。随着我国专业数字对讲机产业的逐步兴起和国内标准的逐渐制定，将来我国的业余数字中继台肯定会遇到不同制式之间的互通互联问题。

应用案例

在数字对讲机中，模拟语音信号首先经过A/D变换和语音编码变换成数字信号。由于数字对讲机的带宽比较窄，一般为12.5kHz或者6.25kHz，（模拟的为12.5kHz或者25kHz）因此数字对讲机中的语音编码一般采用参量编码方法，即不是把语音信号的波形进行编码，而是提取产生语音信号的特征参数并对特征参数进行编码传输，传输速率一般在1.2～4.8kb/s，可以满足数字对讲机的带宽要求。

信道编译码的主要目的是提高数字传输系统的可靠性，通过在语音编码输出的序列中按某种规则加入一些多余码元作为差错控制用的监督码，收端根据这种规则可以发现错误或自动纠正错误来实现。

模拟对讲机一般采用倒频等方法进行信息加密，加密简单、易于破解。数字对讲机则采用数字加密的方式对用户的信息进行保护，在一些特殊行业如民航、铁路等对信息安全要求比较高的行业，更具有竞争性。加密的方法很多，如可以把数字信号和一个周期很长的m序列进行模2加，完成加密，接收端用同样的m序列和接收到的加密信号再一次进行模2加，即完成了解密。

与模拟对讲机相比，数字对讲机具有抗干扰能力强、通话质量好、频率利用率高、保密性能好、支持数据业务、便于进行无差错中继、便于合用一套数字中继系统等特点，符合通信发展的规律，无疑数字对讲机是对讲机技术发展的方向，必然会逐步取代模拟对讲机。

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