歐洲專業(yè)數(shù)字樓宇對講機(jī)DMR標(biāo)準(zhǔn)

專業(yè)對講機(jī)是供專業(yè)部門調(diào)度指揮使用的，需要申請指配頻率、需要辦理電臺執(zhí)照、需要繳納頻率占用費(fèi)的對講機(jī)。在我國專業(yè)移動通信現(xiàn)階段4個(gè)層次的技術(shù)體制中，位于數(shù)字集群、無中心自集群之后的第三位。由于專業(yè)對講機(jī)的使用要求以及通信業(yè)務(wù)的性質(zhì)與公眾對講機(jī)不同，因此，除了要求可靠性、耐用性好以外，還要求專業(yè)對講機(jī)的功能強(qiáng)大，結(jié)實(shí)堅(jiān)固，使用方便，電池容量大，待機(jī)時(shí)間長，防震防撞擊，甚至通信保密等功能。一、引言專業(yè)對講機(jī)的數(shù)數(shù)字化是對講講機(jī)未來發(fā)展展的方向，雖雖然MOTORROLA在2007年10月推出了數(shù)數(shù)字對講機(jī)產(chǎn)產(chǎn)品，ICOM幾乎同時(shí)也也推出了數(shù)字字對講機(jī)，但但是，迄今為為止，國內(nèi)的的專業(yè)數(shù)字對對講機(jī)產(chǎn)品還還寥寥無幾，特特別是適合于于一些特殊行行業(yè)如鐵路、公公安等使用的的高端產(chǎn)品還還不夠成熟，本本文介紹歐洲洲數(shù)字移動無無線（DMR）標(biāo)準(zhǔn)的主主要內(nèi)容，并并對該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)進(jìn)行分析，以以供國內(nèi)制訂訂數(shù)字對講機(jī)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)參考。二、DMR標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)DMR是歐洲電電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會會于2005年4月推出的數(shù)數(shù)字移動無線線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)號為TS1022361，分為4個(gè)部分，第第一部分為空空中接口物理理層和數(shù)據(jù)鏈鏈路層協(xié)議，第第二部分為空空中接口呼叫叫控制層協(xié)議議，第三部分分為短數(shù)據(jù)和和分組數(shù)據(jù)協(xié)協(xié)議，第四部部分為集群業(yè)業(yè)務(wù)和設(shè)備協(xié)協(xié)議。每一部部分都已修訂訂多次，第一一、二、三部部分的最新版版本于2007年12月份公布。DMR標(biāo)準(zhǔn)把設(shè)設(shè)備分成I類、II類和III類，I類是指工作作于視距通信信模式、免執(zhí)執(zhí)照的DMR設(shè)備，II類是指工作作在直通模式式或轉(zhuǎn)發(fā)模式式、有個(gè)人執(zhí)執(zhí)照的DMR設(shè)備，III類是指采用用中心控制器器進(jìn)行通信控控制、有個(gè)人人執(zhí)照的DMR集群系統(tǒng)設(shè)設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)的的第一和第三三部分適用于于所有三類設(shè)設(shè)備，第二部部分只適用于于I類和II類設(shè)備，第第四部分只適適用于III類設(shè)備。專專業(yè)對講機(jī)屬屬于DMR中的II類設(shè)備，因因此，我們主主要介紹與II類設(shè)備相關(guān)關(guān)的DMR標(biāo)準(zhǔn)。表1DMR的主主要技術(shù)指標(biāo)標(biāo)DMR采用4FFSK調(diào)制，每個(gè)個(gè)雙比特碼元元對應(yīng)一個(gè)載載波頻偏，兩兩者之間的關(guān)關(guān)系見表2，4FSK調(diào)制技術(shù)對對發(fā)射機(jī)頻率率穩(wěn)定度的要要求比較嚴(yán)格格，指標(biāo)分別別見表3和表4。表2雙比特碼元元和頻偏之間間的關(guān)系表3BS發(fā)射機(jī)機(jī)頻率穩(wěn)定度度表4MS發(fā)射機(jī)機(jī)頻譜穩(wěn)定度度DMR的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)DMR的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)見圖1，下行（BSTX）幀和上行行幀（MSTX）的結(jié)構(gòu)略略有不同。每每幀包括兩個(gè)個(gè)時(shí)隙，分別別用“1”和“2”表示，每個(gè)個(gè)時(shí)隙中傳送送的數(shù)據(jù)為突突發(fā)。DMR的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)見圖1DMR的突發(fā)分分為業(yè)務(wù)突發(fā)發(fā)、公共通知知信道（CACH）突發(fā)和反反向信道（RC）突發(fā)三種種，分別包括括264比特、24比特和96比特?cái)?shù)據(jù)。業(yè)業(yè)務(wù)突發(fā)又分分為常規(guī)突發(fā)發(fā)和數(shù)據(jù)/控制突發(fā)兩兩種，見圖2和圖3。常規(guī)突發(fā)發(fā)用于傳輸用用戶語音，每每個(gè)突發(fā)包括括兩個(gè)108比特的負(fù)載載域和一個(gè)48比特的同步步或信令域。負(fù)負(fù)載域可以傳傳輸216比特的壓縮縮語音，同步步或嵌入信令令域用于傳輸輸同步字或RC信令。每個(gè)個(gè)突發(fā)的時(shí)長長為30ms，其中27.5mms用于傳輸264比特的數(shù)據(jù)據(jù)；上行幀中中剩余的2.5ms作為保護(hù)時(shí)時(shí)間；下行幀幀中剩余的2.5ms用作CACH，傳送TDMA幀號、信道道接入指示以以及低速信令令等信息。數(shù)數(shù)據(jù)/控制突發(fā)結(jié)結(jié)構(gòu)與常規(guī)突突發(fā)類似，只只是把常規(guī)突突發(fā)兩個(gè)凈負(fù)負(fù)荷域各拿出出10個(gè)比特作為為時(shí)隙類型域域，用于指示示負(fù)載域信息息的含義。圖2常規(guī)突發(fā)結(jié)結(jié)構(gòu)圖3數(shù)據(jù)/控制制突發(fā)DMR語音采用用超幀結(jié)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行傳輸，每每個(gè)超幀中包包括6個(gè)突發(fā)，時(shí)時(shí)長360ms，見圖4，超幀中的的突發(fā)用字母母A～F標(biāo)識。突發(fā)A表示超幀的的開始，A的中間部分分傳送同步字字SYNC，突發(fā)B到F的中間傳送送嵌入信令。數(shù)數(shù)據(jù)/控制突發(fā)沒沒有超幀結(jié)構(gòu)構(gòu)。圖4DMR語音音超幀DMR的信道類類型1、直通模式直通模式是指兩兩個(gè)對講機(jī)直直接通信而不不經(jīng)過基站的的轉(zhuǎn)發(fā)，直通通模式可以采采用單工通信信，也可以采采用時(shí)分雙工工通信，直通通模式的信道道包括同一載載頻上的前向向信道和反向向信道，兩者者之間有保護(hù)護(hù)間隔。這種種類型的信道道支持三種通通信方式，見見圖5。方式1：兩個(gè)業(yè)業(yè)務(wù)信道用于于時(shí)分雙工業(yè)業(yè)務(wù)（前向和和反向）；方方式2：單個(gè)信道道用于傳輸業(yè)業(yè)務(wù)；方式3：一個(gè)信道道用于傳輸業(yè)業(yè)務(wù)（前向），另另一個(gè)信道用用于傳輸反向向信道信令（反反向）。圖5直通模式中中的雙向信道道

2、轉(zhuǎn)發(fā)模式式轉(zhuǎn)發(fā)模式是指兩兩個(gè)對講機(jī)之之間的通信必必須經(jīng)過基站站的轉(zhuǎn)發(fā)，DMR的基站可以以采用同頻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，也可以以采用異頻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。帶CACH的業(yè)業(yè)務(wù)信道（下下行信道）帶CACH的業(yè)業(yè)務(wù)信道適用用于雙頻BS到MS的下行傳輸輸，見圖1的上半部分分。信道包括括兩個(gè)TDMA業(yè)務(wù)信道（ch1和ch2）以及一個(gè)個(gè)用于傳輸信信道號、信道道接入指示和和低速數(shù)據(jù)的的公共通知信信道。一旦BS被激活，帶CACH的業(yè)務(wù)信道道便連續(xù)發(fā)送送，如果沒有有業(yè)務(wù)信息要要發(fā)送，BS將使用空閑閑信息填充后后發(fā)送。帶保護(hù)時(shí)間的業(yè)業(yè)務(wù)信道（上上行信道）帶保護(hù)時(shí)間的業(yè)業(yè)務(wù)信道適用用于從MS到雙頻BS的上行傳輸輸，見圖6，包括兩個(gè)TDMA業(yè)務(wù)信道（ch1和ch2），兩個(gè)業(yè)業(yè)務(wù)信道中間間為一段保護(hù)護(hù)時(shí)間，用于于功率放大器器的上升及傳傳播時(shí)延。這這種信道類型型也有三種通通信方式：方式1：兩個(gè)信信道分別傳輸輸一路業(yè)務(wù)；；方式2：單個(gè)信信道（ch1）用于傳輸輸業(yè)務(wù)；方式3：一個(gè)信信道用于傳輸輸業(yè)務(wù)（ch1），另一個(gè)個(gè)用于傳輸反反向信道突發(fā)發(fā)（ch2）。方式1也可用于于單頻BS，此時(shí)可支支持一路同頻頻轉(zhuǎn)發(fā)。圖6帶保護(hù)間隔隔的業(yè)務(wù)信道道DMR業(yè)務(wù)DMR所支持的的業(yè)務(wù)包括語語音業(yè)務(wù)和數(shù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，見見表5。表5DMR的業(yè)業(yè)務(wù)無地址語音呼叫叫是一種特殊殊的組呼語音音業(yè)務(wù)，它使使用一組預(yù)定定義的目標(biāo)地地址作為組呼呼地址碼，從從而方便了動動態(tài)重組。開放語音信道業(yè)業(yè)務(wù)（OVCM）允許目標(biāo)標(biāo)地址用戶之之外的其它用用戶監(jiān)聽和參參與到呼叫之之中，OVCM由呼叫發(fā)起起方?jīng)Q定，且且只能在組呼呼和單呼中應(yīng)應(yīng)用，在無地地址語音呼叫叫、全呼、全全雙工語音呼呼叫、外網(wǎng)呼呼叫和數(shù)據(jù)業(yè)業(yè)務(wù)中，不能能使用OVCM業(yè)務(wù)。三、發(fā)展我國專專業(yè)數(shù)字對講講機(jī)的思考1、幀結(jié)構(gòu)和信信道工作方式式目前，我國的模模擬專業(yè)對講講機(jī)大多工作作在同頻單工工工作方式，為為了更好的與與之共存，數(shù)數(shù)字對講機(jī)最最好也工作在在同頻方式，DMR中的單頻直直通模式是應(yīng)應(yīng)用最廣泛的的一種通信方方式。但是，單單頻直通模式式（見）的三三種使用方式式存在以下一一些問題：方式1：可以支支持時(shí)分雙工工通信，但從從專業(yè)通信的的角度考慮，是是否需要雙工工通信是一個(gè)個(gè)問號，另外外，這種時(shí)分分雙工通信對對定時(shí)的要求求非常嚴(yán)格，能能否在不同傳傳播時(shí)延環(huán)境境下，收發(fā)雙雙方快速可靠靠的建立定時(shí)時(shí)同步也是一一個(gè)未知數(shù)。方式2：是目前前最常用的使使用方式，但但這種方式相相當(dāng)于在12.5kkHz的帶寬上只只傳輸了一路路信號，無線線資源沒有得得到充分的利利用。方式3：在第二二個(gè)信道傳輸輸反向信道信信令，但DMR協(xié)議中沒有有具體規(guī)定反反向信道信令令的內(nèi)容。如果采用同頻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)方式，則則可以利用一一個(gè)信道接收收MS的信號，另另一個(gè)信道轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)該信號，以以擴(kuò)大通信距距離或減少盲盲區(qū)的影響，與與異頻轉(zhuǎn)發(fā)相相比，同頻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)可以節(jié)省省收發(fā)設(shè)備，降降低投資費(fèi)用用。綜上所述，筆者者認(rèn)為，雖然然DMR的2時(shí)隙TDMA幀結(jié)構(gòu)具有有支持同頻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)，但但是，大多數(shù)數(shù)的通信并不不需要轉(zhuǎn)發(fā)模模式，因此，必必須尋求更高高效的頻譜使使用方法。2、DMR定時(shí)時(shí)對最大傳輸輸距離的影響響在所有的時(shí)分多多址系統(tǒng)中，突突發(fā)定時(shí)對最最大傳輸距離離有一定的影影響，DMR中有常規(guī)突突發(fā)和RC突發(fā)兩種，RC突發(fā)時(shí)長較較短，對性能能影響不大，下下面重點(diǎn)討論論常規(guī)突發(fā)定定時(shí)對最大傳傳輸距離的影影響。DMR允許常規(guī)規(guī)突發(fā)有1ms的容差用于于傳播時(shí)延和和時(shí)鐘漂移誤誤差，以防止止BS接收機(jī)處出出現(xiàn)時(shí)隙間干干擾。MS在發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)前，首先與與BS取得同步，但但是，由于傳傳播時(shí)延的影影響，實(shí)際到到達(dá)時(shí)間會發(fā)發(fā)生偏離，而而時(shí)鐘漂移誤誤差將進(jìn)一步步加大這種偏偏離。理論上，1mss的時(shí)延允許MS與BS間的距離達(dá)達(dá)到150km而不會造成成時(shí)隙間干擾擾，但是，由由于時(shí)鐘漂移移，會使收發(fā)發(fā)兩端偏離同同步而造成時(shí)時(shí)隙間干擾。因因此，必須解解決傳播時(shí)延延和時(shí)鐘漂移移之間的矛盾盾，或者說在在MS最大發(fā)送時(shí)時(shí)間和MS最大傳輸距距離之間有一一個(gè)折衷。從電波傳播的角