专业性

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高效率

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对讲机技术工艺发展趋势分析

第一节 产品技术发展现状

一、150MHz,400MHz频段对讲机的技术发展现状

以下先介绍下对讲机的工作原理:

1、发射部分:锁相环和压控振荡器(VCO)产生发射的射频载波信号,经过缓冲放大、激励放大、功放,产生额定的射频功率,经过天线开关及低通滤波器,抑制谐波成分,然后通过天线发射出去。

2、接收部分:接收部分一般为二次变频超外差方式。从天线输入的信号经过收发转换电路和带通滤波器后进行射频放大,再经过带通滤波器,进入第一混频,在第一混频器内,将来自射频的放大信号与来自锁相环频率合成器电路的第一本振信号混频并生成第一中频信号。第一中频信号通过晶体滤波器进一步消除邻道的杂波信号,滤波后的第一中频信号进入中频处理芯片,与第二本振信号再次混频生成第二中频信号,第二中频信号通过两个陶瓷滤波器滤除无用杂散信号后,被放大和鉴频,产生音频信号。音频信号通过放大、带通滤波器、去加重等电路,进入音量控制电路和音频功率放大器放大,驱动扬声器,得到人们所需的信息。

3、调制信号及调制电路:人的话音通过麦克风转换成音频的电信号,音频信号通过放大电路、预加重电路及带通滤波器进入压控振荡器直接进行调制。

4、信令处理:CPU产生的CTCSS/DTCSS信号经过放大调整,进入压控振荡器进行调制。接收鉴频后得到的低频信号,一部分经过放大和亚音频的带通滤波器进行滤波整形,进入CPU,与预设值进行比较,将其结果控制音频功放和扬声器的输出。即如果与预置值相同,则打开扬声器,若不同,则关闭扬声器。

5、电源控制:CPU控制在不同状态时,送出不同的电源接收电源:正常处于间歇工作方式,以保证省电发射电源:发射时才有电CPU电源:稳定的电源400MHz频段公众对讲机:无需申请指配频率,无需办理电台执照,无需缴纳频率占用费,供普通大众任意选购,用于近距离通话。有效发射功率≤0.5W,调制方式:调频,使用国家2001年规划的20个频点。

已有很多公司在开发生产,为这一市场供应产品。如我国的深圳平湖镇广中电子、豪发、中晨、好易通、越野王、威肯实业等公司,美国的摩托罗拉、欧西亚等公司。


我国400MHz频段公众对讲频道

150MHz频段专业调频机:需要申请指配频率、办理电台执照,需要缴纳频率占用费,供各单位视距通话使用。已有很多公司开发生产,大量供应市场。

二、无中心对讲机(900MHz)的技术发展现状

无中心控制(withoutcentralcontrol)的定义指不采用交换控制中心的集中控制,而由各移动台或固定台分别设定无线通信链路的分散控制方式。

通常有中心组网的交换控制中心和基站等网络基础设施约占全部投资的一半,手机和车载台等移动终端也占全部投资的一半;另外控制中心需要进行机房的基建安装,还需要值机维护人员。而无中心组网既节省了一半投资,也不用基建安装和值机维护。特别是对于那些只有几个或几十个移动用户的小单位,而且分布在并不辽阔的3公里半径范围,只要买几部或几十部电台,便可组成一个专用调度网。

既不用申请频率,也不用兴师动众安装调试;既省钱又省事,这就是此种体制得以迅速发展的主要原因。

无中心体制具有三大特点:

(1)将控制中心的集中控制转化为移动台的分散控制,省去了结构复杂、造价高昂的网络基础设施,可节约一半建网投资。

(2)5位数字选呼解决了一个省内10万用户的识别地址,加快了接续速度。

(3)多信道共用,自动选取空闲信道,大大提高了频谱效率,2MHz带宽,可以在3公里半径范围内为3千移动用户服务。

如果没有解决数字选呼,网中的多址用户就不可能任意快速接入;如果没有解决多信道共用,就不可能提供足够的频率供无中心组网。由于微机技术和数字技术的发展,促使这些关键技术问题得以圆满解决,从而充分发挥了无线广播信道可以四通八达的潜力,才可能不要中心交换控制来实现专业移动通信的组网要求。因此,这三者是一个不可或缺的有机整体。

除此之外,在我国曾经开发了车载台、便携台、固定台、遥控台、数传台、转发台和手机等系列电台,同时,由于系列电台采用微机控制实现了多功能化,如通话时间限制、重呼、重接、同号插话、缩位拨号、来电显示、遥控、转发和非话业务等。

由于无中心电台具有上述特点和功能,且在900MHz频段人为噪声小、话音清晰、适合城市传输;经过多年的实践,表明该电台对独立小区专用无线电通信网,和多家共用频率的通信网效果较好,在很多场合下可替代有中心组网系统。无中心有两种网络结构:

(1)任一电台可在其无线覆盖区内任意选址另一(或一组)电台直接通信,形成小区全连通网。适用于家庭、办公室、建筑工地、车站、港口、机场、游乐场所、大型酒店、厂矿企业等3公里半径小范围,经指配号码供集团用户小型组网使用。

(2)有权电台可在转发台无线覆盖区内任意选址另一(或一组)电台转接通信,形成大区部分连通网。适用于车队、田野、灌区等几十公里半径的大范围。

目前各行业对于无线对讲机及短数据传输通信服务仍有大量需求,而150MHz、450MHz频段的频率资源已无法满足需要,有关生产厂商和用户单位提出应重视推广使用900MHz无中心通信系统。因此,为利用好900MHz频段无中心多信道选址移动通信系统频率,规范915~917MHz频段无中心设备的研发、生产,满足社会使用需求,2002年1月23日信息产业部无线电管理局下达信无函[2002]10号文《关于900MHz频段无中心多信道选址移动通信系统使用频率有关问题的通知》

2002年5月16日国家标准委办公室下达国标委计划[2002]41号文《关于下达2002年制修订国家标准项目计划的通知》,明确对GB15160一94《无中心多信道选址移动通信系统体制》国家标准,由电子第七研究所和国家无线电监测中心负责修订。

为更好地根据当前技术发展水平修订GB5160—94,电子第七研究所参与深圳三威公司按原国家标准(即信令为数字、话音为模拟)采用国际和国内市场可以供应的比较先进的器件在进行开发,现已作出了样机,可与第七研究所原先生产的无中心电台互通。新开发的手机体积小、重量轻、用电省、价格低、功能全,使用效果优于普通对讲机和公众对讲机。因此,可以预期无中心手机会有广阔的市场前景。

三、对讲机在无线数据传输中应用(含数传电台)的技术发展现状

在VHF/UHF超短波无线通信领域,除了对讲机、车载电台、手机等早已为老百姓习以为常的无线通信终端产品外,还有一个相对而言比较专业、不为大部分人所知的特殊的通信设备,那就是超短波无线数传电台(以下简称数传电台)。由于一般被用于工业远程控制与测量系统,即我们常说的遥控遥测系统(或SCADA系统),使用环境可能会十分恶劣,因此数传电台在技术指标及可靠性方面要求比语音电台更严格。

我们现在所说的数传电台,在欧美日等西方发达国家起步较早。早在上世纪六、七十年代,以MOTOROLA为代表的通信厂商开始涉足无线数据通信领域,超短波数据通信只是其中的一个分支。当时在西方发达国家,调频对讲机已经开始普及,同时由于对工业自动化程度的要求也越来越高,越来越多的领域需要建立遥控、遥测系统,取代昂贵的、效率低下的人工作业,于是无线数据传输业务就应运而生。不过由于当时的频率合成等技术还没有成熟,同时要传输的数据量也不大,因此那时的数传电台实际上比较“简陋”,只是在原有的调频对讲机或车载电台的基础上加装了一个低速率的调制解调芯片,所以严格来说只是一款话音电台的“改装机”,还不是真正意义上的专业的数传电台。当时较为典型的MODEM芯片之一就是MOTOROLA的MC145442。这也是最早采用FSK(频移键控)制式的MODEM芯片之一,与常规的话音电台配合后可以在超短波窄带信道上实现最高300bps的传输速率。以后发展起来的MSK、FFSK、GMSK、QPSK、CPFSK等等,五花八门的调制解调技术,以及AM7910、M7512B、TC3105、FX604、FX469、FX909、FX589等一系列从低速向高速发展的MODEM芯片,直至现在常用的利用数字信号处理器(DSP)设计的软件MODEM,都是在早期的FSK原理技术的基础上,随着集成电路及软件技术的进步,经过不断改良而发展起来的,万变不离其宗。即便是MC145442这样的低速芯片,直至今天,仍然还有人在使用它,还没有成为文物,足见其稳定性及生命力。

我国在无线数据通信技术方面,与欧、美、日等发达国家相比,起步较晚,至少落后了20年左右,但发展较快。无线数传电台概念在我国的形成,应该是在改革开放后的80年代初期,但在整个80年代,由于我国的软件及硬件技术还比较落后,系统集成水准还比较低,因此数传电台也只是在水利、电力、自来水等极少数的几个领域进行一些试验性的、小范围的、小批量的应用。看到无线数据通信的发展前景,当时的国家无线电管理委员会还专门辟出了223~235MHz的无线数据通信专用频段,避免了与当时的150MHz、450MHz等语音通信设备争夺有限的频率资源,这一有远见的做法为日后数传电台及遥控遥测系统的快速发展奠定了良好的政策基础。

进入90年代初期,随着改革开放的深入,以电力、水利、自来水、石油、环保、热网等为代表的国民经济的重要行业发展迅速,对自动化程度的要求也日益提高。我国的遥控遥测系统(简称“三遥”系统或SCADA系统)市场由此由实验阶段逐渐进入了高速发展阶段,从民用到军用,应用领域也越来越广泛,需求量也越来越大。数传电台于是进入了一个蓬勃发展期。最常见、最典型的遥控遥测系统有:电力负荷监控系统、配网自动化系统、水文水情测报系统(即流域防汛监测系统)、自来水管网监测系统、城市路灯监控系统、铁路信号监控系统、热网监控系统、输油供气管网监测系统、GPS定位系统、集中抄表系统、地震测报系统、无线电子称重系统(主要用于港口码头的装卸作业)、自动报靶系统、无人飞机控制系统、防火防盗系统、环境监测系统等等自动化系统。

第二节 产品工艺特点或流程


对讲机装配生产流程图

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

在数字化时代到来之际,我们在常规无线对讲机市场上已不难发现,常规无线数字对讲机已悄然向我们走来。本文所指的是常规专用的数字对讲机,而数字集群对讲机已在国内得到广泛应用。

从技术上来看数字对讲机已经成为未来无线对讲机技术发展的必然趋势,这一点没有人会怀疑,数字集群对讲机最终将取代模拟集群对讲机。七十年代,摩托罗拉率先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DVP对讲机,1980年研制出一套数字数据通信系统,在1991年的海湾沙漠风暴行动中,美军使用了35000部数字对讲机。随着无线通信技术的发展,人们对无线通信质量的要求将更高,频谱资源也将更紧张,而有着模拟对讲机无法比拟的优点的数字对讲机,必将有着巨大的需求市场。但从目前来看,在对讲机技术上已十分成熟的模拟对讲机在很长一段时间内还将存在,它在向体积小,成本低,功能强,可靠性高,更商品化的发展中与数字对讲机一起,各自发挥特点,满足不同用户的不同的需求,因此在短时间内数字对讲机是不会取代模拟对讲机的。

2007年我国信息产业部无线电管理局正式发布了信无函[2007]81号文件,“关于发布《数字对讲机系统设备无线射频技术指标要求》(试行)的通知”。

“通知”指出:《技术指标要求》适用于137MHz-167MHz、403MHz-425MHz和915MHz-917MHz。“通知”还指出《技术指标要求》在原规定的25kHz的信道配置上,新增加12.5kHz和6.25kHz信道配置,合法用户可以在25kHz信道内自行选择使用。这样,原模拟对讲机系统设备便成为合法频率用户,既可继续使用25kHz信道间隔的模拟对讲机系统设备,也可将模拟系统设备升级或更换为2信道12.5kHz或4信道6.25kHz间隔的数字对讲机系统设备。

信息产业部信无函[2007]81号文件的发布标志着我国数字对讲机市场即将展开。使我国启动和发展数字对讲机有章可循了。

 

免责申明:本文仅为中经纵横市场研究观点,不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题,敬请来电垂询:4008099707。特此说明。

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