王磊

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鋼鐵企業(yè)模擬對講機(jī)升級為數(shù)字對講機(jī)的必要性分析

王磊

北京首鋼自動(dòng)化信息技術(shù)有限公司電信事業(yè)部，北京 100041

模擬對講機(jī)在鋼鐵企業(yè)中已使用多年，發(fā)揮了重要作用，但數(shù)字技術(shù)已開始推動(dòng)移動(dòng)通信變革，由模擬對講機(jī)升級為數(shù)字對講機(jī)已成為大勢所趨。因此從兩者原理、功能進(jìn)行對比分析，結(jié)合鋼鐵企業(yè)的實(shí)際情況提出升級改造方案，淺談模擬對講機(jī)升級為數(shù)字對講機(jī)的必要性。

鋼鐵企業(yè)；模擬對講機(jī)；數(shù)字對講機(jī)

模擬對講機(jī)在鋼鐵企業(yè)中的使用時(shí)間悠久，但隨著鋼鐵企業(yè)的迅速發(fā)展，企業(yè)面積逐漸擴(kuò)大，廠房不斷增加，導(dǎo)致模擬對講機(jī)在使用過程中傳輸距離變短、通話質(zhì)量下降、頻譜使用效率低，已無法滿足鋼鐵企業(yè)的需求，尋找一種能夠無縫過渡的產(chǎn)品已迫在眉睫。隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字對講機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。相較于模擬對講機(jī)，數(shù)字對講機(jī)存在諸多優(yōu)點(diǎn)，如提高通話質(zhì)量、提高頻譜效率等。一套可靠的無線對講系統(tǒng)在生產(chǎn)組織過程中起到了越來越重要的作用，是鋼鐵企業(yè)通信發(fā)展過程中不可或缺的重要組成部分。

1 鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)特點(diǎn)及對無線通信的要求

1.1 及時(shí)準(zhǔn)確性

鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)節(jié)奏緊湊，每個(gè)步驟銜接緊密，稍有失誤將影響整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程，所以要求盡量減少因通信所導(dǎo)致的時(shí)間滯后，保證消息在下達(dá)之后第一時(shí)間傳達(dá)到相關(guān)人員，而且要保證信息的準(zhǔn)確性。由于現(xiàn)場工作環(huán)境嘈雜，部分工作區(qū)域環(huán)境噪聲可以達(dá)到70?dB，因此要求通信工具有較好的背景噪聲抑制技術(shù)，使背景噪聲不會(huì)被發(fā)射出去。

1.2 靈活機(jī)動(dòng)性

鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)過程中，部分員工在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行流動(dòng)作業(yè)時(shí)，因?yàn)樽鳂I(yè)場所不固定，所以要求通信工具具有便攜性、耗電量低、能適應(yīng)長時(shí)間連續(xù)作業(yè)的特點(diǎn)，也要求通信工具具有一定的防護(hù)性能，能適應(yīng)復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境。

2 模擬對講機(jī)與數(shù)字對講機(jī)的比較分析

模擬對講機(jī)是將語音、信令、信號以連續(xù)波方式調(diào)制到對講機(jī)載頻上，并經(jīng)過放大等優(yōu)化處理的一種通信模式，而數(shù)字對講機(jī)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器將話筒的語音數(shù)字化，用內(nèi)置數(shù)字信號處理器軟件將信號進(jìn)行編碼處理，編碼好的信號再被調(diào)制，數(shù)模轉(zhuǎn)換器將已經(jīng)調(diào)制好的信號模擬化并將其給射頻發(fā)生器通過天線發(fā)射[1]。由于傳輸原理的不同，數(shù)字對講機(jī)有以下一些特性（見表1）。

首先是射頻頻譜效率提高，模擬對講機(jī)信道帶寬是25 kHz，而數(shù)字對講機(jī)的帶寬為12.5 kHz或6.25 kHz，

表1 數(shù)字與模擬對講機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較

使用數(shù)字對講機(jī)能在一定程度上緩解頻譜資源日益缺乏的情況，具有長遠(yuǎn)意義。其次是覆蓋范圍廣，語音清晰，通話質(zhì)量好。雖然數(shù)字對講機(jī)也像模擬對講機(jī)一樣受射頻物力學(xué)影響，信號強(qiáng)度呈指數(shù)式衰退，但數(shù)字糾錯(cuò)技術(shù)可以在更大區(qū)域內(nèi)還原語音質(zhì)量，幾乎不存在失真現(xiàn)象如圖1。最后是電池壽命延長。由于數(shù)字系統(tǒng)是把耗電的發(fā)射分成獨(dú)立的2個(gè)時(shí)隙，與功率相同的模擬系統(tǒng)相比，每次發(fā)射只用一半的電池電量，因此數(shù)字對講機(jī)的電池運(yùn)行時(shí)間較模擬對講機(jī)通?？梢匝娱L40%[2]。

圖1 數(shù)字對講與模擬對講的性能對比

3 鋼鐵企業(yè)無線通信現(xiàn)狀及升級方案

3.1 某鋼鐵企業(yè)無線通信現(xiàn)狀

某鋼鐵企業(yè)無線通信主要由模擬對講機(jī)組成，工作在403～420 MHz之間。近年來企業(yè)的不斷擴(kuò)大，導(dǎo)致頻譜使用日漸緊張，經(jīng)常出現(xiàn)頻率占用、干擾等情況，已嚴(yán)重影響到了日常生產(chǎn)。但是由于模擬對講機(jī)價(jià)格低廉且在企業(yè)中已經(jīng)連續(xù)使用多年，因此企業(yè)無法一次性全部更換。部分崗位更換了中興自主研發(fā)的GoTa集群通信系統(tǒng)。此系統(tǒng)集成了CDMA系統(tǒng)的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了有基站式數(shù)字通聯(lián)，但是與原有模擬對講系統(tǒng)無法相互聯(lián)系，導(dǎo)致一次性投入大，無法大范圍推廣。

3.2 數(shù)字對講機(jī)升級方案

某鋼鐵企業(yè)內(nèi)大型廠房林立，且多數(shù)為鋼結(jié)構(gòu)廠房，對無線電信號的傳遞有較強(qiáng)的屏蔽影響。廠房內(nèi)無線通信設(shè)備較多，容易形成頻率干擾，加之廠區(qū)面積不斷擴(kuò)大，聯(lián)系距離增加，模擬對講機(jī)本身傳輸距離較近、抗干擾能力較差等弊端，導(dǎo)致部分對講機(jī)無法正常通話。在這種情況下，升級為數(shù)字對講機(jī)是一個(gè)較好的方案。

2009年12月12日工信部正式發(fā)布666號文件，規(guī)定我國對講機(jī)模擬技術(shù)體制轉(zhuǎn)換為數(shù)字體制的時(shí)間表，到2016年1月1日，模擬對講機(jī)將完成向數(shù)字對講機(jī)的過度。公司根據(jù)此文件的精神，從2016年起采購的對講機(jī)都為數(shù)模兩用對講機(jī)，既起到了無縫過渡的作用，又達(dá)到了無線對講系統(tǒng)向數(shù)字化升級改造的目的。原有模擬對講機(jī)在損壞后更換為數(shù)字對講機(jī)，逐步完成對講系統(tǒng)的升級換代，一次性投入金額小且效果明顯。

4 應(yīng)用過程中的問題及解決辦法

鋼鐵企業(yè)面積較大，即使更換為數(shù)字對講機(jī)也無法滿足全部覆蓋的要求，在使用過程中遠(yuǎn)距離通信依然無法滿足，可采取以下方法來解決。

（1）在信號覆蓋不佳且不需要移動(dòng)的位置使用大功率固定數(shù)字對講機(jī)，替換原有小功率手持?jǐn)?shù)字對講機(jī)，增加設(shè)備發(fā)射功率能有效提高通信距離。選擇正確的天線架設(shè)位置。天線的高度決定了信號覆蓋的范圍，在條件滿足的情況下應(yīng)盡量將天線架設(shè)到高處，同時(shí)也要考慮饋線的長度對功率損耗的影響，取最合適的長度[3]。

（3）采用數(shù)字中繼器進(jìn)行覆蓋模式。數(shù)字中繼器相當(dāng)于一個(gè)雙向放大器當(dāng)外部較弱信號輸入后，數(shù)字中繼器可以增強(qiáng)這個(gè)信號并轉(zhuǎn)發(fā)出去，如圖2所示。

圖2 數(shù)字中繼器覆蓋模式

5 結(jié)束語

隨著科技發(fā)展的不斷進(jìn)步，企業(yè)設(shè)備也在不斷更新，模擬無線對講設(shè)備已逐步被時(shí)代淘汰，通過在鋼鐵冶金企業(yè)中對數(shù)字設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用測試，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字設(shè)備與模擬設(shè)備的無縫過渡，在不增加原有頻率占用的前提條件下，增加了使用用戶數(shù)量，解決了頻率繁忙的問題。使用此系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)鋼鐵企業(yè)范圍內(nèi)通暢通信，且價(jià)格合理、維護(hù)簡單。時(shí)代在發(fā)展，企業(yè)也在逐步擴(kuò)大，此系統(tǒng)可以通過設(shè)置實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的接入，通過局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的連接，實(shí)現(xiàn)更大范圍的覆蓋[4]。

此外，可以應(yīng)用無線組網(wǎng)接駁技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無線模式組網(wǎng)，為將來無線對講聯(lián)網(wǎng)模型的建立提供參考依據(jù)。

[1]劉彤，蔣志偉. 淺析數(shù)字對講機(jī)未來發(fā)展[J]. 中國無線電，2012（8）：39-40．

[2]胡克狄. 數(shù)字無線通信技術(shù)的優(yōu)勢[J]. 鐵道通信信號，2012（5）：82-83．

[3]賽明順，王磊. 鋼鐵企業(yè)中數(shù)字無線對講系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J]. 鞍鋼技術(shù)，2016（6）：31-33．

[4]孫彬. 海上油田無線組網(wǎng)接駁系統(tǒng)的探討與應(yīng)用[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2014（11）：174．

Analysis on the Necessity of Upgrading the Analog Walkie-Talkie in a Steel Enterprise to a Digital Walkie-Talkie

Wang Lei

Beijing Shougang Automation Information Technology Co., Ltd., Telecom Dept., Beijing 100041

Analog walkie-talkies have been used for many years in iron and steel enterprises and have played an important role. However, digital technology has already begun to promote the revolution in mobile communications. It has become a general trend to upgrade analog walkie-talkies to digital walkie-talkies. Therefore, from the comparison and analysis of the principle and function of the two, and combined with the actual situation of the iron and steel enterprises to propose upgrading and reform programs, the paper talks about the necessity of upgrading the walkie-talkie into a digital walkie-talkie.

iron and steel enterprises; analog walkie-talkie; digital walkie-talkie

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