钢铁企业模拟对讲机升级为数字对讲机的必要性分析

王磊

钢铁企业模拟对讲机升级为数字对讲机的必要性分析

王磊

北京首钢自动化信息技术有限公司电信事业部，北京 100041

模拟对讲机在钢铁企业中已使用多年，发挥了重要作用，但数字技术已开始推动移动通信变革，由模拟对讲机升级为数字对讲机已成为大势所趋。因此从两者原理、功能进行对比分析，结合钢铁企业的实际情况提出升级改造方案，浅谈模拟对讲机升级为数字对讲机的必要性。

钢铁企业；模拟对讲机；数字对讲机

模拟对讲机在钢铁企业中的使用时间悠久，但随着钢铁企业的迅速发展，企业面积逐渐扩大，厂房不断增加，导致模拟对讲机在使用过程中传输距离变短、通话质量下降、频谱使用效率低，已无法满足钢铁企业的需求，寻找一种能够无缝过渡的产品已迫在眉睫。随着数字通信技术的发展，数字对讲机应运而生。相较于模拟对讲机，数字对讲机存在诸多优点，如提高通话质量、提高频谱效率等。一套可靠的无线对讲系统在生产组织过程中起到了越来越重要的作用，是钢铁企业通信发展过程中不可或缺的重要组成部分。

1 钢铁企业的生产特点及对无线通信的要求

1.1 及时准确性

钢铁企业生产节奏紧凑，每个步骤衔接紧密，稍有失误将影响整个生产进程，所以要求尽量减少因通信所导致的时间滞后，保证消息在下达之后第一时间传达到相关人员，而且要保证信息的准确性。由于现场工作环境嘈杂，部分工作区域环境噪声可以达到70 dB，因此要求通信工具有较好的背景噪声抑制技术，使背景噪声不会被发射出去。

1.2 灵活机动性

钢铁企业的生产过程中，部分员工在生产现场进行流动作业时，因为作业场所不固定，所以要求通信工具具有便携性、耗电量低、能适应长时间连续作业的特点，也要求通信工具具有一定的防护性能，能适应复杂的作业环境。

2 模拟对讲机与数字对讲机的比较分析

模拟对讲机是将语音、信令、信号以连续波方式调制到对讲机载频上，并经过放大等优化处理的一种通信模式，而数字对讲机通过模数转换器将话筒的语音数字化，用内置数字信号处理器软件将信号进行编码处理，编码好的信号再被调制，数模转换器将已经调制好的信号模拟化并将其给射频发生器通过天线发射[1]。由于传输原理的不同，数字对讲机有以下一些特性（见表1）。

首先是射频频谱效率提高，模拟对讲机信道带宽是25 kHz，而数字对讲机的带宽为12.5 kHz或6.25 kHz，

表1 数字与模拟对讲机优缺点比较

使用数字对讲机能在一定程度上缓解频谱资源日益缺乏的情况，具有长远意义。其次是覆盖范围广，语音清晰，通话质量好。虽然数字对讲机也像模拟对讲机一样受射频物力学影响，信号强度呈指数式衰退，但数字纠错技术可以在更大区域内还原语音质量，几乎不存在失真现象如图1。最后是电池寿命延长。由于数字系统是把耗电的发射分成独立的2个时隙，与功率相同的模拟系统相比，每次发射只用一半的电池电量，因此数字对讲机的电池运行时间较模拟对讲机通常可以延长40%[2]。

图1 数字对讲与模拟对讲的性能对比

3 钢铁企业无线通信现状及升级方案

3.1 某钢铁企业无线通信现状

某钢铁企业无线通信主要由模拟对讲机组成，工作在403～420 MHz之间。近年来企业的不断扩大，导致频谱使用日渐紧张，经常出现频率占用、干扰等情况，已严重影响到了日常生产。但是由于模拟对讲机价格低廉且在企业中已经连续使用多年，因此企业无法一次性全部更换。部分岗位更换了中兴自主研发的GoTa集群通信系统。此系统集成了CDMA系统的优势，实现了有基站式数字通联，但是与原有模拟对讲系统无法相互联系，导致一次性投入大，无法大范围推广。

3.2 数字对讲机升级方案

某钢铁企业内大型厂房林立，且多数为钢结构厂房，对无线电信号的传递有较强的屏蔽影响。厂房内无线通信设备较多，容易形成频率干扰，加之厂区面积不断扩大，联系距离增加，模拟对讲机本身传输距离较近、抗干扰能力较差等弊端，导致部分对讲机无法正常通话。在这种情况下，升级为数字对讲机是一个较好的方案。

2009年12月12日工信部正式发布666号文件，规定我国对讲机模拟技术体制转换为数字体制的时间表，到2016年1月1日，模拟对讲机将完成向数字对讲机的过度。公司根据此文件的精神，从2016年起采购的对讲机都为数模两用对讲机，既起到了无缝过渡的作用，又达到了无线对讲系统向数字化升级改造的目的。原有模拟对讲机在损坏后更换为数字对讲机，逐步完成对讲系统的升级换代，一次性投入金额小且效果明显。

4 应用过程中的问题及解决办法

钢铁企业面积较大，即使更换为数字对讲机也无法满足全部覆盖的要求，在使用过程中远距离通信依然无法满足，可采取以下方法来解决。

（1）在信号覆盖不佳且不需要移动的位置使用大功率固定数字对讲机，替换原有小功率手持数字对讲机，增加设备发射功率能有效提高通信距离。选择正确的天线架设位置。天线的高度决定了信号覆盖的范围，在条件满足的情况下应尽量将天线架设到高处，同时也要考虑馈线的长度对功率损耗的影响，取最合适的长度[3]。

（3）采用数字中继器进行覆盖模式。数字中继器相当于一个双向放大器当外部较弱信号输入后，数字中继器可以增强这个信号并转发出去，如图2所示。

图2 数字中继器覆盖模式

5 结束语

随着科技发展的不断进步，企业设备也在不断更新，模拟无线对讲设备已逐步被时代淘汰，通过在钢铁冶金企业中对数字设备进行应用测试，实现了数字设备与模拟设备的无缝过渡，在不增加原有频率占用的前提条件下，增加了使用用户数量，解决了频率繁忙的问题。使用此系统可以实现钢铁企业范围内通畅通信，且价格合理、维护简单。时代在发展，企业也在逐步扩大，此系统可以通过设置实现互联网的接入，通过局域网、广域网的连接，实现更大范围的覆盖[4]。

此外，可以应用无线组网接驳技术，实现无线模式组网，为将来无线对讲联网模型的建立提供参考依据。

[1]刘彤，蒋志伟. 浅析数字对讲机未来发展[J]. 中国无线电，2012（8）：39-40．

[2]胡克狄. 数字无线通信技术的优势[J]. 铁道通信信号，2012（5）：82-83．

[3]赛明顺，王磊. 钢铁企业中数字无线对讲系统设计与应用[J]. 鞍钢技术，2016（6）：31-33．

[4]孙彬. 海上油田无线组网接驳系统的探讨与应用[J].军民两用技术与产品，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

TN929.54

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