数传电台的技术及市场现状

数传电台的技术及市场现状

来源：《专业无线通信》作者：不详时间：2005-7-23 11:21:41

数传电台由于其安装使用相对便捷、运行及维护成本较低、可靠性及安全性较好、实时性强，因此其适用面十分广泛，几乎覆盖了国民经济各个领域中的遥控遥测系统。本文主要针对5W以上的、(223-235)MHz频段的专业数传电台的市场及技术状况进行简要的分析，并不涵盖小功率及微功率的数传模块。

数传电台是由超短波收、发射机及无线MODEM两部分组成的。从表面上看，数传电台与普通的话音电台相比只是多了一个MODEM而已，而实际情况并非如此简单，从技术要求而言，对数传电台有以下特别要求：

1、由于是工业应用产品，而且往往是在野外、强电磁干扰的恶劣环境中使用，因此对于其环境特性(如高温、低温、防潮、防尘等)，电磁兼容性等要求较高，一般要求达到工业级标准。

2、数据传输与话音通信最大的不同是，话音通信即使在信号不好、噪声较大的情况下，一般还可以听明白对方在说什么;而数据传输则是不能有一个比特的误码，否则就会一错全错。而且在某些遥控遥测系统中，一旦发生错误，往往会造成比较严重的后果。因此对于数传电台的各项技术指标，如环境特性、频率稳定度、抗干扰能力的要求也特别高。例如电科院制订的电力负荷终端的技术标准中要求数传电台的邻道选择性等抗干扰指标比国家标准高出5dB。另外，为了与各类MODEM很好匹配，数传电台的予加重、去加重等频响特性方面的指标也与普通话音电台很不一样，尤其是配FFSK、GMSK、CPFSK等制式的高速MODEM时，要求电台的频响特性较为平坦。

3、由于很多系统的测控点非常多，为了尽量缩短轮询周期，要求发射机的起动时间尽量的短，例如电科院要求小于30ms。而对于话音电台，这一项基本上不作特别要求。

4、由于很多野外应用场合往往没有交流电，数传电台需要依靠太阳能电池供电，因此要尽量减小电流消耗。首先守候电流要尽量的小，最好在100mA以下，而话音电台的守候电流动辄200mA以上;其次，发射电流消耗也要尽量小。减小发射电流除了省电外，另一个较大好处就是可以减少电台发热、从而缩小电台的体积，同时还可以降低对供电电源的负载能力的要求，减小电源的体积与成本，这对于用户缩小终端的体积、降低成本大有益处。因此，数传电台在电路及软件设计上应该考虑到严格控制功耗。

5、很多遥控遥测系统要求同时具有话音通信功能，因此数传电台最好能够做到数、话兼容，但数据传输应该可以优先，即在通话过程中如果需要发送数据，应该能做到强行切换到数据通信模式。

6、应该为用户保留更多的二次开发空间，因为不同的用户、不同的应用领域往往有其独特的技术要求。比如，电力用户由于使用的频点比较多，区域比较广泛，希望具有遥控改

变频率(或频道)、功率、静噪开启灵敏度等参数的功能，并提供场强信号;水利用户则要求在特定的时刻，比如下雨时或水位发生一定变化时，可以通过外部控制自动开、关电台的电源或唤醒处于“睡眠”状态的电台;还有一些用户不需要原配的MODEM而希望配自己开发的MODEM等等，这些都需要为用户在硬件及软件上提供二次开发的方便。

目前在国内的销售的数传电台中，全部符合以上要求的产品并不多见，大部分产品的普适性较差，往往只是应用于某几个特殊的领域，因此销售量不大、价格偏高。日精公司与蓝波电子公司合作开发的ND系列数传电台，由于前期经过充分的市场调查，因此在技术上做得比较细致全面，基本上可以满足各种遥控遥测系统的不同技术要求，加之价格也比较适中，因此在目前的数传电台市场中连续多年保持一枝独秀地位。作为参考，把ND系列数传电台的典型技术特点概括如下：

◆采用FET(场效应管)放大电路取代传统的晶体管放大电路，从而使电台的功耗更低、体积更小、灵敏度及抗干扰指标更高。例如日精ND250A数传电台守候电流仅为50mA(节电模式及睡眠模式功耗更低)，在10W功率输出时的发射电流只有1.6A;而一般的同类产品守候电流往往是几百mA，10W功率输出时的发射电流则达到2A以上。因此ND250A大大减小了自身的发热，降低了对电源负载能力的要求，而其体积也是进口同类产品中最小的，灵敏度则属于最高一类的，达到0.18μV。

◆采用工业级元件及温度补偿电路,频率稳定度优于±1.5PPM，工作温度范围达到(-40～+70)℃，适应严酷的工作环境。电磁兼容性也非常好，可以在各种复杂的电磁环境中游刃有余，完全达到工业级产品的标准。

◆数、话兼容，数据传输可设置为优先。

◆“长发”保护、电源逆接及过压保护、天线输入端浪涌保护等多项保护功能，确保电台及系统安全。

◆强大的软件功能，功率、频率、静噪开启灵敏度等主要参数可通过多种编程方法进行设置：既可电脑编程，直观方便;也可用手持式编程器进行编程,方便用户现场工作;还可以通过指令实现遥控编程。

◆电台的各种工作状态，如编程状态、数据收发状态、锁相环(PLL)“失锁”状态等都可以从面板上的指示灯显示出来，一目了然。

◆采用双VCO、双PLL设计，发射机起动时间小于20ms, 收发转换速度快。

◆适应性强，可内嵌FSK、FFSK、MSK、GMSK、CPFSK等不同类型的MODEM，从低速率到高速率，形成了一个完整的数传电台产品系列，最低速率为300bps，最高空中速率达

19.2Kbps。

◆ RS232、RS485、TTL多种通讯接口可以自行设置，无需进行接口转换。

◆内部预留多个二次开发接口，方便用户进行二次开发及产品升级换代。

◆所有产品之间能相互兼容、替换，用户选择的余地较大。

目前在市场上销售的数传电台型号很多，进口的、国产的不下几十个型号，在技术上也各有千秋，适合了不同的市场需求，很难进行严格的分类。如果简单地按数传速率来分类，可以分为低速、中速、高速三类产品。低速产品一般是指速率为300-1200bps的数传电台，2400-4800bps则可以认为是中速，而9600bps以上就可以认为是高速数传电台了。总之，由于受无线信道的带宽的限制，数传电台的传输速率无法与有线、宽带网络等相提并论，达到9600bps或19200bps以上就已经很不容易了，因此，称之为高速数传电台也并不为过。当然，需要指出的是，高速数传电台对信噪比的要求也更高，在发射功率、接收机灵敏度及其他通信条件一致的前提下，高速数传电台与中、低速产品相比，误码率可能会较高，通信距离则较近。另外高速数传电台成本一般比中、低速产品高出不少，因此用户在产品选型时应选择合适的速率即可，不要一味追求高速率，否则有可能欲速则不达，比如，低速率时传输能一次成功，而在高速时传输可能会由于误码要重发一次甚至更多次。

低速数传电台一般采用FSK调制解调器，早期的超短波数传电台基本上采用此类技术，而且目前低速数传电台在整个市场中所占的份额仍然在35%左右。这是因为，很大一部份的遥控遥测系统，尤其是水利防汛、自来水管网检测、环境监测及部分电力自动化等领域的中小型系统，传输的数据一般以状态量、模拟量为主，数据量并不大，而对传输的成功率、距离要求往往较高，因此低速数传电台是最佳选择。目前低速数传电台的生产商，国外的厂商主要以日本日精公司为主，国内厂商则十分众多，象深圳友迅达、泰达鑫、勤进、固迪及北京捷麦等至少有几十家，但规模普遍还不大，都有一些固定的老客户，因为新客户已经较少用低速率产品了。

中速数传电台一般采用MSK、FFSK调制解调方式，也是目前超短波数传电台市场中的主流产品，在整个市场中所占的份额在50%以上。中速数传电台的绝大部分市场集中于电力负荷监控系统及一些较大型的公用事业系统，如路灯监控、热网监测等，这些行业也是数传电台厂商的必争之地，目前的竞争已经到了白热化的程度。中速数传电台的生产商，国外的厂商还是以日本日精公司为主，国内厂商同样十分众多，情况与低速数传电台基本一致。

高速数传电台一般应用于GPS定位系统、非实时的静态图像传输系统及军队的战术指挥系统等，这些系统需要传输的数据量相对较大或对实时性的要求相对较高，因而传输速率要求在9600bps以上。高速数传电台在整个市场中所占的份额相对较小，在15%以下，但发展前景不错，目前部分地区的电力负荷监控系统等电力自动化系统也采用了高速数传电台，以应对系统容量的不断扩大。高速数传电台的上升趋势比较明显，如果能解决成本过高的问题，则在不远的将来可以与中速产品平分秋色。

需要着重指出的是，高速数传电台的技术背景相对于中、低速率产品而言就比较复杂了。就MODEM的制式而言，高速数传电台有GMSK、CPFSK、QPSK等多种调制解调方式，目前以DSP(数字信号处理器)为核心的、采用混合调制方式的软件MODEM也十分流行，其性能及功能甚至优于前面几种调制解调方式。当前生产高速数传电台国内外厂商为数不少，国外主要