為什麼要轉向使用數位式無線電系統? 新一代無線電頻譜間隔計劃

答案可能會讓你大吃一驚！多年來個人在國內外推廣與擔任數位式無線電系統設計和規劃顧問之經驗，以及在分享終端用戶(end customer)選擇切換到數位式無線電系統之原因時，讓我告訴你---其實什麼原因都沒有！很多終端用戶主要是因為: 廠商都在介紹數位式無線電系統，而且現在什麼東西都是數位式的。

那進一步問: 您知道數位式無線電系統有那些標準與技術?這些標準有何不同?在國內是否符合通信法規與頻譜規定?如何選擇?

答案是--- 幾乎所有終端用戶都回答不出來。

但個人則認為有五大理由用戶喜歡選擇數位式無線電系統。

如果你還沒有準備好，要轉向使用數位式無線電系統，你並不孤單！ 在美國，使用在政府與公共安全(Public Safety)之傳統與類比無線電系統將投入運作至少要等到2018年以後才可能逐漸淡出。

FCC(聯邦通信委员會)最初計劃在2013年將無線電頻譜間隔重新規劃(發放)由現行自行分割未經全部收容切換到12.5千赫(kHz)並計劃在2018年將所有無線電頻譜間隔進一步收容切換到6.25千赫(kHz) 以提供更多可用頻率以增加頻譜收益(License fee使用執照費)和進一步改善通訊干擾與品質並解決用戶任意分割頻譜之問題（指北美地區，日期尚待最後由FCC決定，若使用或自行分割未經FCC核准設計並核定之12.5/6.25千赫頻譜間隔是違法行為並可能產生無線電頻譜通訊干擾）。是故無任何聯邦政府規定或法令原因要轉向使用數位式無線電系統。但確實導致有些用戶群體(指美國地區)轉向使用12.5千赫(kHz)之數位式無線電系統，如大部分選擇使用P25 (TIA-102) 標準或DMR (ETSI TS-102 398，TS-102 361) 標準等之數位式無線電系統。只要在2013年1月1日起無線電系統操作頻譜間隔必須能夠工作在12.5千赫（窄頻帶）通道間距（目前的標準是25千赫）。 並沒有任何規定轉換為數位式無線電系統。 這意味著你可以使用傳統類比無線電系統(Analog技術)或數位式無線電系統（Digital技術）。

註1: 12.5千赫(kHz)無線電頻譜間隔意指發射端Transmit (Tx)使用12.5千赫(kHz) 頻寬、而接收端Receive (Rx) 使用該同樣頻譜頻寬接收，是為一個通道(Channel) ；FCC以該頻譜頻寬予以收取使用執照費(License fee) 。若用戶以該12.5千赫(kHz) 頻寬自行分割(以TDMA or FDMA方式)為兩個6.25千赫(kHz) 頻寬之通道，FCC將妖取兩個通道之使用執照費(License fee) 。

註2: FCC對「6.25千赫(kHz)設備」窄頻頻寬之定義，包括以下的無線電系統頻譜間隔方式：
  • 一個語音通路(one voice patch)或4800 bps數據通路設定在6.25 kHz頻譜間隔或

 • 二個語音通路(two voice patch)以TDMA/FDMA分割方式或9600 bps(或二個4800 bps)數據通路設定在12.5 kHz頻譜間隔或 

 • 四個語音通路(four voice patch)以TDMA/FDMA分割方式或19200 bps數據通路設定在25 kHz頻譜間隔

註3: 傳統類比無線電系統(Analog技術)仍可以在12.5 kHz頻譜間隔頻寬之通道運作。
註4:國內的NCC應該拿出公權力予以無線電頻譜發放與設備進口管制，並取經FCC重新規劃(發放) 12.5/6.25千赫(kHz)無線電頻譜間隔計劃，以免任由設備銷售商/進口商進口不符合現行12.5/25千赫(kHz) 頻譜規定法令之無線電設備充斥市場，且任由設備銷售商/進口商申請12.5/25千赫(kHz) 頻譜後再自行分割未經頻譜規定法令之12.5/6.25千赫頻譜間隔，任由產生無線電頻譜通訊干擾並損害到國家資源與頻譜收益。或對具備以TDMA/FDMA在12.5/25千赫(kHz)分割方式產生6.25千赫(kHz)頻譜間隔之無線電予以增加使用執照費(License fee)方式以增加頻譜收益

 實際上有些單位向FCC建議邁出大膽的一步直接從25千赫至6.25千赫以大大降低整體成本。目前FCC已將無線電頻譜間隔重新規劃問題提上議程正待最後決議，FCC並有三個新的關鍵規定與時間期限將影響現有持有使用執照許可證之用戶:

1. 所有現有持有使用執照許可證之用戶在2013年1月1日前须移轉無線電頻譜間隔到12.5千赫(kHz) ，以符合未來無線電頻譜間隔窄頻頻寬計劃。意即以一個語音通路(one voice patch)或9600 bps數據通路設定在12.5 kHz頻譜間隔或以二個語音通路(two voice patch)以TDMA/FDMA分割方式設定在12.5 kHz頻譜間隔。

2. 從2011年1月1日開始， FCC將不會接受頻譜通道間隔超過或大於12.5千赫(kHz) 之新的系統的任何申請。除非該無線電系統之技術符合上述第一點之規定。

3. 從2011年1月1日開始， FCC不會接受即有已營運使用之现有系统申請頻譜通道間隔超過或大於12.5千赫(kHz) 之新的使用執照或擴展經营。除非該無線電系統之技術符合上述第一點之規定。

 註1: 尚未知國內的NCC目前有無上述規定或計劃

 上述三點的主效應是意味著所有使用25 kHz之用戶，在2013年1月1日前，必须移轉無線電頻譜間隔到12.5千赫(kHz)或採用一個新的12.5 kHz無線電系統否則他們不能得到新執照。進而導致有些用戶(指美國地區)轉向使用12.5千赫(kHz)之數位式無線電系統。

順便說一句-我沒有忘記答應告訴你五大理由為什麼用戶喜歡選擇數位式無線電系統。

 第5個原因

技術優勢 -數位式無線電比類比無線電系統消耗更少的電流(電力消耗)。這意味著手持式無線電機(Portable terminal)電池充電後的運行時間更長。這導致充電之間的時間間隔較長，意味著更長的電池使用壽命。大多數數位式無線電使用高容量鋰離子電池電池，比舊鎳鎘或鎳甚至金屬氫化物電池更輕更小。低電流消耗意味著減少電池消耗，延長設備使用壽命(當固定站在緊急情況下使用電池備份時)。 

 第4個原因

高級功能 -有一些非常有益的選擇，可以很容易地納入了數位式無線電通信系統功能。原因是數位式無線電轉換的一切資料（包括語音）為數位式。這意味著它是相當容易的提供語音/數據整合應用(Voice/Data application) ，並可輕易提供最流行的簡訊功能(text messaging)和GPS衛星定位尋踪或尋找方向、車隊調度、或車輛跟踪等。

第3個原因

保密與隱私 - 數位式雙向無線電系統(Two-Way Radio system)或專業式數位雙向無線電系統(Professional two-way radio)和GSM/3G手機移動通信之不同在於GSM/3G手機移動通信專為一對一雙向通信，而雙向無線電是專為一到(對)多的通信。尢其是對一個大集團(Group)或多個用戶群組(User groups)的人需要互相溝通並進行小組或群組協調以及調度派遣(Dispatch)。 GSM/3G手機移動通信和類比無線電系統之缺點是私密性和通訊保密能力較缺乏(較弱)，尢其是在一個一對多的通信環境是較缺乏缺乏私密性。  類比無線電系統可以很容易地被公眾所監視或竊聽---數位式雙向無線電系統並非如此。更重要的是: 數位式無線電系統允許用戶群體，甚至個人，溝通彼此的隱私並予以加密，同時仍在可用於群組監視/聽小組或群組活動(still being available to monitor group activity)。這是一個巨大的好處！

 第2個原因

消除噪音--- 靜態噪音，嘶裂聲，時有時無之通信邊緣區噪音/吵雜音並不適用於數位式無線電系統通信。在類比無線電系統其信號電平隨距離而降低，噪音加劇直到脫離邊緣地區或得到另一個實際通訊信號通道才予以改善。您可以聽到傳輸，但它是難以提供通訊或理解內容的，因為噪音一直存在---但數位式無線電系統並非如此。如果你有收到信號---它一定是清晰且晶瑩剔透的，因為沒有噪音與嘶裂聲。有些人以為數位式系統聽起來就像是在談論比類比無線電系統傳輸更遠距離。其實並非如此，數位式系統只是在同樣的距離給你最大的通訊能力與較清晰之通話品質，聽起來很棒！ 

 第1個原因

消除干擾--- 一般我們已經習慣於接受的事實是: 干擾是無線電通信的一部份，從使用類比無線電系統以後，每個無線電機用戶例如行動車輛之車機(Mobile)用戶和一般個人手機(Portable)使用者已經習慣於接受通信干擾與雜訊的事實，通話時干擾其他用戶共用通道可能必須接受。雖然終端用戶已被告知，使用中的類比無線電系統已經添加了隱私選項(privacy options)，例如音頻編碼靜噪(tone coded squelch)和無線電數位編碼靜噪(digital coded squelch)，但我們仍然有干擾，除非我們改使用數位式無線電系統。當改成使用數位式無線電系統，我們仍然可以使用一個或多個類比通道與其他類比無線電系統用戶分享。在某些情況 ​​下，這可能是有利於在警察，消防和急救難單位共享一個共同的緊急情況下使用共通頻率類比通道。所不同的是，我們在數位式無線電系統可以部分或結合不同的用戶在同一個通道下避免過去所遭受的干擾。更好的是，我們可能可以更好地利用可用頻譜-真正的雙贏效益。

作為最後的結論和意見，我們應當可以指出，互操作性與其他用戶溝通和遵守強制性的政府頻譜法規固然重要，但真正的原因走向數位式無線電系統是如上所述。