Lądowy mobilny system radiowy - Land mobile radio system
System ziemia radiowy (LMRS) to system person-to-person komunikacja głosowa składający się z dwukierunkowych radiowych nadawczo-odbiorczych (audio nadajnik i odbiornik w jednym urządzeniu), które mogą być stałe ( stacji bazowej jednostki), mobilne (zainstalowane w pojazdach ) lub przenośne (podręczne walkie-talkie ). Publiczne naziemne mobilne systemy radiowe są przeznaczone do użytku wyłącznie przez organizacje bezpieczeństwa publicznego , takie jak policja, straż pożarna i pogotowie ratunkowe oraz inne organizacje rządowe i wykorzystują specjalne częstotliwości zarezerwowane dla tych usług. Prywatne lądowe mobilne systemy radiowe są przeznaczone do prywatnego użytku komercyjnego przez firmy takie jak taksówki lub firmy kurierskie. Większość systemów działa w trybie półdupleksowym , w którym wiele radiotelefonów współdzieli jeden kanał radiowy, więc tylko jeden radiotelefon może nadawać w danym momencie. Transceiver jest normalnie w trybie odbioru, więc użytkownik może słyszeć inne radia na kanale; kiedy użytkownik chce rozmawiać, naciska przycisk „ naciśnij i mów” na swoim mikrofonie, który włącza jego nadajnik . Wykorzystują kanały w pasmach VHF lub UHF , a moc nadajnika jest zwykle ograniczona do około 5 watów, co daje im ograniczony zasięg, zwykle od 3 do 20 mil (4,8 do 32 km) w zależności od terenu, chociaż przemienniki są instalowane na wysokich budynkach, wzgórzach lub szczyty górskie można wykorzystać do zwiększenia obszaru zasięgu. Starsze systemy wykorzystują modulację AM lub FM , podczas gdy niektóre najnowsze systemy wykorzystują modulację cyfrową, umożliwiającą przesyłanie danych oraz dźwięku.
zastosowanie wojskowe
Lądowe mobilne systemy radiowe są szeroko stosowane przez wojsko. Oddzielne pasma w widmie radiowym są zarezerwowane do użytku wojskowego.
Użytek komercyjny
Wiele firm i branż na całym świecie używa LMR jako podstawowego środka komunikacji, zwłaszcza z lokalizacji stacjonarnej do użytkowników mobilnych (tj. z lokalizacji bazowej do floty telefonów komórkowych). Komercyjne radia LMR są zazwyczaj dostępne w pasmach częstotliwości VHF i UHF . 30-50 MHz (czasami nazywane „Low VHF Band” lub „Low Band”), 150-172 MHz (czasami nazywane „High VHF Band” lub „High Band”), 450-470 MHz „UHF”. Wiele większych obszarów zaludnionych ma dodatkowe częstotliwości UHF od 470 do 490 MHz i 490-512 MHz. Niskie pasmo ma większy zasięg, ale wymaga anten mobilnych o wysokości 2,7 metra. Pasma VHF działają dobrze w środowiskach zewnętrznych, nad zbiornikami wodnymi i w wielu innych zastosowaniach. Pasma UHF zazwyczaj lepiej sprawdzają się w środowiskach miejskich i przy przenikających przeszkodach, takich jak budynki. Dostępne są również częstotliwości z zakresu 800 i 900 MHz. Użytkownicy komercyjni, bezpieczeństwa publicznego i rządowi są zobowiązani do uzyskania licencji amerykańskiej Federalnej Komisji Łączności w Stanach Zjednoczonych i muszą przestrzegać prawa rządowego.
Zakłócenia w widmie
W listopadzie 2005 r. wiele automatycznych bram garażowych w Ottawie w prowincji Ontario w Kanadzie nagle przestało działać z powodu silnego sygnału radiowego, który wydawał się zakłócać działanie pilota, który je otwiera.
Latem 2004 roku operatorzy bram garażowych zauważyli podobne zjawiska wokół amerykańskich baz wojskowych . Silne sygnały radiowe w paśmie 390-megahercowym obezwładniły mechanizm otwierania drzwi garażowych. Jeden z techników porównał to do szeptu rywalizującego z krzykiem.
W celu zaspokojenia potrzeb związanych z obroną ojczyzny i przestrzegania zaleceń rządowych, zgodnie z którymi agencje efektywniej wykorzystują widmo elektromagnetyczne, Departament Obrony (DOD) wdraża nowe radiotelefony lądowe w instalacjach wojskowych w całym kraju. Nowe radiotelefony Land Mobile działają w tym samym zakresie częstotliwości – od 380 megaherców (MHz) do 399,9 MHz – co wiele nielicencjonowanych urządzeń do otwierania drzwi garażowych o małej mocy, które działają w tym zakresie od lat. Chociaż DOD jest autoryzowanym użytkownikiem tego zakresu widma od kilkudziesięciu lat, korzystanie przez nich z radiotelefonów stacjonarnych w zakresie od 380 MHz do 399,9 MHz jest stosunkowo nowe. Wraz z wprowadzeniem nowych radiotelefonów przez DOD i zwiększonym wykorzystaniem zakresu 380-399,9 MHz, niektórzy użytkownicy urządzeń do otwierania drzwi garażowych doświadczyli różnych poziomów niesprawności, które zostały przypisane zakłóceniom powodowanym przez nowe radiotelefony. Niemniej jednak, ponieważ otwieracze drzwi garażowych działają jako nielicencjonowane urządzenia, muszą akceptować wszelkie zakłócenia ze strony autoryzowanych użytkowników widma. Wymóg ten wynika z części 15 przepisów Federalnej Komisji Łączności (FCC). Mechanizmy otwierania drzwi garażowych i inne nielicencjonowane urządzenia są często określane jako „urządzenia z części 15”. Kongres zażądał od GAO przeglądu potencjalnych zakłóceń widma spowodowanych niedawnym wdrożeniem naziemnych radiotelefonów przenośnych przez DOD. W szczególności Kongres poprosił nas o (1) określenie zakresu problemu zakłóceń widma związanego z ostatnimi testami i użytkowaniem radiotelefonów przenośnych w obiektach wojskowych w Stanach Zjednoczonych, (2) dokonanie przeglądu wysiłków podejmowanych przez DOD podczas opracowywania jego lądowy mobilny system radiowy w celu identyfikacji i unikania zakłóceń widma oraz (3) określenia działań mających na celu rozwiązanie problemu.
— Raport Biura Odpowiedzialności Rządu GAO-06-172R
Wzmacniacze
Stacje mobilne i przenośne mają dość ograniczony zasięg, zwykle od trzech do dwudziestu mil (~5 do 32 km) w zależności od terenu. W celu zwiększenia zasięgu tych stacji można użyć repeaterów. Zazwyczaj umieszcza się je na wzgórzach i budynkach, aby zwiększyć zasięg.
Repeatery posiadają jeden lub więcej odbiorników oraz nadajnik z kontrolerem. Kontroler aktywuje repeater, gdy wykryje nośną na jednym ze swoich kanałów przychodzących, reprezentujących rozmawiającego użytkownika. Wzmacniacz odbiera sygnał radiowy, demoduluje go do sygnału audio, który jest filtrowany w celu usunięcia szumu i retransmituje go na drugim kanale, aby uniknąć zakłóceń z pierwszym sygnałem. Jest to odbierane przez drugie dwukierunkowe radio w rozszerzonym obszarze odsłuchowym przemiennika. Gdy drugi użytkownik odpowiada na drugim kanale, reprezentującym drugą połowę konwersacji półdupleksowej , jego sygnał jest odbierany przez wzmacniak i podobnie tłumaczony i retransmitowany na pierwszym kanale z powrotem do pierwszego użytkownika. Większość kontrolerów dekoduje również tony Continuous Tone-Coded Squelch System , który pozwala przemiennikowi aktywować się tylko wtedy, gdy stacja wysyła określony, zaprogramowany kod, uniemożliwiając nieautoryzowanym stacjom korzystanie z przemiennika. Dodatkowo, ponieważ przemienniki są umieszczone w wysokich lokalizacjach, zapobiega to również zakłócaniu odległych stacji na tej samej częstotliwości. Kod Morse'a lub zsyntetyzowany moduł głosowy może generować identyfikator stacji, aby zachować zgodność z przepisami dotyczącymi identyfikacji stacji; jest to najczęstsze w przypadku amatorskich przemienników radiowych , niektóre stacje LMR muszą również identyfikować się jako legalne w niektórych obszarach.
Większość stacji wraz z przemiennikami wykorzystuje dupleksery. Są to filtry wycinające zwykle w układzie sześciu, ośmiu, a czasem czterech jednostek. Oddzielają one od siebie sygnały nadajnika i odbiornika, dzięki czemu można wykorzystać jedną antenę i linię koncentryczną. Chociaż to rozwiązanie jest bardzo wydajne i łatwe w instalacji, czynniki takie jak wilgotność i temperatura mogą wpływać na wydajność duplekserów, dlatego w większości konfiguracji instalowana jest suszarka, aby utrzymać wilgoć z dala od duplekserów i kabla koncentrycznego, a także ogrzewać budynki, w których są one instalowane. są zainstalowane. Doskonałej jakości kabel koncentryczny, złącza i anteny muszą być również używane, ponieważ pojedyncza antena nie jest tak wybaczająca jak system podwójnej anteny, ponieważ wszelkie wycieki RF lub słabe połączenie mogą znacznie obniżyć niezawodność i wydajność wzmacniacza. W niektórych aplikacjach kable wychodzące z repeatera i dupleksera muszą być dostrojone, aby złagodzić te problemy.
W systemach z dwoma antenami są dwie anteny i dwa odcinki kabla koncentrycznego biegnące od nadajnika i odbiornika. Zazwyczaj do utrzymania izolacji obu systemów stosuje się potrójny ekran koncentryczny i/lub niskostratny Heliax. Zazwyczaj stosuje się dwa systemy antenowe, jeśli przestrzeń w wieży nie jest ograniczona lub gdy dostępna jest przestrzeń do zbudowania tablicy. Jedynym problemem w przypadku systemów z dwiema antenami jest izolowanie anten, aby odbiornik nie odbierał tego, co emituje nadajnik. Jeśli tak się stanie, tworzy pętlę, podobną do sprzężenia zwrotnego słyszanego, gdy mikrofon jest umieszczony w pobliżu głośnika. Kiedy tak się dzieje, przemiennik wzmacnia swój własny sygnał, dopóki nie zostanie wyłączony lub upłynie czas TOT (time out).
Aby rozwiązać ten problem, anteny muszą być umieszczone kilka długości fal od siebie w przeciwnych płaszczyznach pionowych. Na przykład, antena odbiorcza jest spolaryzowana pionowo, podczas gdy antena nadawcza jest umieszczona o jedną długość fali (lub więcej) poniżej anteny odbiorczej, ale obrócona o 180° w celu utrzymania polaryzacji pionowej. Anteny, które mają punkt zerowy bezpośrednio nad i pod nimi, są doskonałym wyborem, ponieważ inna antena może być umieszczona w strefie zerowej i nie ma na nią tak dużego wpływu. Anteny również muszą być spolaryzowane tak samo jak stacje próbujące uzyskać dostęp do przemiennika – zazwyczaj polaryzacja pionowa.