Una radio bidirezionale è una radio che può fare sia trasmettere che ricevere un segnale (un ricetrasmettitore ), a differenza di un ricevitore di trasmissione che riceve solo il contenuto. Una radio a due vie (ricetrasmettitore) consente all’operatore di conversare con altre radio simili che funzionano sulla stessa frequenza radio (canale). Ricetrasmittenti sono disponibili in mobili , stazionario di base e configurazioni portatili palmari. Le radio portatili sono spesso chiamate walkie-talkie , handie-talkie o portatili.

I sistemi radio a due vie di solito funzionano in modalità half-duplex ; cioè, l’operatore può parlare o ascoltare, ma non allo stesso tempo. Un pulsante push-to-talk o Press To Transmit attiva il trasmettitore; quando viene rilasciato il ricevitore è attivo. Il full-duplex viene generalmente ottenuto dall’uso di due frequenze diverse o dai metodi di condivisione della frequenza per trasportare simultaneamente le due direzioni della conversazione. [1] I metodi per mitigare l’autointerferenza causata dalla trasmissione e ricezione simultanea a stessa frequenza includono l’uso di due antenne, [2] o filtri dinamici a stato solido. [3]

Storia

L’installazione di ricevitori e trasmettitori nella stessa posizione fissa consentiva lo scambio di messaggi in modalità wireless. Già nel 1907, il traffico telegrafico bidirezionale attraverso l’ Oceano Atlantico era commercialmente disponibile. Nel 1912, navi commerciali e militari trasportavano sia trasmettitori che ricevitori , consentendo comunicazioni bidirezionali quasi in tempo reale con una nave che era fuori dalla vista della terra.

La prima vera radio mobile a due vie fu sviluppata in Australia nel 1923 dal Senior Constable Frederick William Downie della polizia vittoriana. La polizia di Victoria è stata la prima al mondo a utilizzare la comunicazione wireless nelle auto, mettendo fine alle inefficienti relazioni sullo stato tramite cabine telefoniche pubbliche che erano state utilizzate fino a quel momento. I primi set occuparono l’intero sedile posteriore delle auto della Lancia . [4]

Man mano che le apparecchiature radio diventavano più potenti, compatte e più facili da usare, i veicoli più piccoli disponevano di apparecchiature di comunicazione radio bidirezionale. L’installazione di apparecchiature radio negli aeromobili ha permesso agli scout di riportare le osservazioni in tempo reale, senza richiedere al pilota di lasciare messaggi alle truppe sul terreno sottostante o di atterrare e fare un rapporto personale.

Nel 1933, il dipartimento di polizia di Bayonne, nel New Jersey , operò con successo un sistema a due vie tra una stazione centrale fissa e ricetrasmettitori radio installati in auto della polizia; questo ha permesso di dirigere rapidamente la risposta della polizia in caso di emergenza. [5] Durante la Seconda Guerra Mondiale i ricetrasmettitori radiofonici portatili sono stati ampiamente utilizzati dalle truppe aeree e di terra, sia dagli Alleati sia dall’Asse.

I primi schemi bidirezionali consentivano la trasmissione di una sola stazione alla volta, mentre altri ascoltavano, poiché tutti i segnali erano sulla stessa frequenza radio – questa era chiamata modalità “simplex”. Le operazioni di codice e voce richiedevano un semplice protocollo di comunicazione per consentire a tutte le stazioni di cooperare nell’utilizzo del singolo canale radio, in modo che le trasmissioni di una stazione non fossero oscurate da quelle di un’altra. Utilizzando ricevitori e trasmettitori sintonizzati su frequenze diverse e risolvendo i problemi introdotti dal funzionamento di un ricevitore immediatamente accanto a un trasmettitore, era possibile la trasmissione e la ricezione simultanee a ciascuna estremità di un collegamento radio, nella cosiddetta modalità ” full duplex “.

I primi sistemi radio non potevano trasmettere la voce. Ciò ha richiesto la formazione degli operatori in uso del codice Morse . A bordo di una nave, gli ufficiali radiotelevisivi (a volte abbreviati in “ufficiali radiofonici”) in genere non avevano altri compiti che gestire i messaggi radio. Quando è diventato possibile la trasmissione vocale, gli operatori dedicati non erano più necessari e l’uso della radio a due vie è diventato più comune. Le odierne apparecchiature radio mobili a due vie sono quasi altrettanto semplici da utilizzare come telefoni domestici, dal punto di vista del personale operativo, rendendo così le comunicazioni bidirezionali uno strumento utile in un’ampia gamma di ruoli personali, commerciali e militari.

Tipi

I sistemi radio a due vie possono essere classificati in diversi modi a seconda dei loro attributi.

Convenzionale contro trunked

Convenzionale

Le radio convenzionali operano su canali RF fissi. Nel caso di radio con più canali, operano su un canale alla volta. Il canale corretto è selezionato da un utente. L’utente utilizza un selettore di canale (dial o pulsanti) sul pannello di controllo della radio per selezionare il canale appropriato.

Nei sistemi multi-canale, i canali vengono utilizzati per scopi separati. [6] Un canale può essere riservato per una funzione specifica o per un’area geografica. In un sistema di canali funzionale, un canale può consentire agli equipaggi delle riparazioni stradali della città di Springfield di parlare con l’ufficio di manutenzione della città di Springfield. Un secondo canale può consentire agli equipaggi delle riparazioni stradali di comunicare con gli equipaggi del dipartimento delle autostrade statali. In un sistema geografico, una compagnia di taxi può utilizzare un canale per comunicare nell’area di Boston, nel Massachusetts e in un secondo canale quando i taxi si trovano a Providence, nel Rhode Island. Nelle operazioni radio marine, un canale viene utilizzato come canale di emergenza e di chiamata, in modo che le stazioni possano entrare in contatto prima di passare a un canale di lavoro separato per la comunicazione continua.

Motorola utilizza la modalità termine per riferirsi ai canali su alcuni modelli convenzionali di radio a due vie. In questo uso, una modalità è composta da un canale a radiofrequenza e tutte le opzioni dipendenti dal canale, come chiamate selettive, scansione dei canali, livello di potenza e altro.

Scansione nelle radio convenzionali

Alcune radio convenzionali scandiscono più di un canale. Cioè, il ricevitore cerca più di un canale per una trasmissione valida. Una trasmissione valida può essere un canale radio con qualsiasi segnale o una combinazione di un canale radio con uno specifico codice CTCSS ( Continuous Tone-Coded Squelch System ) (o chiamata selettiva ).

Esiste un’ampia varietà di configurazioni di scansione che variano da un sistema all’altro. Alcune radio dispongono di funzioni di scansione che ricevono il canale primario selezionato a pieno volume e altri canali in un elenco di scansione a volume ridotto. Ciò aiuta l’utente a distinguere tra il canale principale e gli altri senza guardare il pannello di controllo della radio. Una panoramica:

  • Una funzione di scansione può essere definita e preimpostata: in modalità di scansione, viene scandita una serie predeterminata di canali. I canali non sono modificabili dall’utente radio.
  • Alcune radio consentono un’opzione per la scansione selezionata dall’utente: ciò consente il blocco dei canali preselezionati o l’aggiunta di canali a un elenco di scansione da parte dell’operatore. La radio può tornare a un elenco di scansione predefinito ogni volta che viene spenta o può memorizzare in modo permanente le modifiche più recenti. Nelle radio professionali, le funzioni di scansione sono programmabili e hanno molte opzioni. Le funzioni di scansione possono influire sulla latenza del sistema. Se la radio ha una lista di scansione di venti canali e alcuni canali hanno CTCSS, possono essere necessari alcuni secondi per cercare l’intera lista. La radio deve arrestarsi su ciascun canale con un segnale e controllare un CTCSS valido prima di riprendere la scansione. Questo può causare messaggi persi.

Per questo motivo, le funzioni di scansione non vengono utilizzate o gli elenchi di scansione vengono intenzionalmente trattenuti nelle applicazioni di emergenza. Parte del Progetto APCO 16 stabilisce gli standard per i tempi di accesso al canale e i ritardi causati dal sovraccarico del sistema. Le funzioni di scansione possono ulteriormente aumentare questi ritardi. Uno studio ha detto che i ritardi superiori a 0,4 secondi (400 millisecondi) nei servizi di emergenza non sono raccomandati. [7] Nessun ritardo da parte dell’utente per parlare fino a quando la voce dell’utente viene ascoltata negli altoparlanti della radio è un ideale irraggiungibile.

Talk-back su scansione

Alcune radio convenzionali usano o hanno un’opzione per una funzione di talk-back-on-scan. Se l’utente trasmette quando la radio è in una modalità di scansione, potrebbe trasmettere sull’ultimo canale ricevuto anziché sul canale selezionato. Ciò potrebbe consentire agli utenti di radio multicanale di rispondere all’ultimo messaggio senza guardare la radio per vedere su quale canale era attivo. Senza questa funzione, l’utente dovrebbe utilizzare il selettore di canale per passare al canale in cui si è verificato l’ultimo messaggio. (Questa opzione può causare confusione e gli utenti devono essere addestrati per comprendere questa funzionalità.)

Questa è una lista incompleta di alcuni tipi di radio convenzionali:

  • Radio di sicurezza pubblica e commerciale
  • Radio VHF marina
  • Family Radio Service (a volte indicato con la sigla FRS)
  • UNICOM
  • Radio amatoriale

Trunked

Articolo principale: Sistema radio trunking

In un sistema radio trunked, la logica di sistema seleziona automaticamente il canale di frequenza radio fisica . Esiste un protocollo che definisce una relazione tra le radio e il backbone radio che li supporta. Il protocollo consente l’assegnazione automatica dei canali.

I sistemi digitali trunked possono condurre conversazioni simultanee su un canale fisico. Nel caso di un sistema di radiocomunicazione digitale, il sistema gestisce anche intervalli di tempo su un singolo canale fisico. La funzione di trasportare conversazioni simultanee su un singolo canale è chiamata multiplexing .

Al posto dei canali, le radio sono collegate da gruppi che possono essere chiamati, gruppi, gruppi di discussione o divisi in una gerarchia come flotta e sottoflea o flotta secondaria della flotta dell’agenzia. Questi possono essere pensati come canali virtuali che appaiono e scompaiono quando avvengono le conversazioni.

I sistemi stabiliscono le modalità per l’handshaking e le connessioni tra radio con uno di questi due metodi:

  • Un computer assegna i canali su un canale di controllo dedicato . Il canale di controllo invia un flusso di dati continuo. Tutte le radio nel sistema monitorano il flusso di dati fino a quando non viene comandato dal computer di partecipare a una conversazione su un canale assegnato.
  • L’elettronica incorporata in ciascuna radio comunica utilizzando un protocollo di toni o dati per stabilire una conversazione (basata su scansione).

Se tutti i canali fisici sono occupati, alcuni sistemi includono un protocollo per accodare o impilare le richieste in sospeso fino a quando un canale diventa disponibile.

Alcune radio trunked analizzano più di un gruppo di conversazione o una sottoflea di flotta dell’agenzia.

Indizi visivi che una radio può essere trunked includono 1) mancanza di una manopola o regolazione dello squelch, 2) nessun pulsante o interruttore del monitor e 3) un chirp (reso famoso da Nextel) che mostra che il canale è disponibile e pronto al momento della spinta -a-parlare è premuto.

Questo è un elenco incompleto di alcuni tipi di radio trunking:

  • TETRA
  • Logica Trunked Radio (abbreviato LTR)
  • SmartZone e SmartNet
  • EDACS

Canali simplex versus duplex

Simplex

I sistemi di canali simplex utilizzano un singolo canale per la trasmissione e la ricezione. Questo è tipico del velivolo VHF AM, della banda cittadina e delle radio marine. I sistemi simplex sono spesso sistemi legacy che esistono dal 1930. L’architettura consente alle vecchie radio di lavorare con quelle nuove in una singola rete. Nel caso di tutte le navi in ​​tutto il mondo o di tutti gli aeromobili di tutto il mondo, il numero elevato di radio installate (la base installata ) può richiedere decenni per essere aggiornato. I sistemi simplex utilizzano spesso architetture aperte che consentono a qualsiasi standard di riunione radio di essere compatibili con l’intero sistema.

  • Vantaggio: come la più semplice configurazione di sistema, vi è affidabilità poiché sono necessarie solo due radio per stabilire la comunicazione tra di esse, senza alcuna altra infrastruttura.
  • Svantaggi: la configurazione simplex offre la comunicazione sulla distanza o distanza più breve poiché le unità mobili devono essere in una gamma effettiva l’una dell’altra. La larghezza di banda del canale disponibile limita il numero di conversazioni simultanee, poiché il tempo di volo “morto” non può essere facilmente utilizzato per ulteriori comunicazioni.

Duplex

I sistemi di canali duplex trasmettono e ricevono su canali discreti diversi. Definisce sistemi in cui l’apparecchiatura non può comunicare senza alcune infrastrutture come un ripetitore , una stazione base o una base talk-through. Il più comune negli Stati Uniti è una configurazione ripetitore in cui una stazione base è configurata per ritrasmettere simultaneamente l’audio ricevuto dalle unità mobili. Ciò rende i cellulari, o palmari, in grado di comunicare tra loro ovunque all’interno del raggio di ricezione della stazione base o del ripetitore. Tipicamente la base o ripetitore ha un’antenna alta e una potenza elevata, che consente una gamma molto più ampia, rispetto a un veicolo terrestre o un ricetrasmettitore portatile.

I sistemi duplex possono essere suddivisi in due tipi. Il termine half-duplex si riferisce ai sistemi in cui è necessario l’uso di un interruttore push-to-talk per comunicare. Full duplex si riferisce a sistemi come i telefoni cellulari con la capacità di ricevere e trasmettere simultaneamente. I ripetitori sono per natura full duplex, la maggior parte dei cellulari e quasi tutti i palmari sono half duplex.

  • Vantaggio: i canali duplex di solito consentono il funzionamento del ripetitore che estende la portata (nella maggior parte dei casi a causa della maggiore potenza di trasmissione e della migliore posizione / altezza aerea), in particolare laddove sono utilizzate le radio portatili.
  • Svantaggio: se una radio non riesce a raggiungere il ripetitore, non può comunicare.

Hybrid simplex / duplex

Alcuni sistemi utilizzano un mix dei due in cui le radio utilizzano il duplex come impostazione predefinita, ma possono comunicare in modalità simplex sul canale della stazione base se fuori range. [8] Negli Stati Uniti, la capacità di parlare simplex su un canale duplex con un ripetitore viene talvolta chiamata talk-around, direct o car-to-car.

Push-to-Talk (PTT)

Nelle radio a due vie con auricolari, un pulsante push-to-talk può essere incluso in un cavo o in una scatola di elettronica wireless agganciata agli indumenti dell’utente. Nei camion dei pompieri o in un’ambulanza può essere presente un pulsante in cui l’auricolare con cavo si inserisce nel cablaggio della radio. Generalmente gli aeromobili dispongono di auricolari con filo e un pulsante push-to-talk separato sul castello di controllo o sulla levetta di comando. Le console di spedizione spesso dispongono di pulsanti push-to-talk azionati a mano insieme a un interruttore a pedale oa un pedale. Se le mani del dispatcher sono sulla tastiera di un computer, l’utente può salire sul pedale per trasmettere. Alcuni sistemi sono disattivati ​​in modo che il dispatcher possa essere in una chiamata telefonica e il chiamante non può ascoltare ciò che viene detto tramite la radio. Il microfono dell’auricolare si silenzia se trasmette. Questo allevia il dispatcher di spiegare ogni messaggio radio a un chiamante.

In alcune circostanze, la trasmissione vocale (VOX) viene utilizzata al posto di un pulsante push-to-talk. Gli usi possibili sono utenti disabili che non possono premere un pulsante, radioamatori, pompieri, operatori di gru o altri che svolgono compiti critici in cui le mani devono essere libere, ma la comunicazione è ancora necessaria.

Analogico contro digitale

Un esempio di radio analogica sono le radio aeronautiche AM utilizzate per comunicare con le torri di controllo e i controllori del traffico aereo. Un altro è un walkie-talkie di Family Radio Service. Le apparecchiature analogiche sono meno complesse del più semplice digitale.

  • Vantaggio: in apparecchiature di alta qualità, una migliore capacità di comunicazione nei casi in cui un segnale ricevuto è debole o rumoroso.
  • Svantaggio: su ogni canale può verificarsi una sola conversazione alla volta.

Esempi di tecnologie di comunicazione digitale sono tutti i telefoni cellulari moderni più TETRA considerato il miglior standard nella radio digitale e l’infrastruttura di base per intere reti nazionali, inclusi produttori come DAMM, Rohill, Cassidian, Sepura e altri, APCO Project 25 , un standard per le radio digitali di pubblica sicurezza, e, infine, altri sistemi come di Motorola MotoTRBO, di HQT DMR , Nextel iDEN , di Hytera DMR , di EMC DMR , e NXDNrealizzato da Icom IDAS come e da Kenwood come NEXEDGE. Solo NXDN e Mototrbo sono DMR proprietari è uno standard aperto ETSI.

  • Vantaggio: sono possibili più percorsi di comunicazione simultanei e informazioni come ID unità, pulsanti di stato o messaggi di testo possono essere incorporati in un singolo canale radio digitale. Lo standard di interoperabilità di TETRA significa che qualsiasi radio TETRA di marca può funzionare con qualsiasi infrastruttura TETRA di marca, non bloccando l’utente in sistemi costosi e proprietari.
  • Svantaggio: le radio devono essere progettate secondo lo stesso standard compatibile, le radio possono diventare obsolete rapidamente (sebbene ciò sia mitigato da standard di interoperabilità correttamente implementati come quelli stabiliti da ETSI per TETRA), costano di più per l’acquisto e sono più complicate.

Dati via radio bidirezionale

In alcuni casi, la radio bidirezionale viene utilizzata per comunicare dati analogici o digitali. I sistemi possono essere simplex o duplex e possono utilizzare funzionalità di chiamata selettiva come CTCSS . Nei sistemi full-duplex, i dati possono essere inviati in tempo reale tra due punti. In simplex o half-duplex, i dati possono essere inviati con un intervallo di tempo tra molti punti.

Alcuni sistemi digitali a due vie portano sia audio che dati su un singolo flusso di dati. I sistemi di questo tipo includono NXDN e APCO Project 25 . Altri sistemi più avanzati conformi allo standard TETRA sono in grado di unire le fasce orarie per migliorare la larghezza di banda dei dati, consentendo l’utilizzo avanzato di dati e applicazioni di telemetria via radio. Il metodo di codifica e decodifica del flusso audio è chiamato codec , come la famiglia AMBE o la famiglia di codec ACELP .

Dopo il mercato, i dispositivi di localizzazione GPS e di messaggistica mobile possono essere interfacciati con i più diffusi modelli di radio a due vie che offrono una vasta gamma di funzioni.

Analogico

I sistemi analogici possono comunicare una singola condizione, come il livello dell’acqua in un serbatoio di bestiame. Un trasmettitore nel sito del serbatoio invia continuamente un segnale con un tono audio costante. Il tono cambierebbe di tono per indicare il livello dell’acqua del serbatoio. Un metro all’estremità remota varierebbe, corrispondente al tono, per indicare la quantità di acqua presente nel serbatoio del bestiame. Metodi simili possono essere usati per telemettere qualsiasi condizione analogica. Questo tipo di sistema radio ha uno scopo equivalente a un ciclo da quattro a venti milliampere . [9] Negli Stati Uniti, i canali interstiziali mid-band 72-76 MHz o UHF 450-470 MHz vengono spesso utilizzati per questi sistemi. Alcuni sistemi di telemetria multiplex di diverse condizioni analogiche, limitando ciascuno ad un intervallo separato di toni, ad esempio. [10]

Digitale

I sistemi digitali possono comunicare messaggi di testo dalla spedizione assistita dal computer (CAD). Ad esempio, un display su un carro attrezzi può fornire una posizione testuale per una chiamata e qualsiasi dettaglio correlato. Il conducente del carro attrezzi può premere un pulsante di conferma , inviando i dati nella direzione opposta e segnalando la chiamata ricevuta dal conducente. Possono essere utilizzati per sistemi di telemetria analogici, come i livelli del serbatoio di bestiame, come descritto sopra. Un’altra possibilità è la pressione dell’olio lubrificante in un motore bus di transito, o la velocità attuale del bus. Le condizioni analogiche sono tradotte in parole di dati. Alcuni sistemi inviano messaggi di radio cercapersone che possono 1) emettere un segnale acustico su un ricevitore cercapersone, 2) inviare un messaggio numerico o 3) inviare un messaggio di testo. [11]

I sistemi digitali utilizzano tipicamente velocità di trasmissione dati tra 1,200-19,200 kilobit al secondo e possono impiegare schemi di modulazione come la modifica dello spostamento di frequenza, la codifica dello spostamento dell’audio in frequenza o il trascinamento in quadratura per codificare i caratteri. Le moderne attrezzature hanno le stesse capacità di trasportare i dati che si trovano nel protocollo Internet. Lavorando all’interno dei vincoli del protocollo del sistema, praticamente tutto può essere inviato o ricevuto.

Progettato rispetto a non progettato

I sistemi ingegnerizzati sono progettati per funzionare in prossimità di specifiche o standard. Sono progettati come sistemi con tutte le apparecchiature abbinate per funzionare insieme. Ad esempio, un moderno sistema radio a due vie del governo locale negli Stati Uniti può essere progettato per fornire una copertura dell’area del 95% in un’area urbana. I progettisti di sistemi utilizzano modelli di radiofrequenza, modelli del terreno e software di modellizzazione della propagazione del segnale nel tentativo di valutare con precisione dove opereranno le radio all’interno di un’area geografica definita. I modelli aiutano i progettisti a scegliere attrezzature, posizioni delle apparecchiature, antennee stimare quanto bene i segnali penetreranno negli edifici. Questi modelli verranno sottoposti a backup mediante test dell’unità e misurazioni del livello del segnale sul campo. I progettisti regolano i modelli di antenna, aggiungono o spostano i siti delle apparecchiature e progettano le reti di antenne in modo tale da raggiungere il livello previsto di prestazioni. [12]

Alcuni sistemi non sono progettati. I sistemi legacy sono sistemi esistenti che non sono mai stati progettati per soddisfare un obiettivo di prestazioni del sistema. Potrebbero essere iniziati con una stazione base e un gruppo di radio mobili. In un periodo di anni, hanno attrezzature aggiunte in uno stile di blocco. I sistemi legacy possono funzionare adeguatamente anche se non erano progettati professionalmente come un sistema coerente. Un utente può acquistare e localizzare una stazione base con l’aspettativa che sistemi simili utilizzati in passato funzionino in modo accettabile. Un dipartimento di strade urbane può avere un sistema che funziona in modo accettabile, quindi il Dipartimento Parchi può costruire un nuovo sistema simile e trovarlo ugualmente utilizzabile. I sistemi General Mobile Radio Service di solito non sono progettati.

Opzioni, duty cycle e configurazione

Le radio bidirezionali mobili terrestri del 1940 avevano spesso un canale ed erano portatori di squelch. Poiché le radio erano costose e c’erano meno utenti radio, è possibile che nessun altro nelle vicinanze usasse lo stesso canale. Un cristallo di trasmissione e ricezione doveva essere ordinato per la frequenza del canale desiderata, quindi la radio doveva essere sintonizzata o allineata per funzionare sul canale. Le radio a 12 volt mobili, di tipo tubo, hanno assorbito diversi ampere in standby e decine di ampere durante la trasmissione. Le attrezzature funzionavano idealmente quando nuove. Le prestazioni delle valvole a vuoto si sono gradualmente deteriorate nel tempo. Le normative statunitensi richiedevano una spia indicante che il trasmettitore era alimentato ed era pronto per la trasmissione e un secondo indicatore (di solito rosso) che mostrava che il trasmettitore era acceso. Nelle radio con opzioni, sono stati utilizzati ponticelli e componenti discreti per selezionare le opzioni. Per modificare un’impostazione, il tecnico ha saldato un cavo di collegamento opzionale, quindi ha apportato le modifiche corrispondenti.

Molti dispositivi mobili e palmari hanno un ciclo di lavoro limitato. Duty Cycle è il rapporto tra tempo di ascolto e tempo di trasmissione ed è generalmente dipendente dal modo in cui il trasmettitore può liberare il calore dal dissipatore di calore sul retro della radio. Un ciclo di lavoro del 10% (comune sui palmari) si traduce in 10 secondi di tempo di trasmissione a 90 secondi di tempo di ricezione. Alcune apparecchiature mobili e di base sono specificate a diversi livelli di potenza, ad esempio il ciclo di lavoro del 100% a 25 watt e il 15% a 40 watt. [13]

La tendenza è verso una crescente complessità. Le moderne radio portatili e mobili possono avere una capacità fino a 255 canali. La maggior parte viene sintetizzata: l’elettronica interna nelle radio moderne opera su una gamma di frequenze senza regolazioni di sintonizzazione. I modelli di fascia alta possono avere diverse centinaia di impostazioni opzionali e richiedono un computer e un software da configurare. A volte, i comandi sulla radio sono definiti come programmabili. Modificando le impostazioni di configurazione, un progettista del sistema potrebbe scegliere di impostare un pulsante sul pannello di controllo della radio per funzionare come:

  • attiva o disattiva la scansione,
  • avvisare un’altra radio mobile, (chiamata selettiva),
  • accendere un altoparlante esterno, o
  • selezionare le posizioni dei ripetitori.

Nella maggior parte delle radio moderne queste impostazioni vengono eseguite con un software specializzato (fornito dal produttore) e una connessione a un computer portatile.

Le radio basate su microprocessore possono assorbire meno di 0,2 ampere in standby e fino a decine di ampere su trasmettitori ad alta potenza da 100 watt.

Stazioni base, ripetitori e radio mobili di alta qualità hanno spesso specifiche che includono un ciclo di lavoro . Un ripetitore dovrebbe sempre essere un servizio continuo. Ciò significa che la radio è progettata per trasmettere in una trasmissione continua senza surriscaldamento del trasmettitore e conseguente guasto. I palmari sono a servizio intermittente, le radio mobili e le radio delle stazioni di base sono disponibili in configurazioni di servizio normale o continuo. Il servizio continuo è preferito nelle apparecchiature di emergenza mobili perché, ad esempio, una di una intera flotta di ambulanze potrebbe essere utilizzata come postazione di comando in un incidente grave. Sfortunatamente i budget si intromettono spesso e vengono acquistate le radio di servizio intermittenti.

Il ritardo temporale è sempre associato ai sistemi radio, ma è evidente nelle comunicazioni spaziali. La NASA comunica regolarmente con veicoli spaziali esplorativi in ​​cui un tempo di messaggio di andata e ritorno viene misurato in ore (come nel passato passato Giove ). Per il programma Apollo e lo Space Shuttle , i toni Quindar sono stati utilizzati per trasmettere il controllo PTT.

Life of equipment

Sebbene il termine di vita generale per la radio bidirezionale sia da 5 a 7 anni e da 1 a 2 anni per i suoi accessori, tuttavia l’uso, l’atmosfera e l’ambiente giocano un ruolo importante nel decidere il suo termine di vita (le radio vengono spesso impiegate in ambienti difficili dove più apparecchiature di comunicazione fragili come telefoni e tablet potrebbero non funzionare). Ci sono così tante speculazioni sul termine di vita delle radio bidirezionali e dei loro accessori, ad esempio batterie, caricabatterie, cuffie, ecc.

Nei sistemi governativi, le attrezzature possono essere sostituite in base al budget anziché a qualsiasi piano o durata di servizio prevista. I finanziamenti nelle agenzie governative possono essere ciclici o sporadici. I manager possono sostituire i sistemi informatici, i veicoli, i costi di computer e di supporto del veicolo, ignorando le apparecchiature radio a due vie. L’attrezzatura può rimanere in uso anche se i costi di manutenzione sono irragionevoli se visti dal punto di vista dell’efficienza. [14]

Diversi elementi del sistema avranno diverse durate di servizio. Questi possono essere influenzati da chi usa l’attrezzatura. Un individuo contattato presso un’agenzia governativa della contea ha affermato che le apparecchiature utilizzate dai servizi di 24 ore si consumano molto più rapidamente delle apparecchiature utilizzate da coloro che lavorano in posizioni con personale otto ore al giorno.

Un documento dice che “sette anni” va oltre la durata prevista dei walkie-talkie nel servizio di polizia. Le batterie sono citate come bisognose di sostituzione più spesso. Le console di spedizione di dodici anni citate nello stesso documento sono state identificate come utilizzabili. Questi sono stati confrontati con le console problematiche di 21 anni utilizzate altrove nello stesso sistema. [15]

Un’altra fonte dice che le apparecchiature di backbone di sistema come console e stazioni base dovrebbero avere una vita di quindici anni. Le radio mobili dovrebbero durare dieci anni. I walkie talkie di solito durano le otto. [16] In un documento dello Stato della California, il Dipartimento dei servizi generali riferisce che la durata prevista per una console di comunicazione utilizzata nel Dipartimento di silvicoltura e protezione antincendio è di 10 anni. [17]

Frequenze radio bidirezionali

Le radio a due vie possono funzionare su molte frequenze diverse e queste frequenze vengono assegnate in modo diverso nei diversi paesi. In genere vengono utilizzate operazioni canalizzate, in modo che gli operatori non debbano sintonizzare le apparecchiature su una particolare frequenza, ma invece possono utilizzare una o più frequenze preselezionate, facilmente selezionabili da un selettore, un pulsante o altri mezzi. Ad esempio, negli Stati Uniti esiste un blocco di 5 canali (frequenze radio preselezionate) assegnati al sistema radio a uso multiplo . Un diverso blocco di 22 canali viene assegnato, collettivamente, al servizio radio mobile generale e al servizio di radio della famiglia . Il servizio radio bandistico cittadino (“” CB “”) ha 40 canali.

In un sistema analogico convenzionale, (il tipo più semplice di sistema) una frequenza o un canale funge da mezzo fisico o collegamento che trasporta informazioni trasmesse. Le prestazioni di un sistema radio dipendono in parte dalle caratteristiche della banda di frequenza utilizzata. La selezione di una frequenza per un sistema radio a due vie è influenzata, in parte, da: [18]

  • licenze e regolamenti governativi.
  • congestione locale o disponibilità di frequenze.
  • terreno, dal momento che i segnali radio viaggiano in modo diverso nelle foreste e nelle aree urbane.
  • la presenza di rumore, interferenze o intermodulazione.
  • interferenza delle onde del cielo sotto 50-60 MHz e flessione troposferica a VHF .
  • negli Stati Uniti, alcune frequenze richiedono l’approvazione di un comitato di coordinamento della frequenza.

Un numero di canale è solo una notazione abbreviata per una frequenza. È, ad esempio, più facile ricordare “Canale 1” piuttosto che ricordare “26.965 MHz” (US CB Channel 1) o “462.5625 MHz” (FRS / GMRS canale 1) o “156.05 MHz” (Canale marino 1). È necessario identificare quale servizio radio è in discussione quando si specifica una frequenza tramite il suo numero di canale. Organizzazioni come le centrali elettriche o i dipartimenti di polizia possono avere diverse frequenze assegnate in uso con numeri di canale assegnati in modo arbitrario. Ad esempio, il “Canale 1” di un dipartimento di polizia potrebbe essere noto a un altro dipartimento come “Canale 3” o potrebbe non essere nemmeno disponibile.

Ogni paese assegna frequenze radio a diversi servizi a due vie, in conformità con gli accordi internazionali. Negli Stati Uniti, alcuni esempi di servizi a due vie sono: radio per banda di cittadini , Family Radio Service (FRS), General Mobile Radio Service (GMRS), Multi-Use Radio Service (MURS), Business Radio Service (BRS), e PMR446 .

Gli operatori radioamatori utilizzano quasi sempre frequenze piuttosto che numeri di canale, poiché in questo contesto non esiste alcun requisito normativo o operativo per i canali fissi. Anche le apparecchiature radio amatoriali avranno caratteristiche di “memoria” per consentire di impostare rapidamente il trasmettitore e il ricevitore sulle frequenze preferite.

UHF contro VHF

I più comuni sistemi radio a due vie operano nelle parti VHF e UHF dello spettro radio . Poiché questa parte dello spettro è pesantemente utilizzata per le trasmissioni e molteplici usi concorrenti, la gestione dello spettro è diventata un’importante attività dei governi per regolare gli utenti radio nell’interesse dell’uso efficiente e non interferente della radio. Entrambe le bande sono ampiamente applicate per utenti diversi.

UHF ha una lunghezza d’onda più corta che rende più facile per il segnale di trovare la sua strada attraverso le aperture più piccole parete all’interno di un edificio. La lunghezza d’onda più lunga del VHF significa che può trasmettere ulteriormente in condizioni normali. Per la maggior parte delle applicazioni, le frequenze radio più basse sono migliori per un intervallo più lungo e attraverso la vegetazione. Una emittente televisiva illustra questo. Una tipica stazione TV VHF funziona a circa 100.000 watt e ha un raggio di copertura di circa 60 miglia. Una stazione TV UHF con un raggio di copertura di 60 miglia richiede la trasmissione a 3.000.000 di watt. Un altro fattore con frequenze più alte (UHF) è che oggetti di dimensioni più piccole assorbiranno o rifletteranno l’energia più che causa la perdita di portata e / o riflessioni di multipath che possono indebolire un segnale causando un “Fuori tempo / Fuori fase”

Se un’applicazione richiede di lavorare per lo più all’aperto, una radio VHF è probabilmente la scelta migliore, soprattutto se viene utilizzata una radio della stazione base all’interno e viene aggiunta un’antenna esterna. Più è alta l’antenna, più la radio può trasmettere e ricevere.

Se le radio vengono utilizzate principalmente all’interno degli edifici, allora l’UHF è probabilmente la soluzione migliore poiché la sua lunghezza d’onda più corta viaggia meglio attraverso piccole aperture nell’edificio. Ci sono anche dei ripetitori che possono essere installati in grado di trasmettere qualsiasi segnale di frequenza (VHF o UHF) per aumentare la distanza di comunicazione.

Ci sono più canali disponibili con UHF. Poiché la gamma di UHF non è nemmeno lontana dal VHF nella maggior parte delle condizioni, ci sono meno possibilità che radio lontane interferiscano con il segnale. L’UHF è meno influenzato del VHF dal rumore elettrico prodotto dall’uomo.

Range

L’utile portata diretta di un sistema radio a due vie dipende dalla propagazione radiocondizioni, che sono una funzione della frequenza, altezza e caratteristiche dell’antenna, rumore atmosferico, riflessione e rifrazione nell’atmosfera, potenza del trasmettitore e sensibilità del ricevitore e rapporto segnale-rumore richiesto per il metodo di modulazione scelto. Un sistema radio a due vie ingegnerizzato calcolerà la copertura di una determinata stazione base con una stima dell’affidabilità della comunicazione in tale intervallo. I sistemi a due vie che operano nelle bande VHF e UHF, dove operano molti sistemi mobili terrestri, si basano sulla propagazione della linea visiva per l’area di copertura affidabile. L’effetto “ombreggiante” degli edifici alti può bloccare la ricezione in aree entro la portata della linea di vista che può essere raggiunta in aperta campagna senza ostacoli. La distanza approssimativa della linea di vista all’orizzonte radio può essere stimato da: orizzonte in chilometri = 3.569 volte la radice quadrata dell’antenna in metri.

Ci sono altri fattori che influenzano la portata di una radio a due vie come il tempo, la frequenza esatta utilizzata e le ostruzioni. [19]

Altri dispositivi radio a due vie

Non tutte le radio a due vie sono dispositivi portatili. La stessa tecnologia utilizzata nelle radio a due vie può essere collocata in altre forme radio. Un esempio di ciò è una casella di chiamata wireless. Una cabina telefonica wireless è un dispositivo che può essere utilizzato per la comunicazione vocale alle porte e cancelli di sicurezza. Non solo possono essere utilizzati per parlare con le persone in questi punti di ingresso, il personale può sbloccare a distanza la porta in modo che il visitatore possa entrare. Ci sono anche delle cabine telefoniche per il servizio clienti che possono essere collocate attorno a un business che un cliente può utilizzare per richiedere l’aiuto di un dipendente di un negozio con due radio.

Un altro uso della tecnologia radio bidirezionale è per un sistema PA wireless. Un PA senza fili è essenzialmente una radio a due vie unidirezionale che consente di trasmettere messaggi da radio a due vie portatili o da citofoni di stazione di base.

Attività di noleggio di radio a due vie

Poiché le radio a due vie sono diventate il principale metodo di comunicazione a due vie, industrie come società di produzione cinematografica e televisiva, società di sicurezza, società di eventi, eventi sportivi e altri avevano bisogno di trovare una soluzione per utilizzare le radio bidirezionali economicamente ed economicamente inteligente. Invece di acquistare radio a due vie, queste società hanno iniziato a noleggiare radio a due vie a breve e lungo termine. Il noleggio delle radio a due vie è una componente significativa e importante delle attività di radio a due vie. Molti sono diventati riluttanti ad acquistare radio bidirezionali a causa della durata del loro evento o della necessità di risparmiare denaro. Il noleggio di radio a due vie ha portato conforto ai clienti nel noleggiare radio a due vie perché il prezzo e il non impegno a possedere tali dispositivi di comunicazione a due vie.

Vedi anche

  • TETRA (Terrestrial Trunked Radio)
  • Astro (Motorola)
  • Digital Mobile Radio
  • PMR446
  • Family Radio Service
  • GE Marc V
  • Progetto 25
  • Quik Call I
  • Radio mobile
  • Motorola Sabre
    • Radio mobile professionale
    • Radio mobile specializzata

Riferimenti

  1. Salta su^ Goldsmith, Andrea (8 agosto 2005). Comunicazioni wireless . Cambridge University Press. ISBN  9780521837163 . Estratto il 20 aprile2016 .
  2. Salta in alto^ Duarte, Melissa; Sabharwal, Ashutosh (2010). “Comunicazioni wireless full duplex che utilizzano le radio off-the-shelf: fattibilità e primi risultati”(PDF) . Progetto WARP . Estratto il 20 aprile 2016 .
  3. Salta su^ Choi, Charles Q. “Il chip potrebbe raddoppiare la capacità dei dati wireless” . Spettro IEEE . Estratto il 20 aprile 2016 .
  4. Salta^ Haldane, Robert. (1995)The People’s Force, una storia della polizia di Victoria. Melbourne University Press. ISBN 0-522-84674-2, 1995
  5. Salta in su^ I traguardi storici della storia IEEE recuperati il ​​2 ottobre 2007
  6. Salta su^ Un esempio di assegnazioni di canali specifici per lo scopo è descritto in Ivanov, DA, VP Savelyev e PV Shemanski, “Organizzazione delle comunicazioni”,Fondamenti di comando e controllo tattici: Una visionesovietica, Serie di pensiero militare sovietico n. 18, ( Washington, DC: Soprintendente di documenti, 1977) Numero di controllo della Biblioteca del Congresso: 84602565. Questa è una traduzione della US Air Force di un libro in lingua russa dell’era sovietica. Vedi anche, “Capacità del sistema inadeguata”,Rapporto speciale: Miglioramento dellecomunicazioni dei vigili del fuoco ,USFA-TR-099 / gennaio 1999, (Emmitsburg, Maryland: US Fire Administration, 1999) pp. 18-19 e “5.2 Present System”,The California Controllo stradaleProgetto di ricerca sulla tecnologia delle comunicazioni su 800 MHz , 80-C477, ( Sacramento, California : Dipartimento dei servizi generali, Divisione Technology Communications, 1982,) pp. V-4 – V-6.
  7. Salta su^ “3.4.1 Deficit generali dell’apparecchiatura dell’utente,”Comitato radiofonico della polizia di San Rafael: rapporto al sindaco ed al consiglio comunale, (San Rafael, California: Città di San Rafael, 1995,) pp. 12.
  8. Salta su^ Per un esempio diusoditalk around, vedi “Segnalazione di problemi”,Report speciale: Miglioramento delle comunicazioni di vigili del fuoco,USFA-TR-099 / gennaio 1999, (Emmitsburg, Maryland: US Fire Administration, 1999) pp. 25-26. Questo articolo conferma anche la definizione della frase parlare in giro.
  9. Salta su^ Per esempi, vedi, Mikhailov, KE “Comunicazioni sulla linea di trasmissione Volga-Mosca”,trasmissione elettrica a lunga distanza tra la centrale idroelettrica VI Lenin e Mosca, (Gerusalemme: Programma israeliano per le traduzioni scientifiche, 1965).
  10. Salta su^ Per un esempio di telemetria dell’elettrocardiogramma, vederePianificazione delle comunicazioni mediche di emergenza: Volume 2, Guida alla pianificazione a livello locale / regionale, (Washington, DC: Amministrazione nazionale per la sicurezza del traffico autostradale, Dipartimento dei trasporti degli Stati Uniti, 1995) pp. 48.
  11. Salta su^ “Spartan Training Bulletin – Volume One – Issue One” . Estratto il 18 ottobre 2017 .
  12. Salta in alto^ Per due esempi di test drive e misure sul campo dei livelli di segnale ricevuti, vedere:
    • “Sezione II: Studi di propagazione radio,” Il progetto di ricerca sulla tecnologia di comunicazione della California Highway Patrol su 800 MHz , 80-C477, (Sacramento, California: Dipartimento dei servizi generali, Divisione Tecnologia delle comunicazioni, 1982, pp. II-1 – II- 34.
    • Ossanna, Jr., Joseph F., “Un modello per la radio mobile che si sbiadisce a causa di riflessioni costruttive: teorico e sperimentale dissolvenza della forma d’onda dissolvenza spettri”, Bell SystemTechnical Journal , novembre 1964, pagg. 2935-2971. Curiosità a 800 MHz: questo articolo mostra che le dissolvenze del segnale si verificano a frequenze audio vicino ai toni CTCSS, spiegando perché negli anni ’70 è stato utilizzato solo DCS nei sistemi Motorola 800 MHz.
  13. Saltate^ Kenwood TKR-850 scheda tecnica
  14. Salta in alto^ Per un esempio, vedi: “Plan Element S-7: Rationalized Funding” e “Plan Element L-2: Autorità radio permanente di sicurezza pubblicaContra Costa”,Piano generale di Radio Mobile per la sicurezza pubblica della Contra Costa County, (Fairfax, Virginia: Federal Engineering, Inc., 2002,) pagg. 45, 49.
  15. Salta in alto^ Per un esempio, vedi: “3.2.10.1 Problemi di sistema attuali”Sistema radio trunked: Richiesta di proposte, (Oklahoma City, Oklahoma: Oklahoma City Municipal Facilities Authority, Public Safety Capital Projects Office, 2000) pp. 56.
  16. Salta su^ “2.4 Inventario delle attrezzature”,Comitato radiofonico della polizia di San Rafael: riferire al sindaco e al consiglio comunale, (San Rafael, California: City of San Rafael, 1995,) pp. 8.
  17. Salta su^ “8000 esposizioni: costi di sostituzione dell’attrezzatura per un tipico centro di comando e controllo CDF a tre posizioni,”8000 Telecommunications Manual, (Sacramento, California: Stato della California, Dipartimento di silvicoltura e protezione antincendio, 2006)File Adobe PDF su console .
  18. Salta in alto^ Vedi, “Appendice B – Regolamenti FCC”,Piano di comunicazione EMS in California: Bozza finale, (Sacramento, California: Autorità EMS dello Stato della California, settembre 2000) pagg. eArizona Rapporto finale di fase II: Statewide Radio Interoperabilità Valutazione dei bisogni,Macro Corporation e The State of Arizona, 2004.
  19. Salta su^ “Intervallo radio bidirezionale: fino a che punto possono comunicare le radio bidirezionali?”

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