Sistema de radio móvil terrestre

Un sistema de radio móvil terrestre (LMRS) es un sistema de comunicación de voz de persona a persona que consta de transceptores de radio bidireccionales (un transmisor y receptor de audio en una unidad) que pueden ser estacionarios ( unidades de estación base ), móviles (instalados en vehículos) o portátiles (transceptores portátiles, por ejemplo, " walkie-talkies ").

Los sistemas de radio móviles terrestres públicos están disponibles para su uso por parte de empresas comerciales que ofrecen servicios de comunicaciones al público a cambio de una tarifa. Entre estos servicios se incluyen, por ejemplo, los servicios de telefonía móvil y buscapersonas.

Los sistemas de radio móviles terrestres privados están disponibles para su uso por parte de organizaciones de seguridad pública , como la policía, los bomberos, las ambulancias y otras entidades gubernamentales. Se les asignan frecuencias exclusivamente para su uso. Los sistemas comerciales de radio móviles terrestres privados están disponibles para empresas de los sectores comercial, industrial y de transporte terrestre. La mayoría de las frecuencias se comparten con otros usuarios. Los sistemas de radio móviles terrestres utilizan canales en las bandas VHF o UHF , ya que las antenas utilizadas en estas longitudes de onda cortas son lo suficientemente pequeñas como para montarlas en vehículos o transceptores portátiles. La potencia del transmisor suele estar limitada a unos pocos vatios, para proporcionar un rango de trabajo confiable del orden de 3 a 20 millas (4,8 a 32 km) según el terreno. Se pueden utilizar repetidores instalados en edificios altos, colinas o picos de montañas para aumentar el área de cobertura. Los sistemas más antiguos utilizan modulación de amplitud o, por lo general, de frecuencia , mientras que algunos sistemas recientes utilizan modulación digital que les permite transmitir datos y voz. La mayoría de los sistemas (30-174 MHz) funcionan en simplex, con múltiples radios que comparten un solo canal de radio. Solo una radio puede transmitir a la vez. El transceptor normalmente se encuentra en modo de recepción, por lo que el usuario puede escuchar otras radios en el canal. Para hablar, el usuario presiona un botón de pulsar para hablar que enciende el transmisor del transceptor.

Los sistemas de radio móviles terrestres son ampliamente utilizados por el ejército. Se reservan bandas separadas en el espectro radioeléctrico para su uso. Esto incluye partes de la banda de 30 a 50 MHz y todas las bandas de 100 a 100, 100 a 100,8 y 540 a 2400 MHz, además del uso compartido de la banda de 170 a 170 MHz.

Muchas empresas e industrias en todo el mundo utilizan estas radios como su principal medio de comunicación, especialmente desde una ubicación fija a usuarios móviles (es decir, desde un sitio base a una flota de móviles). Las radios comerciales suelen estar disponibles en las bandas de frecuencia VHF y UHF . 30-50 MHz (a veces llamada "Banda VHF baja" o "Banda baja"), 150,8-174 MHz (a veces llamada "Banda VHF alta" o "Banda alta"), 450-470 MHz "UHF". Muchas áreas pobladas más grandes tienen frecuencias UHF adicionales de 470 a 512 MHz. También hay un segmento diminuto a 220 MHz para LMR, pero se usa poco. La banda de 800 MHz (851-866 MHz) se usa mucho en la mayor parte de los EE. UU. Las frecuencias están reservadas para la seguridad pública y para los usuarios industriales. La banda de 900 MHz (935-940 MHz) está disponible únicamente para usuarios industriales. Por último, a las entidades de seguridad pública se les asigna una banda exclusiva de frecuencias de 758 a 806 MHz. La banda baja tiene una capacidad de alcance mayor, pero requiere antenas móviles de hasta nueve pies (2,7 m) de altura. Las bandas VHF funcionan bien en entornos al aire libre, sobre cuerpos de agua y en muchas otras aplicaciones. Las bandas UHF suelen tener un mejor rendimiento en entornos urbanos y con obstáculos penetrantes, como edificios. Los usuarios comerciales y de seguridad pública deben obtener licencias de la Comisión Federal de Comunicaciones de los Estados Unidos.

Las estaciones móviles y portátiles tienen un alcance bastante limitado, por lo general de tres a veinte millas (~5 a 32 km) según el terreno. Se pueden utilizar repetidores para aumentar el alcance de estas estaciones. Por lo general, se colocan sobre colinas y edificios para aumentar el alcance.

Los repetidores tienen uno o más receptores y un transmisor, con un controlador. El controlador activa el repetidor cuando detecta una portadora en uno de sus canales entrantes, que representa a un usuario hablando. El repetidor recibe la señal de radio, la demodula a una señal de audio que se filtra para eliminar el ruido y la retransmite en un segundo canal para evitar interferencias con la primera señal. Esta es recibida por una segunda radio bidireccional en el área de escucha expandida del repetidor. Cuando el segundo usuario responde en el segundo canal, que representa la otra mitad de la conversación semidúplex , su señal es recibida por el repetidor y traducida de manera similar y retransmitida en el primer canal de regreso al primer usuario. La mayoría de los controladores también decodifican los tonos del sistema de silenciamiento codificado por tonos continuos , lo que permite que el repetidor se active solo si la estación está enviando un código preprogramado particular, lo que evita que estaciones no autorizadas usen el repetidor. Además, como los repetidores se colocan en ubicaciones altas, también evita que las estaciones distantes en la misma frecuencia interfieran. Un código Morse o un módulo de voz sintetizada pueden generar un identificador de estación para cumplir con las normas de identificación de estaciones. Los grandes usuarios a los que se les asigne el uso de sus propias frecuencias pueden quedar exentos de este requisito.

Las unidades repetidoras utilizan duplexores. Estos son filtros de ranura que suelen estar en una matriz de seis, ocho y, a veces, cuatro unidades. Separan las señales del transmisor y del receptor entre sí, de modo que se puede utilizar una antena y una línea coaxial. Si bien esta solución es muy eficiente y fácil de instalar, factores como la humedad y la temperatura pueden afectar el rendimiento de los duplexores, por lo que en la mayoría de las configuraciones se instala un secador para mantener la humedad fuera de los duplexores y el cable coaxial, junto con los edificios con calefacción en los que están instalados. También se deben utilizar cables coaxiales, conectores y antenas de excelente calidad, ya que una antena única no es tan indulgente como un sistema de antena dual, ya que cualquier fuga de RF o mala conexión puede deteriorar en gran medida la confiabilidad y el rendimiento del repetidor. En algunas aplicaciones, los cables que van desde el repetidor y los duplexores deben ajustarse para mitigar estos problemas.

En los sistemas de antena dual, hay dos antenas y dos tramos de cable coaxial que van desde el transmisor y el receptor. Por lo general, se utilizan cables coaxiales de triple blindaje o Heliax de baja pérdida para mantener los dos sistemas aislados. Por lo general, se utilizan sistemas de dos antenas si el espacio de la torre no es limitado o si hay espacio disponible para construir un conjunto. El único problema con los sistemas de antena dual es aislar las antenas para que el receptor no reciba lo que emite el transmisor. Si esto sucede, se crea un bucle, muy parecido a la retroalimentación que se escucha cuando se coloca un micrófono cerca de un altavoz. Cuando esto sucede, el repetidor amplifica su propia señal hasta que se apaga o hasta que expira un TOT (temporizador de tiempo de espera).

Para solucionar esto, las antenas deben colocarse a varias longitudes de onda de distancia entre sí en planos verticales opuestos. Por ejemplo, la antena del receptor está polarizada verticalmente, mientras que la antena del transmisor se coloca una longitud de onda (o más) por debajo de la antena del receptor, pero rotada 180° para mantener la polarización vertical. Las antenas que tienen un punto nulo directamente encima y debajo de ellas son excelentes opciones, ya que se puede colocar otra antena en la zona nula y no se ve tan afectada. Las antenas también deben estar polarizadas de la misma manera que las estaciones que intentan acceder al repetidor, generalmente con polarización vertical.

En noviembre de 2005, muchas puertas de garaje automáticas en Ottawa, Ontario , Canadá, dejaron de funcionar repentinamente ^[1] , debido a una potente señal de radio que parecía estar interfiriendo con los controles remotos que las abren. ^[2]

En el verano de 2004, los operadores de puertas de garaje notaron un fenómeno similar en las inmediaciones de las bases militares de Estados Unidos . Las fuertes señales de radio en la banda de 390 MHz superaban a los abridores de puertas de garaje. Un técnico lo comparó con un susurro que compite con un grito. ^[3]

Para abordar las necesidades de defensa nacional y cumplir con la directiva del gobierno de que las agencias utilicen el espectro electromagnético de manera más eficiente, el Departamento de Defensa (DOD) está desplegando nuevas radios móviles terrestres en instalaciones militares en todo el país. Las nuevas radios móviles terrestres funcionan en el mismo rango de frecuencia (380 megahercios (MHz) a 399,9 MHz) que muchos abridores de puertas de garaje de baja potencia sin licencia, que han funcionado en este rango durante años. Si bien el DOD ha sido el usuario autorizado de este rango de espectro durante varias décadas, su uso de radios móviles terrestres entre 380 MHz y 399,9 MHz es relativamente nuevo. Con la implementación de las nuevas radios por parte del DOD y el mayor uso del rango de espectro de 380 a 399,9 MHz, algunos usuarios de abridores de puertas de garaje han experimentado distintos niveles de inoperatividad que se ha atribuido a la interferencia causada por las nuevas radios. Sin embargo, debido a que los abridores de puertas de garaje funcionan como dispositivos sin licencia, deben aceptar cualquier interferencia de los usuarios autorizados del espectro. Este requisito se deriva de la Parte 15 de las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC). Los abridores de puertas de garaje y otros dispositivos sin licencia suelen denominarse "dispositivos de la Parte 15". El Congreso solicitó que la GAO revisara la posible interferencia del espectro causada por el reciente despliegue de radios móviles terrestres por parte del Departamento de Defensa. En concreto, el Congreso nos pidió que (1) determináramos el alcance del problema de la interferencia del espectro asociado con las recientes pruebas y el uso de radios móviles en instalaciones militares de los Estados Unidos, (2) revisáramos los esfuerzos realizados por el Departamento de Defensa durante el desarrollo de su sistema de radio móvil terrestre para identificar y evitar la interferencia del espectro, y (3) identificáramos los esfuerzos para abordar el problema.

—  Informe de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental GAO-06-172R ^[4]

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