stringtranslate.com

Двусторонняя радиосвязь

Авиадиспетчер ВМС США общается с самолетом с помощью двусторонней радиогарнитуры
Разнообразие портативных радиостанций двусторонней связи для личного пользования

Двусторонняя радиосвязь — это радиоприёмопередатчик (радиоустройство, способное как передавать, так и принимать радиоволны ), который используется для двунаправленной голосовой связи между людьми с другими пользователями, имеющими аналогичные радиоустройства [1], в отличие от вещательного приёмника, который только принимает передачи.

Двусторонние радиостанции обычно используют полудуплексный канал связи, который обеспечивает двустороннюю связь, хотя и с ограничением, что только один пользователь может передавать одновременно. (Это контрастирует с симплексной связью , при которой передача может осуществляться только в одном направлении, и полнодуплексной связью, при которой передача возможна в обоих направлениях одновременно.) Это требует, чтобы пользователи в группе говорили по очереди. Радиостанция обычно находится в режиме приема, поэтому пользователь может слышать все другие передачи на канале. Когда пользователь хочет поговорить, он нажимает кнопку « push-to-talk », которая выключает приемник и включает передатчик; когда кнопка отпускается, приемник снова активируется. Предоставляется несколько каналов, поэтому отдельные группы пользователей могут общаться в одной и той же области, не мешая друг другу, и некоторые радиостанции разработаны для сканирования каналов с целью поиска допустимой передачи. Другие системы двусторонней радиосвязи работают в полнодуплексном режиме, в котором обе стороны могут говорить одновременно. Для этого требуются либо два отдельных радиоканала, либо методы совместного использования каналов, такие как дуплексная связь с временным разделением (TDD), чтобы одновременно передавать два направления разговора на одной радиочастоте. [2]

Первым устройством двусторонней радиосвязи было устройство, работающее только в диапазоне AM, представленное корпорацией Galvin Manufacturing Corporation в 1940 году для использования полицией и военными во время Второй мировой войны , а затем в 1943 году компания представила портативную радиостанцию ​​Walkie-Talkie [3] , наиболее известный пример двусторонней радиосвязи. [4]

История

Морская УКВ- радиостанция на корабле
Двусторонняя радиосвязь в пожарной машине, используемая пожарными для связи с диспетчером

Первое по-настоящему мобильное двустороннее радиооборудование было разработано в Австралии в 1923 году старшим констеблем Фредериком Уильямом Дауни из полиции Виктории. Полиция Виктории была первой в мире, кто использовал беспроводную связь в автомобилях, положив конец неэффективным отчетам о состоянии через общественные телефонные будки, которые использовались до того времени. Первые комплекты занимали около половины пола на заднем сиденье патрульных автомобилей Lancia . [5]

В 1933 году полицейское управление города Бейонн, штат Нью-Джерси , успешно использовало двустороннюю систему между центральной стационарной станцией и радиопередатчиками, установленными в полицейских машинах; это позволило быстро направлять действия полиции в чрезвычайных ситуациях. [6]

Типы

Несколько портативных радиостанций двусторонней связи, разработанных для государственных служб (полиции, пожарных, спасателей), совместимых со стандартом цифровой радиосвязи Project 25
Мобильная радиостанция Citizen's Band в грузовике

Системы двусторонней радиосвязи можно классифицировать несколькими способами в зависимости от их характеристик.

Обычный против транкингового

Общепринятый

В многоканальных системах каналы используются для отдельных целей. [7]

Сканирование в обычных радиоприемниках

Функции сканирования либо не используются, либо списки сканирования намеренно делаются короткими в экстренных приложениях. Часть проекта APCO 16 устанавливает стандарты для времени доступа к каналу и задержек, вызванных системными издержками. Функции сканирования могут еще больше увеличить эти задержки. В одном исследовании говорится, что задержки более 0,4 секунд (400 миллисекунд) в экстренных службах не рекомендуются. [8]

Дуплекс

Термин «полудуплекс» применяется к проводным системам связи, где цепь может передавать информацию в одном направлении за раз, но не в обоих направлениях одновременно. [9]

Аналоговый

Аналоговые системы могут сообщать об одном условии, например, об уровне воды в резервуаре для скота. Передатчик на месте расположения резервуара непрерывно посылает сигнал с постоянным звуковым тоном. Тон будет изменяться по высоте, чтобы указать уровень воды в резервуаре. Счетчик на удаленном конце будет изменяться в соответствии с высотой тона, чтобы указать количество воды, присутствующей в резервуаре для скота. Аналогичные методы могут использоваться для телеметрии любого аналогового условия. Этот тип радиосистемы служит цели, эквивалентной петле от четырех до двадцати миллиампер . [11] В США для этих систем часто используются промежуточные каналы среднего диапазона 72–76 МГц или UHF 450–470 МГц. Некоторые системы мультиплексируют телеметрию нескольких аналоговых условий, ограничивая каждое отдельным диапазоном тональных высот, например. [12]

Цифровой

Цифровые системы могут передавать текстовые сообщения из автоматизированной диспетчерской (САПР). Например, дисплей в эвакуаторе может показывать текстовое местоположение вызова и любые связанные с этим подробности. Водитель эвакуатора может нажать кнопку подтверждения , отправив данные в противоположном направлении и отметив вызов как принятый водителем. Их можно использовать для аналоговых телеметрических систем, таких как уровни скота в баке, как описано выше. Другой возможностью является давление смазочного масла в двигателе транзитного автобуса или текущая скорость автобуса. Аналоговые условия преобразуются в слова данных. Некоторые системы отправляют радиопейджинговые сообщения, которые могут либо 1) подавать звуковой сигнал на пейджинговый приемник, 2) отправлять числовое сообщение или 3) отправлять текстовое сообщение. [13]

Спроектированный против не-спроектированного

Инженерные системы разработаны для работы, близкой к спецификации или стандарту. [ необходима цитата ] Они разработаны как системы со всем оборудованием, согласованным для совместной работы. Например, современная система двусторонней радиосвязи местного правительства в США может быть разработана для обеспечения 95% покрытия городской территории. Разработчики систем используют радиочастотные модели, модели рельефа и программное обеспечение для моделирования распространения сигнала, чтобы точно оценить, где радиостанции будут работать в определенной географической области. Модели помогают разработчикам выбирать оборудование, места расположения оборудования, антенны и оценивать, насколько хорошо сигналы будут проникать в здания. Эти модели будут подкреплены испытаниями на драйве и фактическими измерениями уровня сигнала в полевых условиях. Разработчики корректируют диаграммы направленности антенн, добавляют или перемещают места расположения оборудования и проектируют антенные сети таким образом, чтобы достичь предполагаемого уровня производительности. [14]

Опции, рабочий цикл и конфигурация

Пример расположения органов управления на настроенной портативной радиостанции с поддержкой P25 .

Многие мобильные и карманные устройства имеют ограниченный рабочий цикл. Рабочий цикл — это отношение времени прослушивания ко времени передачи, и он, как правило, зависит от того, насколько хорошо передатчик может отводить тепло от радиатора на задней панели радио. Рабочий цикл 10% (распространенный на карманных устройствах) соответствует 10 секундам времени передачи и 90 секундам времени приема. Некоторое мобильное и базовое оборудование указано на разных уровнях мощности — например, рабочий цикл 100% при 25 Вт и 15% при 40 Вт. [15]

Ретранслятор Motorola MOTOTRBO DR3000 с дуплексером, установленным в кейсе для транспортировки, 100% рабочий цикл, выходная мощность до 40 Вт

Срок службы оборудования

В государственных системах оборудование может заменяться на основе бюджета, а не плана или ожидаемого срока службы. Финансирование в государственных учреждениях может быть цикличным или спорадическим. Менеджеры могут заменять вычислительные системы, транспортные средства или бюджетировать расходы на поддержку компьютеров и транспортных средств, игнорируя при этом оборудование двусторонней радиосвязи. Оборудование может оставаться в эксплуатации, даже если расходы на техническое обслуживание необоснованны с точки зрения эффективности. [16]

В одном документе говорится, что «семь лет» — это больше ожидаемого срока службы раций в полиции. Батареи упоминаются как требующие замены чаще. Двенадцатилетние диспетчерские консоли, упомянутые в том же документе, были идентифицированы как пригодные к использованию. Их сравнивали с проблемными 21-летними консолями, используемыми в другом месте в той же системе. [17]

Другой источник сообщает, что системное магистральное оборудование, такое как консоли и базовые станции, как ожидается, будет иметь пятнадцатилетний срок службы. Мобильные радиостанции, как ожидается, прослужат десять лет. Рации обычно служат восемь лет. [18] В документе штата Калифорния Департамент общих служб сообщает, что ожидаемый срок службы консоли связи, используемой в Департаменте лесного хозяйства и противопожарной защиты, составляет 10 лет. [19]

Частоты двусторонней радиосвязи

Две радиостанции GMRS, ручной микрофон и две радиостанции FRS

Типичные двухсторонние радиостанции работают на фиксированных радиочастотных каналах, хотя некоторые могут сканировать несколько каналов, чтобы найти допустимую передачу. [4] [ ненадежный источник? ] В аналоговой, обычной системе (самый простой тип системы) частота или канал служат физической средой или связью, переносящей передаваемую информацию. Производительность радиосистемы частично зависит от характеристик используемого диапазона частот. Выбор частоты для двухсторонней радиосистемы частично зависит от: [20]

УВЧ против ОВЧ

Наиболее распространенные системы двусторонней радиосвязи работают в диапазонах VHF и UHF радиоспектра . Поскольку эта часть спектра интенсивно используется для вещания и множества конкурирующих целей, управление спектром стало важной деятельностью правительств по регулированию пользователей радио в интересах как эффективного, так и не мешающего использования радио. Оба диапазона широко применяются для разных пользователей. [21]

Диапазон

Полезный прямой диапазон двусторонней радиосвязи зависит от условий распространения радиоволн , которые являются функцией частоты. [22]

Существуют и другие факторы, влияющие на дальность двусторонней радиосвязи, такие как погода, точная используемая частота и препятствия. [22] [23]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Граф, Рудольф Ф. (1999). Современный словарь электроники, 7-е изд. Elsevier. стр. 811. ISBN 9780080511986.
  2. ^ Голдсмит, Андреа (8 августа 2005 г.). Беспроводная связь. Cambridge University Press . ISBN 9780521837163. Получено 20 апреля 2016 г.
  3. ↑ Холл, Марк (3 октября 2022 г.). «Motorola, Inc.». Encyclopaedia Britannica . Архивировано из оригинала 18 января 2023 г. Получено 17 января 2022 г.
  4. ^ ab "Полное руководство по двухсторонним радиостанциям". Crystal Radio Systems Ltd. Архивировано из оригинала 26 июня 2022 г. Получено 17 января 2023 г.
  5. ^ Холдейн, Роберт. (1995) Народная сила, история полиции Виктории . Издательство Мельбурнского университета. ISBN 0-522-84674-2 , 1995 
  6. ^ Вехи истории IEEE получены 2 октября 2007 г.
  7. ^ Один из примеров назначения каналов для конкретных целей описан в работе Иванова Д.А., Савельева В.П. и Шеманского П.В. «Организация связи», Основы тактического командования и управления : советский взгляд , Серия советской военной мысли № 18 (Вашингтон, округ Колумбия: Управляющий документами, 1977 г.) Контрольный номер Библиотеки Конгресса: 84602565. Это перевод советской книги на русском языке, сделанный ВВС США. См. также «Недостаточная пропускная способность системы», Специальный отчет: Улучшение связи пожарных , USFA-TR-099/январь 1999 г. (Эммитсбург, Мэриленд: Пожарная администрация США, 1999 г.) стр. 18–19 и «5.2 Текущая система», Проект по исследованию технологий связи дорожного патруля Калифорнии на частоте 800 МГц , 80-C477 ( Сакраменто, Калифорния : Департамент общих служб, Отдел технологий связи, 1982 г.) стр. V-4–V-6.
  8. ^ «3.4.1 Общие недостатки пользовательского оборудования», Комитет по радиосвязи полиции Сан-Рафаэля: отчет мэру и городскому совету ( Сан-Рафаэль, Калифорния : Город Сан-Рафаэль, 1995), стр. 12.
  9. ^ "IEEE 100. Авторитетный словарь терминов стандартов IEEE", седьмое издание, IEEE Press, 2000, ISBN SBN 0-7381 -2601 -2
  10. ^ Пример использования talk around см. в "Problem Reporting," Special Report: Improving Firefighter Communications, USFA-TR-099/January 1999, (Эммитсбург, Мэриленд: Пожарная администрация США, 1999) стр. 25-26. В этой статье также подтверждается определение фразы talk around.
  11. ^ Например, см. Михайлов, К.Е. «Сооружения связи на линии электропередачи Волга — Москва», Дальняя электропередача между ГЭС им. В.И. Ленина и Москвой , (Иерусалим: Израильская программа научных переводов, 1965).
  12. ^ Пример телеметрии электрокардиограммы см. в книге «Планирование экстренных медицинских коммуникаций: Том 2, Руководство по планированию на местном/региональном уровне» (Вашингтон, округ Колумбия: Национальное управление безопасностью движения на трассах, Министерство транспорта США, 1995), стр. 48.
  13. ^ "Spartan Training Bulletin - Volume One – Issue One" . Получено 18 октября 2017 г. .
  14. ^ Два примера испытаний на драйве и полевых измерений уровней принимаемого сигнала см.:
    • «Раздел II: Исследования распространения радиоволн», Проект исследований технологий связи дорожного патруля Калифорнии на частоте 800 МГц , 80-C477, (Сакраменто, Калифорния: Департамент общих служб, Отдел технологий связи, 1982), стр. II-1 - II-34.
    • Осанна-младший, Джозеф Ф., «Модель затухания мобильной радиосвязи из-за отражений от зданий: теоретические и экспериментальные спектры мощности затухания сигнала», Bell System Technical Journal , ноябрь 1964 г., стр. 2935-2971. Интересный факт о 800 МГц: в этой статье показано, что затухание сигнала происходит на звуковых частотах вблизи тонов CTCSS, что объясняет, почему в 1970-х годах в системах Motorola 800 МГц использовался только DCS.
  15. ^ Технические характеристики Kenwood TKR-850
  16. ^ В качестве примера см.: «Элемент плана S-7: Рационализированное финансирование» и «Элемент плана L-2: Постоянное управление общественной радиобезопасности Контра-Косты», Генеральный план мобильной радиосвязи общественной безопасности округа Контра-Коста , ( Фэрфакс, Вирджиния : Federal Engineering, Inc., 2002), стр. 45, 49.
  17. ^ В качестве примера см.: «3.2.10.1 Текущие проблемы системы», Система транкинговой радиосвязи: запрос предложений , (Оклахома-Сити, Оклахома: Управление муниципальных служб Оклахома-Сити, Офис проектов капитального обеспечения общественной безопасности, 2000) стр. 56.
  18. ^ «2.4 Инвентаризация оборудования», Комитет по радиосвязи полиции Сан-Рафаэля: отчет мэру и городскому совету ( Сан-Рафаэль, Калифорния : Город Сан-Рафаэль, 1995), стр. 8.
  19. ^ «8000 Exhibits:Equipment Replacement Costs for a Typical Three Position CDF Command and Control Center», 8000 Telecommunications Manual , (Сакраменто, Калифорния: Штат Калифорния, Департамент лесного хозяйства и противопожарной защиты, 2006) Файл Adobe PDF о стоимости пульта управления.
  20. ^ ab См. «Приложение B — Правила FCC», План связи EMS Калифорнии: окончательный проект , (Сакраменто, Калифорния: Управление EMS штата Калифорния, сентябрь 2000 г.) стр. 38. и Заключительный отчет по фазе II Аризоны: Оценка потребностей в обеспечении взаимодействия радиостанций на уровне штата, Macro Corporation и штат Аризона, 2004 г.
  21. ^ «VHF или UHF... Что лучше?»
  22. ^ ab Двусторонняя радиосвязь
  23. ^ «Диапазон двусторонней радиосвязи: как далеко могут общаться двусторонние радиостанции?»

Внешние ссылки