Система наземной мобильной радиосвязи (LMRS) представляет собой систему голосовой связи между людьми, состоящую из двусторонних радиопередатчиков ( аудиопередатчика и приемника в одном устройстве), которые могут быть стационарными ( базовые станции ), мобильными (установленными на транспортных средствах) или портативными (ручные радиостанции, например, « рации »).
Системы наземной мобильной радиосвязи общего пользования доступны для использования коммерческими предприятиями, предлагающими услуги связи для населения за плату. Это может включать в себя, например, услуги мобильной телефонной связи и пейджинговой связи.
Частные наземные мобильные радиосистемы доступны для использования организациями общественной безопасности, такими как полиция, пожарная служба, скорая помощь и другие государственные учреждения. Им выделяются частоты исключительно для их использования. Коммерческие частные наземные мобильные системы доступны для предприятий в секторах бизнеса, промышленности и наземного транспорта. Большинство частот используются совместно с другими пользователями. Наземные мобильные радиосистемы используют каналы в диапазонах VHF или UHF , поскольку антенны, используемые на этих коротких волнах, достаточно малы для установки на транспортных средствах или портативных радиопередатчиках. Мощность передатчика обычно ограничена несколькими ваттами, чтобы обеспечить надежный рабочий диапазон порядка 3–20 миль (4,8–32 км) в зависимости от рельефа местности. Ретрансляторы, установленные на высоких зданиях, холмах или горных вершинах, могут использоваться для увеличения зоны покрытия. Старые системы используют амплитудную или, как правило, частотную модуляцию, в то время как некоторые современные системы используют цифровую модуляцию, что позволяет им передавать данные, а также голос. Большинство (30–174 МГц) систем работают симплексно, с несколькими радиостанциями, совместно использующими один радиоканал. Одновременно может передавать только одна радиостанция. В противном случае трансивер обычно находится в режиме приема, так что пользователь может слышать другие радиостанции на канале. Чтобы поговорить, пользователь нажимает кнопку «нажми и говори» , которая включает передатчик трансивера.
Системы наземной мобильной радиосвязи широко используются военными. Для их использования зарезервированы отдельные полосы радиочастотного спектра. Это включает в себя части полосы 30-50 МГц и все полосы 100-100, 100-100,8 и 540-2400 МГц, а также совместное использование полосы 170-170 МГц.
Многие предприятия и отрасли по всему миру используют эти радиостанции в качестве основного средства связи, особенно из стационарного местоположения к мобильным пользователям (т. е. от базового объекта к парку мобильных телефонов). Коммерческие радиостанции обычно доступны в диапазонах частот VHF и UHF . 30−50 МГц (иногда называемый «Низкий диапазон VHF» или «Низкий диапазон»), 150,8−174 МГц (иногда называемый «Высокий диапазон VHF» или «Высокий диапазон»), 450−470 МГц «UHF». Во многих крупных населенных пунктах есть дополнительные частоты UHF от 470 до 512 МГц. Также есть небольшой сегмент на 220 МГц для LMR, но он мало используется. Диапазон 800 МГц (851–866 МГц) активно используется в большей части США. Частоты зарезервированы для общественной безопасности и для промышленных пользователей. Диапазон 900 МГц (935–940 МГц) доступен исключительно для промышленных пользователей. Наконец, органам общественной безопасности выделяется эксклюзивный диапазон частот 758–806 МГц. Низкий диапазон имеет большую дальность действия, но требует мобильных антенн высотой до девяти футов (2,7 м). Диапазоны VHF хорошо работают на открытом воздухе, над водоемами и во многих других приложениях. Диапазоны UHF обычно лучше работают в городских условиях и с проникающими препятствиями, такими как здания. Коммерческие и общественные пользователи безопасности обязаны получать лицензии Федеральной комиссии по связи США в Соединенных Штатах.
Мобильные и переносные станции имеют довольно ограниченный радиус действия, обычно от трех до двадцати миль (~5–32 км) в зависимости от рельефа местности. Для увеличения радиуса действия этих станций можно использовать ретрансляторы. Обычно их размещают на холмах и зданиях для увеличения радиуса действия.
Ретрансляторы имеют один или несколько приемников и передатчик с контроллером. Контроллер активирует ретранслятор, когда он обнаруживает несущую на одном из своих входящих каналов, представляющую говорящего пользователя. Ретранслятор принимает радиосигнал, демодулирует его в аудиосигнал , который фильтруется для удаления шума, и ретранслирует его по второму каналу, чтобы избежать помех с первым сигналом. Он принимается второй двухсторонней радиостанцией в расширенной зоне прослушивания ретранслятора. Когда второй пользователь отвечает по второму каналу, представляющему другую половину полудуплексного разговора , его сигнал принимается ретранслятором и аналогичным образом транслируется и ретранслируется по первому каналу обратно первому пользователю. Большинство контроллеров также декодируют тоны Continuous Tone-Coded Squelch System , что позволяет ретранслятору активироваться только в том случае, если станция отправляет определенный предварительно запрограммированный код, предотвращая использование ретранслятора неавторизованными станциями. Кроме того, поскольку ретрансляторы размещаются на возвышенностях, это также предотвращает помехи со стороны удаленных станций на той же частоте. Код Морзе или синтезированный голосовой модуль могут выдавать идентификатор станции для соответствия правилам идентификации станции. Крупные пользователи, которым предоставлено использование их собственных частот, могут быть освобождены от этого требования.
В ретрансляторах используются дуплексеры. Это узкополосные режекторные фильтры, обычно в массиве из шести, восьми, а иногда и четырех блоков. Они разделяют сигналы передатчика и приемника друг от друга, так что можно использовать одну антенну и коаксиальную линию. Хотя это решение очень эффективно и просто в установке, такие факторы, как влажность и температура, могут влиять на производительность дуплексеров, поэтому в большинстве конфигураций устанавливается осушитель, чтобы не допустить попадания влаги в дуплексеры и коаксиальный кабель, а также в отапливаемые здания, в которых они установлены. Также необходимо использовать высококачественный коаксиальный кабель, разъемы и антенны, поскольку система с одной антенной не так прощает ошибки, как система с двумя антеннами, поскольку любая утечка радиочастот или плохое соединение могут значительно снизить надежность и производительность ретранслятора. В некоторых приложениях кабели, идущие от ретранслятора и дуплексеров, должны быть настроены для смягчения этих проблем.
В системах с двумя антеннами есть две антенны и два отрезка коаксиального кабеля, идущих от передатчика и приемника. Обычно для изоляции двух систем используется тройной экранированный коаксиальный кабель и/или Heliax с низкими потерями. Системы с двумя антеннами обычно используются, если пространство башни не ограничено или доступно место для построения решетки. Единственная проблема с системами с двумя антеннами — это изоляция антенн, чтобы приемник не получал то, что выдает передатчик. Если это происходит, создается петля, очень похожая на обратную связь, слышимую, когда микрофон расположен рядом с динамиком. Когда это происходит, ретранслятор усиливает свой собственный сигнал, пока он не будет выключен или не истечет TOT (таймер тайм-аута).
Для решения этой проблемы антенны должны быть размещены на расстоянии нескольких длин волн друг от друга в противоположных вертикальных плоскостях. Например, антенна приемника поляризована вертикально, в то время как антенна передатчика размещается на одну длину волны (или более) ниже антенны приемника, но повернута на 180°, чтобы сохранить вертикальную поляризацию. Антенны, которые имеют нулевое пятно непосредственно над и под ними, являются отличным выбором, поскольку другая антенна может быть размещена в нулевой зоне и не будет затронута так сильно. Антенны также должны быть поляризованы так же, как станции, пытающиеся получить доступ к ретранслятору — обычно вертикальная поляризация.
В ноябре 2005 года многие автоматические гаражные ворота в Оттаве, Онтарио , Канада, внезапно [1] перестали работать из-за мощного радиосигнала, который, по-видимому, мешал работе пультов дистанционного управления, открывающих их. [2]
Летом 2004 года операторы гаражных ворот заметили похожие явления вокруг военных баз США. Сильные радиосигналы на частоте 390 МГц подавляли работу открывателей гаражных ворот. Один техник сравнил это с шепотом, конкурирующим с криком. [3]
Для удовлетворения нужд национальной обороны и выполнения правительственного распоряжения о том, чтобы агентства использовали электромагнитный спектр более эффективно, Министерство обороны (DOD) развертывает новые наземные мобильные радиостанции на военных объектах по всей стране. Новые наземные мобильные радиостанции работают в том же диапазоне частот — от 380 мегагерц (МГц) до 399,9 МГц — как и многие нелицензированные маломощные открыватели гаражных ворот, которые работали в этом диапазоне в течение многих лет. Хотя DOD является уполномоченным пользователем этого диапазона спектра в течение нескольких десятилетий, использование им наземных мобильных радиостанций между 380 МГц и 399,9 МГц является относительно новым. С развертыванием DOD новых радиостанций и более широким использованием диапазона спектра 380−399,9 МГц некоторые пользователи открывателей гаражных ворот столкнулись с различными уровнями неработоспособности, которые были отнесены к помехам, вызванным новыми радиостанциями. Тем не менее, поскольку открыватели гаражных ворот работают как нелицензированные устройства, они должны принимать любые помехи от уполномоченных пользователей спектра. Это требование вытекает из Части 15 правил Федеральной комиссии по связи (FCC). Открыватели гаражных ворот и другие нелицензированные устройства часто называют «устройствами Части 15». Конгресс поручил GAO рассмотреть потенциальные помехи в спектре, вызванные недавним развертыванием наземных мобильных радиостанций Министерством обороны. В частности, Конгресс попросил нас (1) определить масштаб проблемы помех в спектре, связанной с недавним тестированием и использованием мобильных радиостанций на военных объектах в Соединенных Штатах, (2) рассмотреть усилия, предпринятые Министерством обороны во время разработки своей системы наземной мобильной радиосвязи для выявления и предотвращения помех в спектре, и (3) определить усилия по решению этой проблемы.
— Отчет Счетной палаты США GAO-06-172R [4]