Tvåvägsradio

Den här artikeln handlar om tvåvägsradio i allmänhet. För handhållna tvåvägsradio, se Walkie-talkie .
Sjöflygledaren kommunicerar med flygplan via tvåvägsradioheadset
En mängd bärbara handhållna tvåvägsradioapparater för privat bruk

En tvåvägsradio är en radiosändtagare (en radio som både kan sända och ta emot radiovågor ), som används för dubbelriktad person-till-person röstkommunikation med andra användare med liknande radioapparater ; till skillnad från en sändningsmottagare, som endast tar emot sändningar.

Tvåvägsradio använder vanligtvis en halvduplex kommunikationskanal, som tillåter tvåvägskommunikation, om än med begränsningen att endast en användare kan sända åt gången. (Detta står i motsats till simplexkommunikation , där överföring endast kan skickas i en riktning, och full-duplex, som tillåter överföring i båda riktningarna samtidigt.) Detta kräver att användare i en grupp turas om att prata. Radion är normalt i mottagningsläge så att användaren kan höra alla andra sändningar på kanalen. När användaren vill prata trycker de på en " push-to-talk "-knapp, som stänger av mottagaren och slår på sändaren; när knappen släpps aktiveras mottagaren igen. Flera kanaler tillhandahålls så att separata användargrupper kan kommunicera i samma område utan att störa varandra och vissa radioapparater är utformade för att skanna kanalerna för att hitta en giltig överföring. Andra tvåvägsradiosystem fungerar i full-duplex- läge, där båda parter kan prata samtidigt. Detta kräver antingen två separata radiokanaler eller kanaldelningsmetoder såsom tidsdelningsduplex (TDD) för att bära de två riktningarna av konversationen samtidigt på en enda radiofrekvens.

Den första tvåvägsradion var en AM-enhet som introducerades av Galvin Manufacturing Corporation 1940 för användning av polis och militär under andra världskriget , och följt av företagets 1943 introduktion av Walkie-Talkie, det mest kända exemplet av en tvåvägsradio.

Historia

VHF marinradio på ett fartyg
Tvåvägsradio i en brandbil som används av brandmän för att kommunicera med sin avsändare

Den första riktigt mobila tvåvägsradioutrustningen utvecklades i Australien 1923 av seniorkonstapel Frederick William Downie från den viktorianska polisen. Victoriapolisen var först i världen med att använda trådlös kommunikation i bilar, vilket satte stopp för de ineffektiva statusrapporterna via allmänna telefonlådor som hade använts fram till den tiden . De första seten tog upp hela baksätet på Lancias patrullbilar.

År 1933 drev Bayonne, New Jerseys polisavdelning framgångsrikt ett tvåvägssystem mellan en central fast station och radiosändare installerade i polisbilar; detta gjorde det möjligt att snabbt rikta polisinsatser i nödsituationer.

Typer

Flera bärbara tvåvägsradioapparater designade för offentliga tjänster (polis, brand, räddning) kompatibla med Project 25 digital radiostandard
En mobil medborgarbandsradio i en lastbil

Tvåvägsradiosystem kan klassificeras på flera sätt beroende på deras attribut.

Konventionell kontra trunkad

Konventionell

I flerkanalssystem används kanaler för separata ändamål.

Scanning i konventionella radioapparater

Scanningsfunktioner används antingen inte eller så hålls skanningslistor avsiktligt korta i nödtillämpningar. En del av APCO Project 16 satte standarder för kanalåtkomsttider och fördröjningar orsakade av systemoverhead. Skanningsfunktioner kan öka dessa förseningar ytterligare. En studie sa att förseningar på längre än 0,4 sekunder (400 millisekunder) i räddningstjänst inte rekommenderas.

Duplex

Termen "halv duplex" används för trådbundna kommunikationssystem där kretsen kan skicka information i en riktning åt gången men inte i båda riktningarna samtidigt.

  • Fördel: duplexkanaler tillåter vanligtvis repeaterdrift som utökar räckvidden (i de flesta fall på grund av ökad sändningseffekt och förbättrad antennplacering/höjd) – speciellt där handhållna radioapparater används.
  • Nackdel: Om en radio inte kan nå repeatern kan den inte kommunicera. Detta kan mildras med en "prata runt" eller "bil till bil"-inställning där stationer utanför basens räckvidd kan prata direkt med varandra, alternerande sändnings- och mottagningsroller i simplex-sätt på en enda frekvens.

Analog

Analoga system kan kommunicera ett enda tillstånd, såsom vattennivån i en boskapstank. En sändare på tankplatsen sänder kontinuerligt en signal med en konstant ljudton. Tonen skulle ändras i tonhöjd för att indikera tankens vattennivå. En meter vid den avlägsna änden skulle variera, motsvarande tonhöjden, för att indikera mängden vatten som finns i boskapstanken. Liknande metoder kan användas för att telemäta alla analoga tillstånd. Denna typ av radiosystem tjänar ett syfte som motsvarar en fyra-till-tjugo milliampereslinga . I USA används ofta mellanbandskanaler på 72–76 MHz eller UHF 450–470 MHz för dessa system. Vissa system multiplex telemetri av flera analoga tillstånd genom att begränsa var och en till ett separat område av tonhöjder, till exempel.

Digital

Digitala system kan kommunicera textmeddelanden från datorstödd sändning (CAD). Till exempel kan en display i en bärgningsbil ge en textuell plats för ett samtal och alla relaterade detaljer. Bärgningsbilsföraren kan trycka på en bekräftelseknapp , skicka data i motsatt riktning och flagga samtalet som mottaget av föraren. De kan användas för analoga telemetrisystem, såsom nivåerna i boskapstankarna, som beskrivs ovan. En annan möjlighet är smörjoljetrycket i en transitbussmotor, eller bussens aktuella hastighet. Analoga villkor översätts till dataord. Vissa system skickar radiopersonsökningsmeddelanden som antingen kan 1) pipe en personsökarmottagare, 2) skicka ett numeriskt meddelande eller 3) skicka ett textmeddelande.

Konstruerad kontra inte konstruerad

Konstruerade system är designade för att prestera nära en specifikation eller standard. De är designade som system med all utrustning matchad för att fungera tillsammans. Till exempel kan ett modernt, kommunalt tvåvägsradiosystem i USA utformas för att ge 95 % områdestäckning i ett stadsområde. Systemdesigners använder radiofrekvensmodeller, terrängmodeller och programvara för signalutbredning i ett försök att exakt uppskatta var radioapparater kommer att fungera inom ett definierat geografiskt område. Modellerna hjälper designers att välja utrustning, utrustningsplatser, antenner och uppskatta hur väl signaler kommer att penetrera byggnader. Dessa modeller kommer att backas upp av frekvensomriktartestning och faktiska fältsignalnivåmätningar. Designers justerar antennmönster, lägger till eller flyttar utrustningsplatser och designar antennnätverk på ett sätt som kommer att uppnå den avsedda prestandanivån.

Tillval, arbetscykel och konfiguration

Exempel på styrarrangemang på en konfigurerad P25 -kapabel handhållen radio.

Många mobiler och handdatorer har en begränsad driftcykel. Duty Cycle är förhållandet mellan lyssningstid och sändningstid och är i allmänhet beroende av hur väl sändaren kan avge värmen från kylflänsen på baksidan av radion. En 10 % arbetscykel (vanlig på handdatorer) översätts till 10 sekunders sändningstid till 90 sekunders mottagningstid. Viss mobil- och basutrustning är specificerad vid olika effektnivåer – till exempel 100 % arbetscykel vid 25 watt och 15 % vid 40 watt.

Motorola MOTOTRBO Repeater DR3000 med duplexer monterad i Flightcase, 100 % Duty cycle upp till 40 W uteffekt

Livslängd på utrustning

I statliga system kan utrustning ersättas baserat på budgetering snarare än någon plan eller förväntad livslängd. Finansiering i statliga myndigheter kan vara cyklisk eller sporadisk. Chefer kan byta ut datorsystem, fordon eller budgetdator- och fordonssupportkostnader samtidigt som de ignorerar tvåvägsradioutrustning. Utrustning kan fortsätta att användas även om underhållskostnaderna är orimliga sett ur effektivitetssynpunkt.

Ett dokument säger att "sju år" är längre än den förväntade livslängden för walkie-talkies i polistjänst. Batterier uppges behöva bytas oftare. Tolv år gamla sändningskonsoler som nämns i samma dokument identifierades som användbara. Dessa jämfördes med problematiska 21 år gamla konsoler som används på andra ställen i samma system.

En annan källa säger att systembasutrustning som konsoler och basstationer förväntas ha en livslängd på femton år. Mobilradio förväntas hålla tio år. Walkie talkies varar vanligtvis åtta. I ett dokument i delstaten Kalifornien rapporterar Department of General Services förväntad livslängd för en kommunikationskonsol som används i Department of Forestry and Fire Protection är 10 år.

Tvåvägs radiofrekvenser

Två GMRS-radioapparater, en handmikrofon och två FRS-radioapparater

Typiska tvåvägsradio fungerar på fasta radiofrekvenskanaler, även om vissa kan skanna flera kanaler för att hitta en giltig överföring. [ opålitlig källa? ] I ett analogt, konventionellt system (den enklaste typen av system) fungerar en frekvens eller kanal som ett fysiskt medium eller länk som bär kommunicerad information. Prestandan hos ett radiosystem är delvis beroende av egenskaperna hos det använda frekvensbandet. Valet av en frekvens för ett tvåvägsradiosystem påverkas delvis av:

  • statliga tillstånd och föreskrifter.
  • lokal överbelastning eller tillgänglighet av frekvenser.
  • terräng, eftersom radiosignaler färdas olika i skogar och stadsvyer.
  • förekomsten av brus, störningar eller intermodulation.
  • himmelvågsinterferens under 50–60 MHz och troposfärisk böjning vid VHF .
  • i USA kräver vissa frekvenser godkännande av en frekvenssamordningskommitté.

UHF kontra VHF

De vanligaste tvåvägsradiosystemen fungerar i VHF- och UHF -delarna av radiospektrumet . Eftersom denna del av spektrumet används mycket för sändningar och flera konkurrerande användningar, har spektrumhantering blivit en viktig aktivitet för regeringar för att reglera radioanvändare i intresset för både effektiv och icke-störande användning av radio. Båda banden används allmänt för olika användare.

Räckvidd

Den användbara direkta räckvidden för ett tvåvägsradiosystem beror på radioutbredningsförhållanden , som är en funktion av frekvensen.

Det finns andra faktorer som påverkar räckvidden för en tvåvägsradio som väder, exakt frekvens som används och hinder.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Two-way_radio&oldid=1144579452 "