陸上移動無線システム

陸上移動無線システム(LMRS) は、双方向無線 トランシーバー(音声送信機と受信機が1 つのユニットに統合) で構成される人対人の音声通信システムです。このトランシーバーは、固定式 (基地局ユニット)、移動式 (車両に搭載)、または携帯式 (ハンドヘルド トランシーバー、たとえば「トランシーバー」) のものがあります。

公衆陸上移動無線システムは、一般の人々に通信サービスを有料で提供する商業事業者が使用できます。これには、携帯電話やポケットベル サービスなどが例として挙げられます。

民間陸上移動無線システムは、警察、消防、救急車、その他の政府機関などの公共安全組織で使用できます。これらのシステムには、専用に周波数が割り当てられています。商用民間陸上移動システムは、ビジネス、産業、陸上輸送部門の企業で使用できます。ほとんどの周波数は他のユーザーと共有されます。陸上移動無線システムでは、VHFまたはUHF帯域のチャネルを使用します。これは、これらの短波長で使用されるアンテナが車両や携帯型トランシーバーに搭載できるほど小さいためです。送信機の電力は通常、数ワットに制限されており、地形に応じて 3 ～ 20 マイル (4.8 ～ 32 km) 程度の信頼性の高い動作範囲を提供します。高層ビル、丘、山頂に設置されたリピータを使用して、カバー範囲を拡大できます。古いシステムでは、振幅変調または通常は周波数変調を使用しますが、最近のシステムでは、音声だけでなくデータも送信できるデジタル変調を使用しています。ほとんどの (30 ～ 174 MHz) システムは、複数の無線が 1 つの無線チャネルを共有する単方向通信で動作します。一度に送信できるのは 1 つの無線のみです。それ以外の場合、トランシーバーは通常受信モードになっているため、ユーザーはそのチャンネル上の他の無線を聞くことができます。通話するには、ユーザーはプッシュ トークボタンを押してトランシーバーの送信機をオンにします。

陸上移動無線システムは軍隊で広く使用されています。無線スペクトルの個別の帯域が軍隊用に予約されています。これには、30 ～ 50 MHz 帯域の一部、100 ～ 100、100 ～ 100.8、540 ～ 2400 MHz 帯域全体、および 170 ～ 170 MHz 帯域の共用が含まれます。

世界中の多くの企業や産業では、特に固定場所から移動ユーザー (つまり、基地から移動体群) への通信に、これらの無線を主な通信手段として使用しています。商用無線は、通常、VHFおよびUHF周波数帯で利用できます。30〜50 MHz (「低 VHF 帯域」または「低帯域」と呼ばれることもあります)、150.8〜174 MHz (「高 VHF 帯域」または「高帯域」と呼ばれることもあります)、450〜470 MHz「UHF」。人口の多い多くの地域では、470 〜 512 MHz の UHF 周波数帯も追加されています。LMR 用の 220 MHz の小さなセグメントもありますが、ほとんど使用されていません。800 MHz 帯域 (851〜866 MHz) は、米国のほとんどの地域で頻繁に使用されています。周波数は、公衆安全および産業ユーザー用に予約されています。900 MHz 帯域 (935〜940 MHz) は、産業ユーザー専用です。最後に、公共安全機関には 758 ～ 806 MHz の専用周波数帯が割り当てられています。低帯域はより長い範囲をカバーできますが、高さ 9 フィート (2.7 m) のモバイル アンテナが必要です。VHF 帯域は屋外環境、水域、その他多くの用途でうまく機能します。UHF 帯域は、通常、都市環境や建物などの貫通障害物がある場合に優れたパフォーマンスを発揮します。米国では、 商業および公共安全のユーザーは米国連邦通信委員会のライセンスを取得する必要があります。

移動局やポータブル局の範囲は、地形に応じて通常 3 ～ 20 マイル (約 5 ～ 32 km) とかなり限られています。リピーターを使用すると、これらの局の範囲を拡大できます。リピーターは通常、範囲を拡大するために丘や建物の上に設置されます。

リピーターには、1 台以上の受信機と 1 台の送信機、およびコントローラーがあります。コントローラーは、ユーザーが話していることを示すキャリアを受信チャネルの 1 つで検出すると、リピーターを起動します。リピーターは無線信号を受信し、それをオーディオ信号に復調します。オーディオ信号はノイズを除去するためにフィルター処理され、最初の信号との干渉を避けるために 2 番目のチャネルで再送信します。これは、リピーターの拡張リスニング エリアにある 2 番目の双方向無線によって受信されます。2 番目のユーザーが 2 番目のチャネルで応答すると (これは半二重会話のもう半分を表します)、その信号はリピーターによって受信され、同様に変換されて最初のチャネルで最初のユーザーに再送信されます。ほとんどのコントローラーは、連続トーン コード スケルチ システムトーンもデコードします。これにより、ステーションが特定の事前プログラムされたコードを送信している場合にのみリピーターを起動できるため、許可されていないステーションがリピーターを使用するのを防ぐことができます。さらに、リピーターは高い場所に設置されるため、同じ周波数を使用する遠方のステーションが干渉するのを防ぐこともできます。モールス信号または合成音声モジュールは、局識別規則に準拠するために局 ID を生成することができます。独自の周波数の使用を割り当てられた大規模ユーザーは、この要件から免除される場合があります。

リピータ ユニットはデュプレクサを使用します。これらは通常 6、8、場合によっては 4 つのユニットの配列になっているノッチ フィルタです。これらは送信信号と受信信号を互いに分離し、1 つのアンテナと同軸ラインを使用できるようにします。このソリューションは非常に効率的でインストールも簡単ですが、湿度や温度などの要因がデュプレクサのパフォーマンスに影響する可能性があるため、ほとんどの構成では、デュプレクサと同軸ケーブル、およびそれらがインストールされている暖房付きの建物に湿気が入らないように乾燥機が設置されています。また、優れた品質の同軸ケーブル、コネクタ、アンテナを使用する必要があります。これは、RF 漏れや接続不良があると、リピータの信頼性とパフォーマンスが大幅に低下する可能性があるため、シングル アンテナはデュアル アンテナ システムほど許容度が高くないためです。一部のアプリケーションでは、リピータとデュプレクサからのケーブルを調整して、これらの問題を軽減する必要があります。

デュアル アンテナ システムでは、送信機と受信機から 2 つのアンテナと 2 本の同軸ケーブルが伸びています。通常、2 つのシステムを分離するために、3 重シールド同軸ケーブルまたは低損失 Heliax が使用されます。2 つのアンテナ システムは通常、タワーのスペースが制限されていない場合、またはアレイを構築するスペースがある場合に使用されます。デュアル アンテナ システムの唯一の問題は、アンテナを分離するため、受信機が送信機から送信されているものを受信できないことです。これが発生すると、マイクをスピーカーの近くに置いたときに聞こえるフィードバックとよく似たループが作成されます。これが発生すると、リピーターは、電源がオフになるか、TOT (タイムアウト タイマー) が期限切れになるまで、独自の信号を増幅します。

この問題を解決するには、アンテナを互いに数波長離して、反対の垂直面に配置する必要があります。たとえば、受信アンテナは垂直偏波ですが、送信アンテナは受信アンテナの 1 波長 (またはそれ以上) 下に配置されますが、垂直偏波を維持するために 180 度回転します。アンテナの真上と真下にヌル スポットがあるアンテナは、別のアンテナをヌル ゾーンに配置することができ、それほど影響を受けないため、優れた選択肢です。アンテナは、リピーターにアクセスしようとしているステーションと同じ偏波 (通常は垂直偏波) にする必要があります。

2005年11月、カナダのオンタリオ州オタワにある多くの自動ガレージドアが突然^[1]作動しなくなった。強力な無線信号がドアを開けるリモコンに干渉したためと思われる^{[2] 。}

2004 年の夏、ガレージ ドアのオペレーターは、米軍基地周辺で同様の現象に気付きました。390 MHz帯の強力な無線信号がガレージ ドアのオープナーを圧倒しました。ある技術者は、これをささやき声と叫び声が競い合っているようなものだと例えました。^[3]

国土防衛のニーズに対処し、政府機関が電磁スペクトルをより効率的に使用するという政府の指示に従うため、国防総省 (DOD) は全国の軍事施設に新しい陸上移動無線を配備しています。新しい陸上移動無線は、長年この範囲で動作してきた多くの無認可の低出力ガレージドアオープナーと同じ周波数範囲 (380 メガヘルツ (MHz) ～ 399.9 MHz) で動作します。国防総省は数十年にわたってこのスペクトル範囲の認可ユーザーでしたが、380 MHz ～ 399.9 MHz の陸上移動無線を使用するようになったのは比較的最近のことです。国防総省が新しい無線を配備し、380〜399.9 MHz の範囲のスペクトルの使用が増えたため、ガレージドアオープナーの一部のユーザーは、新しい無線が原因の干渉が原因であると考えられるさまざまなレベルの操作不能を経験しています。ただし、ガレージドアオープナーは無認可デバイスとして動作するため、認可されたスペクトルユーザーからの干渉は受け入れなければなりません。この要件は、連邦通信委員会 (FCC) 規制のパート 15 に由来しています。ガレージ ドア オープナーやその他の無認可デバイスは、多くの場合「パート 15 デバイス」と呼ばれます。議会は、GAO に、国防総省の最近の陸上移動無線の配備によって引き起こされる可能性のあるスペクトル干渉を検討するよう要請しました。具体的には、議会は、(1) 米国の軍事施設での移動無線の最近のテストと使用に関連するスペクトル干渉の問題の範囲を特定すること、(2) 国防総省が陸上移動無線システムの開発中にスペクトル干渉を特定して回避するために行った取り組みを検討すること、(3) 問題に対処するための取り組みを特定することを要求しました。

— 政府監査院報告書GAO-06-172R ^[4]

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