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一体となった装置)で構成される、個人間の音声通信システムです。トランシーバーは、固定式(基地局)、移動式(車両に搭載)、携帯式(トランシーバー、例:「トランシーバー」)などがあります。
公共の陸上移動無線システムは、有料で一般向けに通信サービスを提供する事業者が利用できます。これには、例えば携帯電話サービスやページングサービスなどが含まれます。
民間の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機関が利用できます。これらのシステムには、専用の周波数が割り当てられています。商用の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向けに提供されています。ほとんどの周波数は他のユーザーと共有されています。陸上移動無線システムは、VHFまたはUHFバンドのチャネルを使用します。これは、これらの短い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。送信出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)程度の信頼できる動作範囲を提供します。高層ビル、丘、または山頂に設置された中継器を使用して、カバレッジエリアを拡大できます。古いシステムは振幅変調または通常は周波数変調を使用しますが、最近のシステムの中には、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するものもあります。ほとんどの (30 ~ 174 MHz) システムはシンプレックスで動作し、複数の無線機が単一の無線チャネルを共有します。一度に送信できる無線機は 1 台のみです。トランシーバーは通常、受信モードになっているため、ユーザーは同じチャンネル上の他の無線機の音声を聞くことができます。話すには、プッシュトゥ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事用途で広く利用されている。無線周波数帯域には、陸上移動無線システム専用の周波数帯が設けられている。これには、30~50MHz 帯の一部、100~100MHz帯、100~100.8MHz帯、540~2400MHz帯の全帯域 、および170~170MHz帯の共用が含まれる 。
世界中の多くの企業や産業では、これらの無線機を主要な通信手段として使用しており、特に固定拠点から移動ユーザー(つまり、基地局から移動端末群)への通信に使用されています。商用無線機は通常、VHFおよびUHF周波数帯で利用可能です。30〜50 MHz(「低 VHF 帯」または「低帯」と呼ばれること もあります)、150.8〜174 MHz(「高 VHF 帯」または「高帯」と呼ばれることもあります)、450〜470 MHz「UHF」。人口の多い地域では、470〜512 MHz の追加 UHF 周波数があります。LMR 用に 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(851〜866 MHz)は、米国のほとんどの地域で広く使用されています。周波数は、公共の安全と産業ユーザー用に予約されています。900 MHz 帯(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758~806MHzの専用周波数帯が割り当てられています 。低周波数帯は通信距離が長いですが、高さ9フィート(2.7m )にもなる移動式アンテナが必要です。VHF帯は屋外環境、水上、その他多くの用途で優れた性能を発揮します。UHF帯は一般的に都市環境や建物などの障害物がある場所でより優れた性能を発揮します。米国では、商用および公共安全機関の利用者は米国連邦通信委員会(FCC)のライセンスを取得する必要があります。
移動局や携帯局の通信範囲は、 地形にもよりますが、通常3~20マイル(約5~32km)とかなり限られています。これらの局の通信範囲を拡張するために、中継器を使用することができます。中継器は通常、通信範囲を広げるために丘や建物の上に設置されます。
中継器は、1つ以上の受信機と送信機、そして制御装置で構成されています。制御装置は、受信チャネルのいずれかで搬送波(話しているユーザーを表す)を検出すると、中継器を起動します。中継器は無線信号を受信し、ノイズを除去するためにフィルタリングされた音声信号に復調し、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、中継器の拡張受信エリアにある2台目の双方向無線機で受信されます。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一方の半分を表します)、その信号は中継器で受信され、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。ほとんどの制御装置は、連続トーン符号化スケルチシステム(CTCS)トーンも復号します。これにより、中継器は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起動し、許可されていない局が中継器を使用することを防ぎます。さらに、中継器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局からの干渉も防ぎます。局識別規則を遵守するため、モールス信号または合成音声モジュールを用いて局識別情報を生成することができる。専用周波数の使用権を割り当てられた大規模利用者は、この要件から免除される場合がある。
リピーターユニットはデュプレクサを使用します。デュプレクサは通常、6個、8個、場合によっては4個のユニットが配列されたノッチフィルタです。送信信号と受信信号を分離することで、1本のアンテナと1本の同軸ケーブルで済むようになります。このソリューションは非常に効率的で設置も容易ですが、湿度や温度などの要因がデュプレクサの性能に影響を与え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から湿気を取り除くために乾燥機が設置され、設置場所となる建物も暖房設備が備えられています。また、シングルアンテナシステムはデュアルアンテナシステムほど柔軟性がないため、RF漏洩や接続不良があるとリピーターの信頼性と性能が著しく低下する可能性があるため、高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。用途によっては、これらの問題を軽減するために、リピーターとデュプレクサ間のケーブルを調整する必要がある場合もあります。
デュアルアンテナシステムでは、送信機と受信機からそれぞれ2本のアンテナと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、トリプルシールド同軸ケーブルまたは低損失ヘリアックスケーブルが使用されます。2アンテナシステムは、タワーの設置スペースに制限がない場合、またはアレイを構築できるスペースがある場合によく使用されます。デュアルアンテナシステムの唯一の問題点は、受信機が送信機から出力される信号を受信しないようにアンテナを分離することです。受信してしまうと、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のように、ループが発生します。この場合、リピーターは電源が切れるか、タイムアウトタイマー(TOT)が切れるまで、自身の信号を増幅し続けます。
この問題を解決するには、アンテナを互いに数波長離れた、反対方向の垂直面に配置する必要があります。例えば、受信アンテナは垂直偏波とし、送信アンテナは受信アンテナより1波長(またはそれ以上)下に配置しますが、垂直偏波を維持するために180°回転させます。アンテナの真上と真下にヌル点があるアンテナは、ヌル点に別のアンテナを配置しても影響が少ないため、最適な選択肢となります。また、アンテナは中継器にアクセスしようとする局と同じ偏波(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、強力な無線信号がリモコンに干渉していると思われるため、突然[ 1 ]動作しなくなった。 [ 2 ]
2004年の夏、米軍基地周辺でガレージドアのオペレーターが同様の現象に気づいた。390MHz帯の強力な無線信号がガレージドアオープナーを圧倒したのだ。ある技術者はそれをささやき声と叫び声が競合するようなものだと例えた。[ 3 ]
国土防衛のニーズに対応し、政府機関が電磁スペクトルをより効率的に使用するよう求める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機を配備しています。新しい陸上移動無線機は、長年この周波数帯で動作してきた多くの無免許低出力ガレージドアオープナーと同じ周波数帯(380 MHz~399.9 MHz)で動作します。DOD はこの周波数帯を数十年にわたり認可された使用者ですが、380 MHz~399.9 MHz の陸上移動無線機の使用は比較的新しいものです。DOD が新しい無線機を配備し、380~399.9 MHz の周波数帯の使用が増加したことにより、ガレージドアオープナーの一部のユーザーは、新しい無線機による干渉が原因と考えられる、さまざまなレベルの動作不良を経験しています。しかし、ガレージドアオープナーは無免許機器として動作するため、認可された周波数使用者からの干渉を受け入れざるを得ません。この要件は、連邦通信委員会(FCC)規則のパート15に由来します。ガレージドアオープナーやその他の免許不要の機器は、「パート15機器」と呼ばれることがよくあります。議会は、国防総省が最近展開した陸上移動無線機によって引き起こされる可能性のあるスペクトル干渉について、GAOに調査を依頼しました。具体的には、議会は、(1)米国の軍事施設での移動無線機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決定すること、(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調査すること、および(3)問題に対処するための取り組みを特定することを私たちに求めました。