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双方向無線機は、送信と受信の両方が可能な無線送受信機であり、同様の無線機を持つ他のユーザーとの双方向の音声通信に使用されます[ 1 ]。これに対し、放送受信機は送信を受信するだけです。
双方向無線機は通常、半二重通信チャネルを使用します。これは双方向通信を可能にしますが、一度に送信できるのは1人のユーザーのみという制限があります。（これは、送信が一方向にしかできない単方向通信や、双方向に同時に送信できる全二重通信とは対照的です。）そのため、グループ内のユーザーは順番に話す必要があります。無線機は通常受信モードになっているため、ユーザーはチャネル上の他のすべての送信を聞くことができます。ユーザーが話したいときは、「プッシュトゥトーク」ボタンを押します。これにより、受信機がオフになり、送信機がオンになります。ボタンを離すと、受信機が再びアクティブになります。複数のチャネルが用意されている場合があり、これにより、別々のユーザーグループが同じエリアで互いに干渉することなく通信できます。また、有効な送信を見つけるためにチャネルをスキャンするように設計された無線機もあります。他の双方向無線システムは全二重モードで動作し、両者が同時に話すことができます。そのためには、2 つの別々の無線チャネル、または時分割複信(TDD)などのチャネル共有方式を使用して、会話の 2 つの方向を単一の無線周波数で同時に伝送する必要があります。[ 2 ]
最初の双方向無線機は、第二次世界大戦中に警察や軍隊で使用するためにガルビン製造会社（現在はモトローラ・ソリューションズとして知られている）が1940年に導入したAM専用機器であり、その後、同社は1943年にウォーキートーキー[ 3 ]を発表しました。これは双方向無線機の最も有名な例です[ 4 ] 。
真に移動可能な最初の双方向無線機器は、 1923年にオーストラリアのビクトリア州警察のフレデリック・ウィリアム・ダウニー上級巡査によって開発されました。ビクトリア州警察は、世界で初めて車内で無線通信を使用し、それまで使用されていた公衆電話ボックスを介した非効率的な状況報告に終止符を打ちました。最初のセットは、ランチアのパトカーの後部座席の床の約半分を占めていました。 [ 5 ]
1933年、ニュージャージー州バイヨンヌの警察署は、中央固定局とパトカーに設置された無線トランシーバー間の双方向システムを正常に運用し、これにより緊急時に警察の対応を迅速に指示することが可能になった。[ 6 ]
双方向無線システムは、その特性に応じていくつかの方法で分類することができる。
マルチチャネルシステムでは、チャネルは別々の目的に使用されます。[ 7 ]
緊急アプリケーションでは、スキャン機能は使用されないか、スキャンリストが意図的に短く保たれています。APCOプロジェクト16の一部では、チャネルアクセス時間とシステムオーバーヘッドによる遅延の標準が設定されました。スキャン機能は、これらの遅延をさらに増加させる可能性があります。ある研究では、緊急サービスにおける0.4秒（400ミリ秒）を超える遅延は推奨されないと述べています。[ 8 ]
「半二重」という用語は、回線が一度に一方向に情報を送信できるが、同時に両方向に情報を送信できない有線通信システムに適用される。[ 9 ]
アナログシステムでは、家畜用水槽の水位など、単一の状態を伝達することができます。水槽設置場所の送信機は、一定の音声トーンを持つ信号を継続的に送信します。このトーンは、水槽の水位に応じてピッチが変化します。遠隔地のメーターは、トーンのピッチに対応して変化し、家畜用水槽内の水の量を示します。同様の方法を使用して、あらゆるアナログ状態をテレメトリすることができます。このタイプの無線システムは、4～20 mA電流ループと同等の役割を果たします。[ 11 ]米国では、これらのシステムには、72～76 MHz のミッドバンドまたは UHF 450～470 MHz のインタースティシャルチャネルがよく使用されます。一部のシステムでは、たとえば、それぞれを異なるトーンピッチの範囲に制限することにより、複数のアナログ状態のテレメトリを多重化しています。[ 12 ]
アナログシステムでも、VHFミッドバンドを除く同じ周波数帯で音声を送信できますが、VHFローバンド（25～50MHz）が追加されます。歴史的に見ると、双方向音声通信はすべてアナログ方式でした。
デジタルシステムは、コンピュータ支援配車 (CAD) からテキストメッセージを送信することができます。たとえば、レッカー車のディスプレイには、呼び出しのテキストによる場所と関連する詳細が表示されます。レッカー車の運転手は確認ボタンを押すことで、反対方向にデータを送信し、運転手が呼び出しを受信したことを示すことができます。これらは、前述の家畜用タンクのレベルなどのアナログテレメトリシステムに使用できます。別の可能性としては、路線バスのエンジンの潤滑油圧力やバスの現在の速度などがあります。アナログの状態はデータワードに変換されます。一部のシステムは、1) ページング受信機をビープ音で鳴らす、2) 数値メッセージを送信する、または 3) テキストメッセージを送信する、のいずれかの無線ページングメッセージを送信します。[ 13 ]
エンジニアリングされたシステムは、仕様または標準に近い性能を発揮するように設計されています。すべての機器が連携して動作するように設計されたシステムです。たとえば、米国の最新の地方自治体の双方向無線システムは、都市部で 95% のエリアをカバーするように設計されている場合があります。システム設計者は、無線周波数モデル、地形モデル、信号伝搬モデリングソフトウェアを使用して、定義された地理的エリア内で無線機が動作する場所を正確に推定しようとします。これらのモデルは、設計者が機器、機器の設置場所、アンテナを選択し、信号が建物をどれだけ透過するかを推定するのに役立ちます。これらのモデルは、ドライブテストと、受信信号強度、ビット誤り率、または伝送される音声品質などのパラメータの実際のフィールド測定によって裏付けられます。設計者は、意図したレベルの性能を達成するように、アンテナパターンを調整し、機器サイトを追加または移動し、アンテナネットワークを設計します。[ 14 ]
多くの携帯無線機はデューティサイクルに制限があります。デューティサイクルとは受信時間と送信時間の比率であり、一般的には送信機が無線機の背面にあるヒートシンクからどれだけ効率的に熱を放散できるかに依存します。10%のデューティサイクル（携帯無線機で一般的）は、10秒の送信時間と90秒の受信時間に相当します。一部の携帯機器と基地局機器は、異なる電力レベルで規定されています。たとえば、25ワットで100%のデューティサイクル、40ワットで15%のデューティサイクルなどです。[ 15 ]
政府機関では、計画や予想される耐用年数ではなく、予算に基づいて機器が交換されることがあります。政府機関の資金は周期的であったり、散発的であったりします。管理者は、双方向無線機器を無視して、コンピューターシステムや車両を交換したり、コンピューターや車両のサポート費用を予算化したりすることがあります。効率性の観点から見てメンテナンス費用が不合理であっても、機器が使用され続けることがあります。[ 16 ]
ある文書には、「7年」は警察業務におけるトランシーバーの想定寿命を超えていると書かれている。バッテリーはより頻繁に交換する必要があるとされている。同じ文書で言及されている12年前の指令コンソールは使用可能であると特定された。これらは、同じシステム内の他の場所で使用されている問題のある21年前のコンソールと比較された。[ 17 ]
別の情報源によると、コンソールや基地局などのシステムバックボーン機器の耐用年数は15年と見込まれている。モバイル無線機の耐用年数は10年と見込まれている。トランシーバーの耐用年数は通常8年である。[ 18 ]カリフォルニア州の文書では、一般サービス局が森林防火局で使用されている通信コンソールの耐用年数は10年と報告している。[ 19 ]
一般的な双方向無線機は固定無線周波数チャネルで動作しますが、有効な送信を見つけるために複数のチャネルをスキャンできるものもあります。[ 4 ]アナログの従来型システム（最も単純なタイプのシステム）では、周波数またはチャネルが通信情報を伝送する物理的な媒体またはリンクとして機能します。無線システムの性能は、使用される周波数帯域の特性に部分的に依存します。双方向無線システムの周波数の選択は、部分的に次の要因によって影響を受けます。[ 20 ]
最も一般的な双方向無線システムは、無線スペクトルのVHFおよびUHF部分で動作します。このスペクトル部分は放送や複数の競合する用途に多用されているため、効率的かつ干渉のない無線利用の両方の観点から、スペクトル管理は無線ユーザーを規制する政府の重要な活動となっています。両方のバンドはさまざまなユーザーに広く使用されています。[ 21 ]
双方向無線システムの有効な直接通信範囲は、周波数の関数である電波伝搬条件に依存します。 [ 22 ]
双方向無線機の通信範囲に影響を与える要因は他にもあり、天候、使用する周波数、障害物などが挙げられる。[ 22 ] [ 23 ]