La radio móvil profesional (también conocida como radio móvil privada ( PMR ) en el Reino Unido) son sistemas de comunicación de voz por radio bidireccional de persona a persona que utilizan radios portátiles , móviles, de estación base y de consola de despacho . Los sistemas PMR se basan en estándares como MPT-1327 , TETRA , APCO 25 y DMR , que están diseñados para uso exclusivo de organizaciones específicas, o estándares como NXDN destinados a uso comercial general. Estos sistemas son utilizados por la policía , los bomberos , las ambulancias y los servicios de emergencia, y por empresas comerciales como taxis y servicios de entrega . La mayoría de los sistemas son semidúplex , en los que varias radios comparten un canal de radio común y solo una puede transmitir a la vez. Los transceptores normalmente están en modo de recepción, el usuario presiona un botón de pulsar para hablar en su micrófono cuando quiere hablar, lo que enciende su transmisor y apaga su receptor. Utilizan canales en las bandas VHF y UHF , lo que les da un alcance limitado, generalmente de 3 a 20 millas (4,8 a 32 km) según el terreno. La potencia de salida suele estar limitada a 4 vatios. Se utilizan repetidores instalados en edificios altos, colinas o picos de montañas para aumentar el alcance de los sistemas.
Cuando se empezaron a utilizar las radios móviles privadas o profesionales (PMR), los sistemas consistían simplemente en una única estación base con una serie de móviles que podían comunicarse con ella. Estos sistemas todavía se utilizan ampliamente en la actualidad, entre las empresas de taxis y muchas otras que los utilizan para comunicarse. Ahora, funciones como DTMF y CTCSS proporcionan una selección de llamadas adicional. Como la antena puede estar montada en una torre alta, la cobertura puede extenderse hasta distancias de cincuenta kilómetros. Esto resulta útil especialmente cuando no hay señal en un teléfono móvil GSM.
Las licencias se asignan para operar en un canal o canales en particular. El usuario puede utilizar estos canales para comunicarse con las estaciones móviles de su flota. La estación base puede ser operada por el propio usuario o puede ser operada por una compañía operadora que alquila canales a usuarios individuales. De esta manera, una sola estación base con varios canales diferentes puede ser operada por un operador para varios usuarios diferentes y esto permite un uso eficiente del equipo de la estación base. El sitio de la estación base también puede ubicarse en una posición que proporcione una cobertura de radio óptima y se pueden proporcionar líneas privadas para conectar la oficina de control del usuario con el sitio del transmisor. Como no hay un costo adicional por las transmisiones que se realizan, no se cobran las llamadas individuales, sino que se paga un alquiler por el uso general del sistema. Los usuarios que tienen sus propias licencias naturalmente tienen que pagar la licencia y el costo de compra y mantenimiento de ese equipo.
El término PMR es utilizado a menudo por el público y las publicaciones de revistas para referirse a los sistemas de radio PMR446 exentos de licencia de baja potencia (500 milivatios) que constan de dieciséis frecuencias FM entre 446,00625 y 446,19375 MHz para FM analógica y treinta y dos canales FDMA (digitales) entre 446,003125 y 446,196875 MHz. Se utilizan para comunicaciones personales o comerciales donde son legales. Los repetidores de frecuencia dividida no están permitidos en estas frecuencias y estas radios no se comunican con sistemas PMR con licencia. Las radios PMR446 son mucho más económicas que las que se utilizan para los sistemas PMR con licencia.
En general, la modulación de frecuencia de banda estrecha es la forma de modulación elegida, aunque los servicios aeroportuarios utilizan modulación de amplitud . Normalmente, se utiliza una desviación de 2,5 kHz para FM, lo que permite implementar una separación entre canales de 12,5 kHz. Como las demandas de PMR son altas, es necesario hacer un uso eficaz de los canales disponibles. Esto se logra reutilizando las frecuencias en diferentes áreas. Las estaciones base deben ubicarse lo suficientemente separadas entre sí para que no se produzcan interferencias, y también se utilizan técnicas de llamada selectiva como CTCSS y DTMF para garantizar que el mayor número posible de móviles puedan utilizar un canal determinado.
Los sistemas más simples funcionan con todas las radios en un canal de frecuencia y pueden escuchar todas las llamadas que se realizan. En algunas aplicaciones, esto puede no ser deseable y puede requerirse un sistema de llamada selectiva, en el que dos radios en un canal pueden tener una conversación privada que no es recibida por los demás, o en el que se puede contactar rápidamente a una radio específica y hacerla "sonar" casi como un teléfono común. Dos sistemas ampliamente utilizados son el sistema de silenciamiento de tono múltiple de doble frecuencia (DTMF) y el sistema de silenciamiento codificado de tono continuo (CTCSS).
Un sistema PMRS de señalización selectiva DTMF utiliza una secuencia de códigos de tonos audibles discretos, que representan números, transmitidos al comienzo de cada mensaje de voz para dirigir la transmisión a una estación o grupo de estaciones específicas. Se utiliza el código DTMF ( multifrecuencia de tono dual ), que también se utiliza universalmente para la marcación por tonos en la red telefónica pública mundial . Las ocho frecuencias de audio utilizadas en DTMF son 697, 770, 852, 941 Hz, que se denominan "tonos bajos", y 1209; 1336; 1477; y 1633 Hz, que son los "tonos altos". Los pares de un tono alto y uno bajo transmitidos juntos representan un número decimal. A cada estación se le asigna un indicativo DTMF único , que consta de varios números. El circuito de silenciamiento de cada radio decodifica los tonos y activa el audio del receptor si la transmisión está dirigida a esa radio. También hay un código para transmisiones "broadcast", que hace que la transmisión sea recibida por todas las radios del canal.
Una desventaja de este sistema es que, dado que el código DTMF se envía solo una vez al comienzo de un mensaje, si el receptor no capta el código debido a ruido temporal o malas condiciones de señal, el receptor no se encenderá y perderá todo el mensaje. Esto puede ser una desventaja importante porque las estaciones móviles a menudo pierden la señal durante períodos cortos mientras están en movimiento.
Otro sistema muy utilizado es el sistema de silenciamiento por tonos codificados continuos (CTCSS), también conocido como tonos subaudibles o tonos PL (una marca registrada de Motorola). Este sistema utiliza tonos de audio individuales en el rango de 67 a 257 Hz para dirigir cada mensaje a una radio específica o a un grupo (o flota) de radios. A cada radio o grupo se le asigna una frecuencia de tono diferente. El tono codificado se transmite de forma continua durante toda la transmisión de audio junto con la modulación de voz. Dado que los tonos están por debajo de la banda de paso de audio del receptor, aproximadamente entre 300 y 3000 Hz, se filtran en el amplificador de audio del receptor y, por lo tanto, no se escuchan.
Solo cuando se transmite el tono correcto para la estación requerida, se abre el silenciador de ese receptor (o grupo) y se escucha el audio transmitido. La ventaja de este sistema es que el tono de código se transmite durante toda la transmisión, en lugar de solo al principio como en el sistema DTMF anterior, por lo que el sistema funciona a pesar del ruido o las pérdidas de señal. Los sistemas suelen ser capaces de proporcionar entre 32 y 50 tonos diferentes entre 67 Hz y 254,1 Hz, lo que permite múltiples radios o grupos de radios direccionables por separado.
TETRA es un estándar moderno para radio móvil privada digital (PMR) y radio móvil de acceso público (PAMR).
El trabajo de desarrollo de las normas TETRA comenzó en 1990 y ha contado con el apoyo de la Comisión Europea y de los miembros del ETSI. La experiencia adquirida en el desarrollo de la norma de radio celular GSM , así como la experiencia adquirida en el desarrollo y uso de sistemas de radio troncalizados, también se han utilizado para elaborar la norma TETRA. Además, el proceso se ha beneficiado de la cooperación de fabricantes, usuarios, operadores y expertos de la industria. Con esta experiencia combinada, las primeras normas estuvieron listas en 1995 para permitir a los fabricantes diseñar sus equipos para que interoperaran con éxito.
TETRA asigna los canales a los usuarios que lo necesiten, tanto en modo de voz como de datos. Además, se encuentran disponibles redes nacionales y multinacionales y se puede admitir la itinerancia nacional e internacional. Para los sistemas civiles en Europa, se han asignado a TETRA las bandas de frecuencia de 410–430 MHz, 870–876 MHz / 915–921 MHz, 450–470 MHz, 385–390 MHz / 395–399,9 MHz. Para los servicios de emergencia en Europa, se han asignado las bandas de frecuencia de 380–383 MHz y 390–393 MHz. Además, se pueden utilizar las bandas completas o partes apropiadas de las bandas entre 383–385 MHz y 393–395 MHz.
Se encuentran disponibles modos de datos de circuito y de paquetes de baja velocidad, junto con alguna forma de cifrado . Los sistemas utilizan las asignaciones de frecuencia disponibles mediante tecnología de acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) con cuatro canales de usuario en una portadora de radio con un espaciamiento de 25 kHz entre portadoras.
El primer teléfono inteligente robusto de alta velocidad basado en la red TETRA se lanzó el 26 de mayo de 2011 [1] [2]
Una versión troncalizada del concepto de radio móvil privada (PMR) que se define en la norma MPT 1327 (MPT1327) se utiliza ampliamente y ofrece ventajas significativas sobre los sistemas de estación única más simples que se utilizan. MPT1327 permite que las estaciones se comuniquen en áreas más amplias y dispongan de instalaciones adicionales. En vista del altísimo costo de establecer redes troncalizadas, normalmente son administradas por grandes empresas de arrendamiento o consorcios que brindan un servicio a un gran número de usuarios. En vista de las áreas más amplias cubiertas por estas redes y la mayor complejidad, el equipo debe estandarizarse para que los proveedores puedan fabricar en mayores volúmenes y, de ese modo, reducir los costos a niveles aceptables. La mayoría de los sistemas de radio troncalizados siguen el formato MPT1327.
Para implementar la PMR troncalizada se configura una red de estaciones. Estas estaciones se enlazan generalmente mediante líneas terrestres, aunque también se utilizan fibras ópticas y radio punto a punto. De esta forma las distintas estaciones base pueden comunicarse entre sí.
Para poder transmitir la información de audio y también ejecutar las distintas tareas organizativas necesarias, el sistema requiere que estén disponibles distintos tipos de canales. Estos son los canales de control, de los cuales hay uno en cada dirección para cada estación base o controlador del sistema troncal (TSC).
Se utilizan varios canales de control diferentes para que las estaciones base adyacentes no interfieran entre sí, y las estaciones móviles exploran los diferentes canales para localizar la señal del canal de control más potente. Además de esto, existen los canales de tráfico. La especificación admite el uso de hasta 1024 canales de tráfico diferentes. De esta manera, una estación base puede admitir una gran cantidad de estaciones móviles diferentes que se comuniquen al mismo tiempo. Sin embargo, para sistemas pequeños con solo unos pocos canales, el canal de control también puede actuar como un canal de tráfico no dedicado.
Los canales de control utilizan señalización a 1200 bits por segundo con modulación de subportadora por desplazamiento rápido de frecuencia (FFSK). Está diseñado para su uso por unidades de radio móviles semidúplex de dos frecuencias y un TSC full duplex.
Para que el sistema funcione correctamente, es esencial que sepa dónde se encuentran los móviles para que las llamadas puedan dirigirse a ellos. El TSC (controlador del sistema de trunking) obtiene esta información cuando los móviles se "registran" en un canal de control. La norma MPT1327 describe varios mecanismos de registro cuyo objetivo es limitar la carga en el canal de control causada por la itinerancia de los móviles. Los registros pueden ser explícitos o implícitos. Un registro explícito puede iniciarse cuando el canal de control exige que un móvil emita una solicitud de registro, o puede iniciarse cuando un móvil se ha desplazado a una nueva área de registro. También es posible que un móvil se registre de forma implícita, en cuyo caso el TSC actualizará sus registros de registro cuando el móvil intente realizar una llamada. Es posible que el registro del TSC no coincida con la ubicación del móvil. Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando un móvil se apaga y luego se mueve dentro de la cobertura de un sitio diferente.
Para realizar una llamada saliente, el móvil transmite una solicitud a la estación base, tal como se solicita en el flujo de datos del canal de control de la estación base. El móvil transmite su propio código junto con el del destino de la llamada, ya sea otro móvil o una oficina de control. El software y los circuitos de control dentro de la estación base y el área de procesamiento de control central para la red configuran la red de modo que se asigne un canal para el audio (el canal de tráfico). También configura la conmutación en la red para enrutar la llamada al destino requerido.
Para permitir que la estación móvil reciba una llamada, se le envía un mensaje a través del flujo de datos del canal de control entrante para indicar que hay una llamada entrante. Se asignan canales y se configura la conmutación para proporcionar el enrutamiento correcto para la llamada.
En la norma no se describe ningún método para "transferir" el móvil de una estación base a la siguiente si se mueve fuera del alcance de la estación base a través de la cual se está realizando una llamada. De esta manera, el sistema no es una forma de teléfono celular. Por lo tanto, es necesario que la estación móvil permanezca dentro del área de servicio de la estación base a través de la cual se están realizando las llamadas.
La disciplina del canal de control es Aloha con ranuras , donde el canal de avance o de enlace descendente (el que reciben los móviles) proporciona intervalos de tiempo dentro de los cuales un móvil puede transmitir una solicitud en el canal de enlace ascendente. En general, un móvil solo puede transmitir en el canal de control si lo invita el TSC. Esta invitación puede estar dirigida explícitamente a un móvil o a un grupo; o puede ser de acceso aleatorio. Los intervalos de tiempo de acceso aleatorio se utilizarán cuando un usuario móvil inicie una llamada o cuando un móvil se registre en el TSC. En un canal de control con mucha carga, es probable que dos o más unidades de radio móviles intenten transmitir al mismo tiempo en el mismo intervalo de tiempo de acceso aleatorio. Esto lo detecta el móvil cuando no recibe la respuesta esperada del TSC dentro de un cierto tiempo de espera. El móvil puede entonces volver a intentar su solicitud en otro intervalo de acceso aleatorio. Los tiempos de espera y la cantidad de reintentos se configuran en el móvil cuando se configura para la red.
La señalización en el canal de control directo es nominalmente continua y cada ranura comprende palabras de código de 64 bits. El primer tipo es la palabra de código del sistema del canal de control (CSCC). Esta identifica el sistema a las unidades de radio móviles y también proporciona sincronización para la siguiente palabra de código de dirección. Como se mencionó, el segundo tipo de palabra es la palabra de código de dirección. Es la primera palabra de código de cualquier mensaje y define la naturaleza del mensaje. Es posible enviar datos a través del canal de control. Cuando esto ocurre, tanto la CSCC como las palabras de código de dirección se desplazan con los datos adjuntos a la palabra de código de dirección. La estructura de datos de la unidad de radio móvil es algo más simple. Consiste fundamentalmente en bits de sincronismo seguidos de la palabra de código de dirección.
Hay varios tipos diferentes de mensajes de canal de control que la estación base puede enviar a los móviles:
Aunque los datos se transmiten como información digital, los canales de audio o voz del sistema son analógicos y emplean FM. Sin embargo, se han realizado algunos trabajos para desarrollar sistemas completamente digitales. Los principales sistemas son de Motorola, Ericsson (EDACS) y Johnson (LTR). Estos sistemas no han obtenido una aceptación tan generalizada. [ cita requerida ]