La radio móvil o móviles se refiere a sistemas y dispositivos de comunicaciones inalámbricas que se basan en frecuencias de radio (usando comúnmente frecuencias UHF o VHF ) y donde la ruta de las comunicaciones es móvil en ambos extremos. Existe una variedad de puntos de vista sobre lo que constituye un equipo móvil. Para fines de licencia de EE. UU., los móviles pueden incluir equipos que se llevan en la mano (a veces llamados portátiles ). Un término obsoleto es radiófono . [un] [1] [2] [3]
Un vendedor o un taller de reparación de radios entendería que la palabra móvil significa montado en un vehículo : un transmisor-receptor (transceptor) utilizado para comunicaciones por radio desde un vehículo. Las radios móviles se montan en un vehículo motorizado, normalmente con el micrófono y el panel de control al alcance del conductor. En los EE. UU., un dispositivo de este tipo normalmente funciona con el sistema eléctrico de 12 voltios del vehículo anfitrión.
Algunas radios móviles se montan en aviones (móviles aeronáuticos), a bordo de barcos (móviles marítimos), en motocicletas o en locomotoras de ferrocarril. La potencia puede variar con cada plataforma. Por ejemplo, una radio móvil instalada en una locomotora funcionaría con corriente continua de 72 o 30 voltios. Un barco grande con alimentación de 117 V CA podría tener una estación base montada en el puente del barco.
Según el artículo 1.67 de la UIT , una radio móvil es "una estación del servicio móvil destinada a ser utilizada en movimiento o durante paradas en puntos no especificados". [4]
La distinción entre radioteléfonos y radiotransmisores se está volviendo borrosa a medida que las dos tecnologías se fusionan. [ cita necesaria ] La columna vertebral o infraestructura que respalda el sistema define qué categoría o taxonomía se aplica. Un paralelo a este concepto es la convergencia de la informática y los teléfonos.
Los radioteléfonos son full-duplex (habla y escucha simultáneamente), conmutados por circuitos y se comunican principalmente con teléfonos conectados a la red telefónica pública conmutada . [ cita necesaria ] La conexión se configura en función del marcado del usuario. [ cita necesaria ] La conexión se desconecta cuando se presiona el botón de finalizar . Funcionan sobre infraestructura basada en telefonía como AMPS o GSM . [ cita necesaria ]
La radio bidireccional es principalmente una herramienta de despacho [ cita necesaria ] destinada a comunicarse en modos simplex o semidúplex mediante pulsar para hablar, y destinada principalmente a comunicarse con otras radios en lugar de teléfonos. Estos sistemas funcionan con una infraestructura basada en pulsar para hablar, como iDEN de Nextel , Specialized Mobile Radio (SMR), MPT-1327 , Enhanced Specialized Mobile Radio (ESMR) o sistemas bidireccionales convencionales. Ciertos sistemas de radio bidireccionales modernos pueden tener capacidad telefónica full-duplex.
Los primeros usuarios de equipos de radio móviles incluyeron el transporte y el gobierno. Estos sistemas utilizaban transmisiones unidireccionales en lugar de conversaciones bidireccionales. Los ferrocarriles utilizaban comunicaciones de rango de frecuencia media ( MF ) (similar a la banda de transmisión AM) para mejorar la seguridad. En lugar de colgarse de la cabina de una locomotora y recibir pedidos de trenes mientras pasaban por una estación, las comunicaciones de voz con trenes en marcha se hicieron posibles. Las radios conectaban el furgón de cola con la cabina de la locomotora. Los primeros sistemas de radio de la policía eran inicialmente unidireccionales y utilizaban frecuencias MF por encima de la banda de transmisión AM (1,7 MHz ). Algunos de los primeros sistemas respondían al envío en un enlace de 30-50 MHz (llamado banda cruzada ).
Las primeras radios móviles utilizaban modulación de amplitud (AM) para transmitir inteligencia a través del canal de comunicaciones. Con el tiempo, los problemas con las fuentes de ruido eléctrico demostraron que la modulación de frecuencia (FM) era superior por su capacidad para hacer frente al encendido de vehículos y al ruido de las líneas eléctricas. El rango de frecuencia utilizado por la mayoría de los primeros sistemas de radio, 25 a 50 MHz (vhf "banda baja"), es particularmente susceptible al problema del ruido eléctrico. Esto, más la necesidad de más canales, llevó a la eventual expansión de las comunicaciones por radio bidireccionales a la "banda alta" VHF (150-174 MHz) y UHF (450-470 MHz). Desde entonces, la banda UHF se ha vuelto a ampliar.
Uno de los principales desafíos en las primeras tecnologías de radio móvil fue el de convertir la fuente de alimentación de seis o doce voltios del vehículo al alto voltaje necesario para operar los tubos de vacío de la radio. Las primeras radios de tipo tubo usaban dinamotores, esencialmente un motor de seis o doce voltios que hacía girar un generador para proporcionar los altos voltajes requeridos por los tubos de vacío. Algunas de las primeras radios móviles eran del tamaño de una maleta o tenían cajas separadas para el transmisor y el receptor. Con el paso del tiempo, la tecnología de suministro de energía evolucionó para utilizar primero vibradores electromecánicos y luego fuentes de alimentación de estado sólido para proporcionar alto voltaje a los tubos de vacío. Estos circuitos, llamados " inversores ", cambiaban la corriente continua (CC) de 6 o 12 V por corriente alterna (CA) que podía pasar a través de un transformador para generar alto voltaje. Luego, la fuente de alimentación rectificó este alto voltaje para generar el alto voltaje CC requerido para los tubos de vacío (llamados válvulas en inglés británico). Las fuentes de alimentación necesarias para alimentar las radios de tubo de vacío dieron como resultado un rasgo común de las radios móviles de tipo tubo: su gran peso debido a los transformadores con núcleo de hierro de las fuentes de alimentación. Estas fuentes de alimentación de alto voltaje eran ineficientes y los filamentos de los tubos de vacío aumentaban las demandas actuales, poniendo a prueba los sistemas eléctricos de los vehículos. A veces, era necesaria una actualización del generador o alternador para soportar la corriente requerida por una radio móvil de tipo tubo.
Ejemplos de radios móviles tipo tubo de EE. UU. de las décadas de 1950 y 1960 sin transistores :
Los equipos de diferentes fabricantes estadounidenses tenían características similares. Esto fue dictado en parte por las regulaciones de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) . El requisito de que se prohibiera el uso del transmisor de radio a personas no autorizadas significó que muchas radios estaban cableadas para que no pudieran transmitir a menos que el encendido del vehículo estuviera encendido. Las personas sin llave del vehículo no podrían transmitir. El equipo tenía que ser "aceptado de tipo" o aprobado técnicamente por la FCC antes de poder ofrecerlo a la venta. Para ser aceptado, el aparato de radio tenía que estar equipado con una luz indicadora, generalmente verde o amarilla, que mostraba que se había encendido energía y que el radio estaba listo para transmitir. También se requería que las radios tuvieran una lámpara (generalmente roja) que indicara cuando el transmisor estaba encendido. Estos rasgos continúan en el diseño de las radios modernas.
Las primeras radios de tipo tubo funcionaban con una separación de canales de 50 kHz con una desviación de modulación de ±15 kHz. Esto significaba que la cantidad de canales de radio que podían acomodarse en el espectro de radiofrecuencia disponible estaba limitada a un número determinado, dictado por el ancho de banda de la señal en cada canal.
Los equipos electrónicos de estado sólido llegaron en la década de 1960, con circuitos más eficientes y de menor tamaño. La integración a gran escala (LSI) de semiconductores de óxido metálico (MOS ) proporcionó una solución práctica y económica para la tecnología de radio y se utilizó en sistemas de radio móviles a principios de la década de 1970. [5] La separación entre canales se redujo a 20–30 kHz y la desviación de modulación cayó a ±5 kHz. Esto se hizo para permitir una mayor disponibilidad de espectro de radio para dar cabida al grupo nacional de usuarios de radio bidireccionales en rápido crecimiento. A mediados de la década de 1970, los amplificadores de potencia de transmisor de tipo tubo habían sido reemplazados por transistores de alta potencia . Desde la década de 1960 hasta la de 1980, los usuarios de grandes sistemas con requisitos especializados a menudo tenían radios personalizadas diseñadas para sus sistemas únicos. Los sistemas con codificadores de tonos CTCSS múltiples y más de dos canales eran inusuales. Los fabricantes de radios móviles construyeron equipos personalizados para grandes flotas de radio, como el Departamento Forestal de California y la Patrulla de Caminos de California .
Ejemplos de radios móviles híbridas parcialmente de estado sólido de EE. UU.:
El diseño personalizado para un cliente en particular es cosa del pasado. Los equipos de radio móviles modernos son "ricos en funciones". Una radio móvil puede tener 100 o más canales, estar controlada por un microprocesador y tener opciones integradas como la identificación de la unidad . Por lo general, se requiere una computadora y un software para programar las funciones y canales de la radio móvil. Los menús de opciones pueden tener varios niveles de profundidad y ofrecer una complicada variedad de posibilidades. Algunas radios móviles tienen pantallas alfanuméricas que traducen los números de canal (F1, F2) a una frase más significativa para el usuario, como "Providence Base", "Boston Base", etc. Las radios ahora están diseñadas con una gran variedad de características para impedir la Necesidad de diseño personalizado. Por ejemplo, la radio móvil HM68X de Hytera , que se presentó en septiembre de 2022, ofrece una variedad de funciones, que incluyen ubicación GPS, alarma de emergencia, cancelación de ruido y más. [6]
Ejemplos de radios móviles estadounidenses controladas por microprocesador:
Como el uso de equipos de radio móviles prácticamente se ha disparado, la separación entre canales ha tenido que reducirse nuevamente a 12,5-15 kHz y la desviación de modulación se redujo a ±2,5 kilohercios. Para poder adaptarse a vehículos más pequeños y económicos, las radios actuales tienden a adoptar tamaños radicalmente más pequeños que sus antecesores de tipo tubo.
Las comunicaciones de radio analógicas tradicionales han sido superadas por capacidades de comunicaciones de voz por radio digitales que brindan mayor claridad de transmisión, habilitan características de seguridad como el cifrado y, dentro de la red, permiten transmisiones de datos de banda baja para dar cabida a mensajes simples de texto o imágenes, por ejemplo. (Ejemplos: Proyecto 25 (APCO-25), Radio troncal terrestre ( TETRA ), DMR .)
Las radios móviles comerciales y profesionales a menudo se compran a un proveedor o distribuidor de equipos cuyo personal instalará el equipo en los vehículos del usuario. Los usuarios de flotas grandes pueden comprar radios directamente de un fabricante de equipos e incluso emplear su propio personal técnico para la instalación y el mantenimiento.
Una radio móvil moderna consta de un transceptor de radio, alojado en una sola caja, y un micrófono con un botón "pulsar para hablar". Cada instalación contaría además con una antena montada en el vehículo conectada al transceptor mediante un cable coaxial. Algunos modelos pueden tener un altavoz externo independiente que se puede colocar y orientar de cara al conductor para superar el ruido ambiental de la carretera presente durante la conducción. El instalador tendría que ubicar este equipo de manera que no interfiera con el techo corredizo, el sistema electrónico de gestión del motor, la computadora de estabilidad del vehículo o las bolsas de aire del vehículo.
Las radios móviles instaladas en motocicletas están sujetas a vibraciones y condiciones climáticas extremas. Los equipos profesionales diseñados para su uso en motocicletas son resistentes a la intemperie y a las vibraciones. Los sistemas de montaje antichoque se utilizan para reducir la exposición de la radio a la vibración impartida por el temblor modal o resonante de la motocicleta.
Algunas radios móviles utilizan micrófonos o auriculares con cancelación de ruido. A velocidades superiores a 100 MPH, el ruido ambiental de la carretera y el viento pueden dificultar la comprensión de las comunicaciones por radio. Por ejemplo, las radios móviles de la Patrulla de Caminos de California tienen micrófonos con cancelación de ruido que reducen el ruido de la carretera y de la sirena que escucha el despachador . La mayoría de los camiones de bomberos y las radios de equipos pesados utilizan auriculares con cancelación de ruido. Estos protegen la audición del ocupante y reducen el ruido de fondo en el audio transmitido. Los micrófonos con cancelación de ruido requieren que el operador hable directamente al frente del micrófono. Los conjuntos de orificios en la parte posterior del micrófono captan el ruido ambiental. Esto se aplica, desfasado, a la parte posterior del micrófono, reduciendo o cancelando efectivamente cualquier sonido que esté presente tanto delante como detrás del micrófono. Lo ideal es que sólo salga al aire la voz presente en la parte frontal del micrófono.
Muchas radios están equipadas con temporizadores de tiempo de espera del transmisor que limitan la duración de una transmisión. Una pesadilla de los sistemas pulsar para hablar es el micrófono atascado: una radio bloqueada en la transmisión, lo que interrumpe las comunicaciones en un sistema de radio bidireccional. Un ejemplo de este problema ocurrió en un automóvil con una instalación de radio bidireccional oculta donde el micrófono y el cable enrollado estaban ocultos dentro de la guantera. Un operador arrojó el micrófono dentro de la guantera y la cerró, lo que provocó que se presionara el botón de pulsar para hablar y se bloqueara el transmisor. En los sistemas de taxi, un conductor puede molestarse cuando un despachador asigna una llamada que desea a otro conductor y puede mantener presionado deliberadamente el botón de transmisión (por lo que la FCC puede multar al propietario). Las radios con temporizadores de tiempo de espera transmiten durante el período de tiempo preestablecido, generalmente de 30 a 60 segundos, después del cual el transmisor se apaga automáticamente y suena un tono fuerte por el altavoz de la radio. El nivel de volumen del tono en algunas radios es alto y no se puede ajustar. Tan pronto como se suelta el botón pulsar para hablar, el tono se detiene y el cronómetro se reinicia.
Los equipos de radio móviles se fabrican según las especificaciones desarrolladas por la Asociación de Industrias Electrónicas / Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (EIA/TIA). Estas especificaciones se han desarrollado para ayudar a garantizar al usuario que el equipo de radio móvil funciona como se espera y para evitar la venta y distribución de equipos de calidad inferior que podrían degradar las comunicaciones.
Una radio móvil debe tener una antena asociada. Las antenas más comunes son látigos de varilla o alambre de acero inoxidable que sobresalen verticalmente del vehículo. La física define la longitud de la antena: la longitud se relaciona con la frecuencia y el usuario final no puede alargarla ni acortarla arbitrariamente (más probablemente). La antena estándar de "cuarto de onda" en el rango de 25 a 50 MHz puede tener más de nueve pies de largo. Una antena de 900 MHz puede tener tres pulgadas de largo para un cuarto de longitud de onda. Un autobús de tránsito puede tener una antena robusta, que parece una hoja o aleta de plástico blanco, en su techo. Algunos vehículos con instalaciones de radio ocultas tienen antenas diseñadas para parecerse a la antena AM/FM original, un espejo retrovisor o pueden instalarse dentro de las ventanas u ocultarse en el piso o en la parte inferior de un vehículo. Las antenas de los aviones parecen palas o aletas, y el tamaño y la forma están determinados por las frecuencias utilizadas. Las antenas de microondas pueden parecer paneles planos sobre el revestimiento del avión. Las instalaciones temporales pueden tener antenas que se enganchan a piezas del vehículo o se fijan a piezas de acero de la carrocería mediante un potente imán.
Aunque inicialmente los componentes de los sistemas de radio móviles son relativamente económicos, las antenas frecuentemente dañadas pueden ser costosas de reemplazar, ya que generalmente no están incluidas en los contratos de mantenimiento para flotas de radio móviles. Algunos tipos de vehículos en uso las 24 horas, con suspensiones rígidas, alturas elevadas o vibraciones bruscas del motor diésel en ralentí pueden dañar las antenas rápidamente. La ubicación y el tipo de antena pueden afectar drásticamente el rendimiento del sistema. Las flotas grandes suelen probar algunos vehículos antes de comprometerse con una determinada ubicación o tipo de antena.
Las pautas de la Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. para energía de radio no ionizante generalmente dicen que la antena de radio debe estar a dos pies de cualquier ocupante del vehículo. Esta regla general tiene como objetivo evitar que los pasajeros queden expuestos a niveles peligrosos de energía de radiofrecuencia cuando la radio transmite.
Los servicios que dependen del despacho, como grúas o ambulancias , pueden tener varias radios en cada vehículo. Por ejemplo, los vehículos de remolque pueden tener una radio para las comunicaciones de la empresa de remolque y una segunda para las comunicaciones del servicio de emergencia en la carretera . Las ambulancias pueden tener un acuerdo similar con una radio para el envío de servicios médicos de emergencia del gobierno y otra para el envío de la empresa.
Las ambulancias estadounidenses suelen tener radios con controles duales y micrófonos duales que permiten utilizar la radio desde el área de atención al paciente en la parte trasera o desde la cabina del vehículo. [7]
Tanto los remolques como las ambulancias pueden disponer de una radio adicional que transmite y recibe como soporte a un terminal de datos móvil . Una radio terminal de datos permite que las comunicaciones de datos se realicen a través de una radio separada. De la misma manera que un aparato de fax tiene una línea telefónica separada, esto significa que la comunicación de datos y voz puede tener lugar simultáneamente a través de una radio separada. Los primeros sistemas de radio de Federal Express (FedEx) utilizaban una sola radio para datos y voz. La radio tenía un botón de solicitud de palabra que, cuando se reconocía, permitía la comunicación de voz con el centro de despacho.
Cada radio funciona en una única banda de frecuencias. Si una empresa de remolques tuviera una frecuencia en la misma banda que su club de automóviles, se podría emplear una sola radio con escaneo para ambos sistemas. Dado que una radio móvil normalmente funciona en una única banda de frecuencia, es posible que se requieran varias radios en los casos en que las comunicaciones se realicen a través de sistemas en más de una banda de frecuencia. [8] [7]
Con la intención de ahorrar costos, algunos sistemas emplean cargadores de vehículos en lugar de una radio móvil. Cada usuario de radio recibe un walkie talkie . Cada vehículo está equipado con una consola del sistema de carga. El walkie talkie se inserta en un cargador o convertidor vehicular mientras el usuario se encuentra en el vehículo. El cargador o convertidor (1) conecta el walkie talkie a la antena de radio bidireccional del vehículo, (2) conecta un altavoz amplificado, (3) conecta un micrófono móvil y (4) carga la batería del walkie talkie. [b] El punto débil de estos sistemas ha sido la tecnología de conectores, que ha demostrado ser poco confiable en algunas instalaciones. El rendimiento del receptor es un problema en zonas urbanas y con señales de radio congestionadas. Estas instalaciones a veces se denominan sistemas de arranque y marcha .
En muchos campos del diseño de equipos de comunicaciones, los circuitos personalizados MOS LSI proporcionan la única solución práctica y económica. (...) Una lista completa de todas las aplicaciones está más allá del alcance de este documento, ya que constantemente se inician nuevos desarrollos de MOS en las diversas áreas técnicas. Ejemplos típicos de desarrollos MOS completos y actuales son:
— puntos de cruce
— multiplexores
— módems
— radios móviles
