Los equipos móviles o radios móviles son sistemas y dispositivos de comunicación inalámbrica que se basan en frecuencias de radio (usando comúnmente frecuencias UHF o VHF ) y donde la ruta de comunicación es móvil en ambos extremos. Existen diversas opiniones sobre lo que constituye un equipo móvil. Para fines de licencias en los EE. UU., los equipos móviles pueden incluir equipos que se llevan en la mano (a veces llamados portátiles ). Un término obsoleto es radioteléfono . [a] [1] [2] [3]
Un vendedor o un taller de reparación de radios entendería que la palabra móvil significa montado en el vehículo : un transmisor-receptor (transceptor) utilizado para comunicaciones por radio desde un vehículo. Las radios móviles se montan en un vehículo de motor, generalmente con el micrófono y el panel de control al alcance del conductor. En los EE. UU., este tipo de dispositivo generalmente se alimenta mediante el sistema eléctrico de 12 voltios del vehículo anfitrión.
Algunas radios móviles se instalan en aeronaves (móviles aeronáuticos), a bordo de barcos (móviles marítimos), en motocicletas o en locomotoras de ferrocarril. La potencia puede variar según la plataforma. Por ejemplo, una radio móvil instalada en una locomotora funcionaría con una corriente continua de 72 o 30 voltios. Un barco grande con una corriente alterna de 117 V podría tener una estación base instalada 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 radios bidireccionales se está desdibujando a medida que las dos tecnologías se fusionan. [ cita requerida ] 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 (hablan y escuchan simultáneamente), conmutados por circuitos y se comunican principalmente con teléfonos conectados a la red telefónica pública conmutada . [ cita requerida ] La conexión se establece en función de la marcación del usuario. [ cita requerida ] La conexión se interrumpe cuando se pulsa el botón de finalización . Funcionan con infraestructura basada en telefonía, como AMPS o GSM . [ cita requerida ]
La radio bidireccional es principalmente una herramienta de despacho [ cita requerida ] destinada a comunicarse en modos simplex o half-duplex utilizando push-to-talk, y principalmente destinada a comunicarse con otras radios en lugar de teléfonos. Estos sistemas funcionan con infraestructura basada en push-to-talk como iDEN de Nextel , Specialized Mobile Radio (SMR), MPT-1327 , Enhanced Specialized Mobile Radio (ESMR) o sistemas bidireccionales convencionales. Ciertos sistemas de radio bidireccional modernos pueden tener capacidad telefónica full-duplex.
Los primeros usuarios de equipos de radio móviles incluyeron el transporte y el gobierno. Estos sistemas usaban transmisiones unidireccionales en lugar de conversaciones bidireccionales. Los ferrocarriles usaban 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 órdenes de tren mientras pasaba por una estación, se hicieron posibles las comunicaciones de voz con los trenes en movimiento. Las radios conectaban el furgón de cola con la cabina de la locomotora. Los primeros sistemas de radio policial eran inicialmente unidireccionales y usaban frecuencias MF por encima de la banda de transmisión AM (1,7 MHz ). Algunos de los primeros sistemas respondían al despacho en un enlace de 30-50 MHz (llamado banda cruzada ).
Las primeras radios móviles utilizaban modulación de amplitud (AM) para transmitir información 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 ruido de encendido de vehículos y de líneas eléctricas. El rango de frecuencia utilizado por la mayoría de los primeros sistemas de radio, 25-50 MHz (banda baja de VHF), es particularmente susceptible al problema del ruido eléctrico. Esto, sumado a la necesidad de más canales, condujo a la expansión final de las comunicaciones por radio bidireccionales a la banda alta de VHF (150-174 MHz) y UHF (450-470 MHz). Desde entonces, la banda UHF se ha ampliado nuevamente.
Uno de los mayores desafíos en la tecnología de radio móvil temprana era convertir la fuente de alimentación de seis o doce voltios del vehículo al alto voltaje necesario para operar los tubos de vacío en la radio. Las primeras radios de 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 para los tubos de vacío. Estos circuitos, llamados " inversores ", cambiaban la corriente continua (CC) de 6 o 12 V a corriente alterna (CA) que podía pasar a través de un transformador para producir alto voltaje. La fuente de alimentación luego rectificaba este alto voltaje para producir el alto voltaje de 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 lugar a una característica común de las radios móviles de tubo: su gran peso debido a los transformadores con núcleo de hierro en las fuentes de alimentación. Estas fuentes de alimentación de alto voltaje eran ineficientes y los filamentos de los tubos de vacío aumentaban la demanda de corriente, lo que sobrecargaba los sistemas eléctricos de los vehículos. A veces, se necesitaba una actualización del generador o del alternador para soportar la corriente requerida para una radio móvil de tubo.
Ejemplos de radios móviles estadounidenses de tipo tubo sin transistores de las décadas de 1950 y 1960 :
Los equipos de distintos fabricantes estadounidenses tenían características similares. Esto se debía en parte a las normas de la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) . El requisito de que se prohibiera a personas no autorizadas utilizar el transmisor de radio significaba que muchas radios estaban cableadas de modo que no podían transmitir a menos que el encendido del vehículo estuviera encendido. Las personas que no tuvieran la llave del vehículo no podían transmitir. El equipo tenía que ser "aprobado por la FCC" antes de poder ofrecerlo a la venta. Para ser aprobado por la FCC, el equipo de radio tenía que estar equipado con una luz indicadora, normalmente verde o amarilla, que mostrara que se había aplicado energía y que la radio estaba lista para transmitir. Las radios también debían tener una lámpara (normalmente roja) que indicara cuándo el transmisor estaba encendido. Estas características continúan en el diseño de las radios modernas.
Las primeras radios de tubo funcionaban con un espaciamiento entre canales de 50 kHz y una desviación de modulación de ±15 kHz. Esto significaba que la cantidad de canales de radio que podían admitirse en el espectro de frecuencias de radio disponible estaba limitada a un número determinado, determinado 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 un tamaño más pequeño. La integración a gran escala (LSI) de metal-óxido-semiconductor (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] El espaciado entre canales se redujo a 20-30 kHz con la desviación de modulación cayendo a ±5 kHz. Esto se hizo para permitir una mayor disponibilidad de espectro de radio para acomodar al grupo nacional de rápido crecimiento de usuarios de radio bidireccional. A mediados de la década de 1970, los amplificadores de potencia del transmisor tipo tubo habían sido reemplazados por transistores de alta potencia . Desde la década de 1960 hasta la de 1980, los grandes usuarios de 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 de Silvicultura de California y la Patrulla de Carreteras de California .
Ejemplos de radios móviles estadounidenses parcialmente híbridas de estado sólido:
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 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 los canales de la radio móvil. Los menús de opciones pueden tener varios niveles de profundidad y ofrecer una variedad complicada 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 "Base Providence", "Base Boston", etc. Las radios ahora están diseñadas con una gran cantidad de funciones para evitar la necesidad de un 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 ha explotado, el espaciado entre canales ha tenido que reducirse nuevamente a 12,5–15 kHz y la desviación de modulación se ha reducido a ±2,5 kilohertz. Para poder adaptarse a vehículos más pequeños y económicos, las radios actuales tienden a tener tamaños radicalmente más pequeños que sus antecesores de tipo tubo.
Las comunicaciones de radio analógicas tradicionales han sido superadas por las capacidades de comunicación de voz por radio digital que brindan mayor claridad de transmisión, permiten funciones de seguridad como el cifrado y, dentro de la red, permiten transmisiones de datos de banda baja para acomodar mensajes de texto o imágenes simples, por ejemplo. (Ejemplos: Proyecto 25 (APCO-25), Radio troncal terrestre ( TETRA ), DMR ).
Las radios móviles comerciales y profesionales suelen adquirirse a un proveedor o distribuidor de equipos cuyo personal instalará el equipo en los vehículos del usuario. Los usuarios de grandes flotas pueden comprar radios directamente a un fabricante de equipos e incluso pueden contratar a su propio personal técnico para la instalación y el mantenimiento.
Una radio móvil moderna consta de un transceptor de radio, alojado en una única caja, y un micrófono con un botón de pulsar para hablar. Cada instalación también tendría 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 forma que no interfiera con el techo corredizo del vehículo, el sistema electrónico de gestión del motor, la computadora de estabilidad del vehículo o los airbags.
Las radios móviles instaladas en motocicletas están sujetas a vibraciones extremas y a las inclemencias del tiempo. Los equipos profesionales diseñados para su uso en motocicletas son resistentes a las inclemencias del tiempo y a las vibraciones. Se utilizan sistemas de montaje antivibración para reducir la exposición de la radio a las vibraciones que se producen por el movimiento 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 del viento puede dificultar la comprensión de las comunicaciones por radio. Por ejemplo, las radios móviles de la Patrulla de Carreteras 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 los equipos pesados utilizan auriculares con cancelación de ruido. Estos protegen la audición de los ocupantes 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, lo que reduce o cancela eficazmente cualquier sonido que esté presente tanto en la parte delantera como en la trasera del micrófono. Idealmente, solo la voz presente en el lado frontal del micrófono sale al aire.
Muchas radios están equipadas con temporizadores de tiempo de espera del transmisor que limitan la duración de una transmisión. Una pesadilla de los sistemas de 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 en espiral estaban ocultos dentro de la guantera. Un operador arrojó el micrófono a 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 taxis, un conductor puede molestarse cuando un despachador asigna una llamada que quería a otro conductor y puede mantener presionado deliberadamente el botón de transmisión (por lo que el propietario puede ser multado por la FCC). Las radios con temporizadores de tiempo de espera transmiten durante la cantidad de tiempo preestablecida, generalmente de 30 a 60 segundos, después de lo cual el transmisor se apaga automáticamente y se escucha un tono fuerte en 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 temporizador 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 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 cables de acero inoxidable o varillas que sobresalen verticalmente del vehículo. La física define la longitud de la antena: la longitud se relaciona con la frecuencia y no puede ser alargada o acortada arbitrariamente (lo más probable) por el usuario final. 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 transporte público puede tener una antena reforzada, 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 estar instaladas dentro de las ventanas, o escondidas en el piso o en la parte inferior de un vehículo. Las antenas de los aviones parecen hojas o aletas, y el tamaño y la forma se determinan según las frecuencias utilizadas. Las antenas de microondas pueden parecer paneles planos en la piel del avión. Las instalaciones temporales pueden tener antenas que se sujetan a las partes del vehículo o se adhieren a las partes de acero de la carrocería mediante un imán fuerte.
Aunque los componentes de los sistemas de radio móviles son relativamente económicos en un principio, las antenas que se dañan con frecuencia pueden resultar costosas de reemplazar, ya que no suelen estar incluidas en los contratos de mantenimiento de las flotas de radios móviles. Algunos tipos de vehículos que se utilizan las 24 horas, con suspensiones rígidas, grandes alturas o vibraciones fuertes del motor diésel al 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 decidirse por una determinada ubicación o tipo de antena.
Las pautas de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional de los Estados Unidos para la energía de radio no ionizante generalmente indican que la antena de radio debe estar a dos pies de distancia de los ocupantes del vehículo. Esta regla general tiene como objetivo evitar que los pasajeros se expongan a niveles peligrosos de energía de radiofrecuencia cuando la radio transmite.
Los servicios que dependen de un servicio de despacho, como las grúas o las ambulancias , pueden tener varias radios en cada vehículo. Por ejemplo, las grúas pueden tener una radio para las comunicaciones de la empresa de remolque y una segunda para las comunicaciones de los servicios de emergencia en carretera . Las ambulancias pueden tener un sistema similar con una radio para el despacho de los servicios médicos de emergencia del gobierno y otra para el despacho 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 vehículos de remolque como las ambulancias pueden tener una radio adicional que transmite y recibe para apoyar a una terminal de datos móvil . Una radio de terminal de datos permite que las comunicaciones de datos se realicen a través de una radio separada. De la misma manera que una máquina de fax tiene una línea telefónica separada, esto significa que la comunicación de datos y voz puede realizarse simultáneamente a través de una radio separada. Los primeros sistemas de radio de Federal Express (FedEx) usaban 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 grúas tuviera una frecuencia en la misma banda que su club de automóviles, se podría utilizar una única radio con escáner para ambos sistemas. Dado que una radio móvil normalmente funciona en una única banda de frecuencias, pueden necesitarse varias radios en los casos en que las comunicaciones se realicen en sistemas en más de una banda de frecuencias. [8] [7]
Con la intención de ahorrar costos, algunos sistemas emplean cargadores vehiculares en lugar de una radio móvil. A cada usuario de radio se le entrega un walkie talkie . Cada vehículo está equipado con una consola de sistema de carga. El walkie talkie se inserta en un cargador o convertidor vehicular mientras el usuario está 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 áreas urbanas y con señales de radio congestionadas. Estas instalaciones a veces se conocen como sistemas de sacudidas y fugas .
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 fuera del alcance de este documento, ya que constantemente se inician nuevos desarrollos MOS en las diversas áreas técnicas. Ejemplos típicos de desarrollos MOS completados y actuales son:
— puntos de cruce
— multiplexores
— módems
— radios móviles
