راديو متنقل احترافي

أنظمة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة الاحترافية (المعروفة أيضًا باسم أنظمة الاتصالات اللاسلكية المتنقلة الخاصة ( PMR ) في المملكة المتحدة) هي أنظمة اتصالات صوتية ثنائية الاتجاه بين الأفراد ، وتستخدم أجهزة لاسلكية محمولة ، وأجهزة لاسلكية متنقلة، وأجهزة لاسلكية للمحطات الأساسية ، وأجهزة لاسلكية لوحدات التحكم . تعتمد أنظمة PMR على معايير مثل MPT-1327 و TETRA و APCO 25 و DMR ، المصممة للاستخدام المخصص من قبل منظمات محددة، أو معايير مثل NXDN المخصصة للاستخدام التجاري العام. تُستخدم هذه الأنظمة من قبل الشرطة والإطفاء والإسعاف وخدمات الطوارئ، بالإضافة إلى الشركات التجارية مثل سيارات الأجرة وخدمات التوصيل . معظم هذه الأنظمة تعمل بنظام نصف مزدوج ، حيث تتشارك عدة أجهزة لاسلكية في قناة راديو مشتركة، ولا يمكن إلا لجهاز واحد الإرسال في كل مرة. عادةً ما تكون أجهزة الإرسال والاستقبال في وضع الاستقبال، ويضغط المستخدم على زر التحدث الموجود على الميكروفون الخاص به عندما يريد التحدث، مما يؤدي إلى تشغيل جهاز الإرسال وإيقاف جهاز الاستقبال. تستخدم هذه الأنظمة قنوات في نطاقي التردد العالي جدًا (VHF) والتردد العالي جدًا (UHF) ، مما يمنحها مدى محدودًا، يتراوح عادةً بين 4.8 و32 كيلومترًا (3 إلى 20 ميلًا ) حسب التضاريس. وتقتصر طاقة الخرج عادةً على 4 واط. وتُستخدم أجهزة إعادة الإرسال المثبتة على المباني الشاهقة أو التلال أو قمم الجبال لزيادة مدى هذه الأنظمة. 

عندما بدأت أنظمة الراديو المحمول الخاص أو المهني (PMR) بالانتشار، كانت تتألف ببساطة من محطة أساسية واحدة متصلة بعدد من الهواتف المحمولة التي يمكنها التواصل معها. ولا تزال هذه الأنظمة مستخدمة على نطاق واسع حتى اليوم، حيث تستخدمها شركات سيارات الأجرة وغيرها الكثير للتواصل. أما الآن، فتُتيح تقنيات مثل DTMF و CTCSS خيارات اتصال إضافية. وبفضل إمكانية تركيب الهوائي على برج مرتفع، قد يمتد نطاق التغطية إلى مسافة تصل إلى خمسين كيلومترًا. وهذا مفيدٌ للغاية، خاصةً في حال انقطاع إشارة الهاتف المحمول GSM.

تُمنح التراخيص للتشغيل على قناة أو قنوات محددة. وبذلك، يُمكن للمستخدم استخدام هذه القنوات للتواصل مع محطات الاتصالات المتنقلة التابعة له. قد يُدير المستخدم محطة القاعدة بنفسه، أو قد تُديرها شركة تشغيل تُؤجر القنوات لمستخدمين مُحددين. وبهذه الطريقة، يُمكن لمشغل واحد تشغيل محطة قاعدة واحدة بعدد من القنوات المختلفة لعدد من المستخدمين، مما يُحقق الاستخدام الأمثل لمعدات محطة القاعدة. كما يُمكن اختيار موقع محطة القاعدة لضمان أفضل تغطية لاسلكية، وتوفير خطوط خاصة لربط مكتب تحكم المستخدم بموقع جهاز الإرسال. ولأن عمليات الإرسال لا تتطلب تكلفة إضافية، فلا تُفرض رسوم على المكالمات الفردية، وإنما رسوم إيجار للاستخدام الكلي للنظام. أما المستخدمون الحاصلون على تراخيصهم الخاصة، فعليهم بطبيعة الحال دفع رسوم الترخيص وتكاليف شراء وصيانة المعدات.

يُستخدم مصطلح PMR عادةً من قِبل العامة ودور النشر للإشارة إلى أنظمة الراديو PMR446 منخفضة الطاقة (500 ميلي واط) والمعفاة من الترخيص، والتي تتكون من ستة عشر ترددًا FM بين 446.00625 و446.19375  ميجاهرتز للإشارات التناظرية، واثنين وثلاثين قناة FDMA (رقمية) بين 446.003125 و446.196875  ميجاهرتز. تُستخدم هذه الأنظمة للاتصالات الشخصية أو التجارية حيثما يسمح القانون بذلك. لا يُسمح باستخدام مُكررات الترددات المنفصلة على هذه الترددات، ولا تتصل هذه الأجهزة بأنظمة PMR المرخصة. وتُعد أجهزة راديو PMR446 أرخص بكثير من تلك المستخدمة في أنظمة PMR المرخصة.

بشكل عام، يُعدّ تعديل التردد ذو النطاق الضيق الشكل المُفضّل للتعديل، على الرغم من أن خدمات المطارات تستخدم تعديل السعة  . عادةً ما يُستخدم انحراف بمقدار 2.5 كيلوهرتز لتعديل التردد، مما يُتيح  تطبيق تباعد بين القنوات يبلغ 12.5 كيلوهرتز. ونظرًا لارتفاع الطلب على أنظمة الاتصالات اللاسلكية الخاصة (PMR)، فمن الضروري الاستخدام الأمثل للقنوات المتاحة. ويتحقق ذلك من خلال إعادة استخدام الترددات في مناطق مختلفة. يجب أن تكون محطات البث متباعدة بما يكفي لتجنب التداخل، كما تُستخدم تقنيات الاتصال الانتقائي مثل CTCSS وDTMF لضمان استخدام أكبر عدد ممكن من الهواتف المحمولة لقناة مُحددة.

تعمل أبسط الأنظمة بحيث تستطيع جميع أجهزة الراديو على قناة تردد واحدة سماع جميع المكالمات. في بعض التطبيقات، قد لا يكون هذا مرغوبًا، وقد يتطلب الأمر نظام اتصال انتقائي، حيث يمكن لجهازين راديو على قناة واحدة إجراء محادثة خاصة لا يسمعها الآخرون، أو حيث يمكن الاتصال بجهاز راديو محدد على الفور وجعله "يرن" كما لو كان هاتفًا عاديًا. من بين الأنظمة الشائعة الاستخدام نظام الترددات المتعددة ثنائي النغمة (DTMF) ونظام كتم الضوضاء المشفر بالنغمة المستمرة (CTCSS).

TETRA هو معيار حديث للراديو المتنقل الرقمي الخاص (PMR) والراديو المتنقل العام (PAMR).

بدأ العمل على تطوير معايير TETRA في عام 1990، معتمدًا على دعم المفوضية الأوروبية وأعضاء المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات (ETSI). وقد استُخدمت الخبرة المكتسبة من تطوير معيار GSM للاتصالات الخلوية، فضلًا عن الخبرة المكتسبة من تطوير واستخدام أنظمة الراديو الموجهة، في صياغة معيار TETRA. إضافةً إلى ذلك، استفادت العملية من تعاون المصنّعين والمستخدمين والمشغلين وخبراء الصناعة. وبفضل هذه الخبرات المتكاملة، أصبحت المعايير الأولى جاهزة في عام 1995 لتمكين المصنّعين من تصميم معداتهم بحيث تعمل بكفاءة مع الأنظمة الأخرى.

يُخصّص نظام TETRA القنوات للمستخدمين عند الطلب في كلٍ من وضعَي الصوت والبيانات. كما يُتيح النظام الشبكات الوطنية والمتعددة الجنسيات، ويدعم التجوال الوطني والدولي. بالنسبة للأنظمة المدنية في أوروبا، خُصصت نطاقات التردد 410-430  ميجاهرتز، و870-876  ميجاهرتز / 915-921  ميجاهرتز، و450-470  ميجاهرتز، و385-390  ميجاهرتز / 395-399.9  ميجاهرتز لنظام TETRA. أما بالنسبة لخدمات الطوارئ في أوروبا، فقد خُصصت نطاقات التردد 380-383  ميجاهرتز و390-393 ميجاهرتز. إضافةً إلى ذلك، يُمكن استخدام  النطاقات بين 383-385  ميجاهرتز و393-395 ميجاهرتز بالكامل أو أجزاء مناسبة منها. 

تتوفر أنماط نقل البيانات عبر الحزم منخفضة السرعة، بالإضافة إلى أنماط نقل البيانات عبر الدوائر، مع توفير نوع من التشفير . ويستفيد النظام من تخصيصات التردد المتاحة باستخدام تقنية الوصول المتعدد بتقسيم الوقت (TDMA) مع أربع قنوات مستخدم على موجة حاملة لاسلكية واحدة بفاصل 25  كيلوهرتز بين الموجات الحاملة.

تم إطلاق أول هاتف ذكي متين وعالي السرعة يعتمد على شبكة TETRA في 26 مايو 2011 ^{[ 1 ] [ 2 ]}

يُستخدم على نطاق واسع نظام الاتصالات اللاسلكية المتنقلة الخاصة (PMR) المُعتمد على تقنية التوحيد (Trunked)، والمُعرّف وفقًا لمعيار MPT 1327 (MPT1327)، والذي يُوفر مزايا كبيرة مقارنةً بأنظمة المحطة الواحدة الأبسط المُستخدمة حاليًا. يُتيح معيار MPT1327 للمحطات التواصل عبر مناطق أوسع، بالإضافة إلى توفير إمكانيات إضافية. ونظرًا للتكلفة الباهظة لإنشاء شبكات التوحيد، تُدار هذه الشبكات عادةً من قِبل شركات تأجير كبيرة أو اتحادات تُقدم خدماتها لعدد كبير من المستخدمين. ونظرًا لاتساع نطاق تغطية هذه الشبكات وتعقيدها، لا بد من توحيد المعدات لتمكين الموردين من التصنيع بكميات أكبر، وبالتالي خفض التكاليف إلى مستويات مقبولة. وتتبع معظم أنظمة الاتصالات اللاسلكية المُعتمدة على تقنية التوحيد معيار MPT1327.

لتطبيق نظام الاتصالات اللاسلكية المتنقلة (PMR) الموجه، يتم إنشاء شبكة من المحطات. وترتبط هذه المحطات عادةً عبر خطوط أرضية، مع استخدام الألياف الضوئية والاتصالات اللاسلكية من نقطة إلى نقطة أيضاً. وبهذه الطريقة، تستطيع المحطات الأساسية المختلفة التواصل فيما بينها.

لكي يتمكن النظام من نقل المعلومات الصوتية وتنفيذ مختلف المهام التنظيمية اللازمة، فإنه يتطلب توفر أنواع مختلفة من القنوات. هذه هي قنوات التحكم، حيث توجد قناة واحدة في كل اتجاه لكل محطة أساسية أو وحدة تحكم نظام الربط (TSC).

تُستخدم قنوات تحكم متعددة لضمان عدم تداخل المحطات الأساسية المتجاورة، وتقوم المحطات المتنقلة بمسح هذه القنوات للعثور على أقوى إشارة تحكم. إضافةً إلى ذلك، توجد قنوات المرور. يدعم هذا النظام ما يصل إلى 1024 قناة مرور مختلفة. وبهذه الطريقة، يمكن للمحطة الأساسية دعم عدد كبير من المحطات المتنقلة التي تتواصل في الوقت نفسه. مع ذلك، في الأنظمة الصغيرة ذات القنوات القليلة، قد تعمل قناة التحكم كقناة مرور غير مخصصة.

تستخدم قنوات التحكم إشارات بمعدل 1200 بت في الثانية مع تعديل الموجة الحاملة الفرعية بتقنية إزاحة التردد السريع (FFSK). وهي مصممة للاستخدام مع وحدات الراديو المتنقلة ثنائية التردد بنظام نصف مزدوج ووحدة TSC بنظام مزدوج كامل.

لضمان التشغيل الناجح، من الضروري أن يعرف النظام مواقع الهواتف المحمولة لتوجيه المكالمات إليها. يحصل متحكم نظام الاتصالات (TSC) على هذه المعلومات من خلال "تسجيل" الهواتف المحمولة على قناة التحكم. يصف معيار MPT1327 عدة آليات تسجيل تهدف إلى الحد من الضغط على قناة التحكم الناتج عن تجوال الهواتف المحمولة. قد يكون التسجيل صريحًا أو ضمنيًا. يبدأ التسجيل الصريح عندما تطلب قناة التحكم من الهاتف المحمول تقديم طلب تسجيل، أو عندما ينتقل الهاتف إلى منطقة تسجيل جديدة. كما يمكن للهاتف المحمول التسجيل ضمنيًا، حيث يقوم متحكم نظام الاتصالات بتحديث سجلاته عند محاولة الهاتف إجراء مكالمة. قد لا يتطابق سجل متحكم نظام الاتصالات مع موقع الهاتف المحمول، كما يحدث عند إيقاف تشغيل الهاتف ثم نقله إلى منطقة تغطية مختلفة.

لإجراء مكالمة صادرة، يرسل الهاتف المحمول طلبًا إلى المحطة الأساسية وفقًا لما هو مطلوب في تدفق بيانات قناة التحكم من المحطة الأساسية. يرسل الهاتف المحمول رمزه الخاص بالإضافة إلى رمز وجهة المكالمة، سواءً كانت هاتفًا محمولًا آخر أو مكتب تحكم. يقوم برنامج التحكم والدوائر الإلكترونية داخل المحطة الأساسية ومنطقة معالجة التحكم المركزية للشبكة بتهيئة الشبكة بحيث يتم تخصيص قناة للصوت (قناة المرور). كما يقوم أيضًا بتهيئة عملية التحويل في الشبكة لتوجيه المكالمة إلى الوجهة المطلوبة.

لتمكين المحطة المتنقلة من استقبال المكالمات، يتم إرسال إشارة إليها عبر دفق بيانات قناة التحكم الواردة للإشارة إلى وجود مكالمة واردة. ويتم تخصيص القنوات وإعداد التحويل لتوفير التوجيه الصحيح للمكالمة.

لا تتضمن المعايير أي طريقة لتسليم بيانات الهاتف المحمول من محطة أساسية إلى أخرى في حال خروجه عن نطاق تغطية المحطة الأساسية التي تُجرى من خلالها المكالمة. وبالتالي، لا يُعدّ هذا النظام شكلاً من أشكال الهاتف الخلوي. لذا، من الضروري أن يبقى الهاتف المحمول ضمن نطاق تغطية المحطة الأساسية التي تُجرى من خلالها المكالمات.

تعتمد آلية التحكم في القناة على بروتوكول ألوها المُقسّم إلى فترات زمنية ، حيث توفر قناة الإرسال (التي تستقبلها الأجهزة المحمولة) فترات زمنية محددة يمكن للجهاز المحمول خلالها إرسال طلب عبر قناة الإرسال. بشكل عام، لا يُسمح للجهاز المحمول بالإرسال عبر قناة التحكم إلا إذا تلقى دعوة من مركز التحكم في الإرسال (TSC). قد تكون هذه الدعوة موجهة بشكل صريح إلى جهاز محمول أو مجموعة، أو قد تكون وصولاً عشوائياً. تُستخدم فترات الوصول العشوائي عندما يبدأ مستخدم الجهاز المحمول مكالمة، أو عندما يسجل جهاز محمول نفسه في مركز التحكم في الإرسال. في قناة تحكم ذات ازدحام شديد، من المحتمل أن يحاول جهازان لاسلكيان أو أكثر من الأجهزة المحمولة الإرسال في الوقت نفسه عبر نفس فترة الوصول العشوائي. يكتشف الجهاز المحمول ذلك عندما لا يتلقى الرد المتوقع من مركز التحكم في الإرسال خلال مهلة زمنية محددة. عندها، يمكن للجهاز المحمول إعادة محاولة إرسال طلبه في فترة وصول عشوائي أخرى. يتم ضبط المهل الزمنية وعدد محاولات إعادة الإرسال في الجهاز المحمول عند إعداده للشبكة.

تكون الإشارات على قناة التحكم الأمامية متصلة اسميًا، حيث تتألف كل خانة من 64 بتًا من كلمات رمزية. النوع الأول هو كلمة رمز نظام قناة التحكم (CSCC). تُعرّف هذه الكلمة النظام لوحدات الراديو المتنقلة، كما توفر التزامن لكلمة رمز العنوان التالية. وكما ذُكر، فإن النوع الثاني من الكلمات هو كلمة رمز العنوان. وهي أول كلمة رمزية في أي رسالة، وتُحدد طبيعة الرسالة. من الممكن إرسال البيانات عبر قناة التحكم. عند حدوث ذلك، يتم استبدال كل من كلمة رمز نظام قناة التحكم وكلمة رمز العنوان، مع إضافة البيانات إلى كلمة رمز العنوان. بنية بيانات وحدة الراديو المتنقلة أبسط نوعًا ما، إذ تتكون أساسًا من بتات التزامن متبوعة بكلمة رمز العنوان.

هناك عدد من أنواع رسائل قناة التحكم المختلفة التي يمكن إرسالها من المحطة الأساسية إلى الهواتف المحمولة:

• رسائل ألوها — تُرسل من المحطة الأساسية لدعوة المحطات المتنقلة للوصول إلى النظام
• الطلبات — تُرسل من وحدات الراديو لطلب إجراء مكالمة
• رسائل "أهوي" - تُرسل من المحطة الأساسية لطلب رد من وحدة راديو معينة. قد تُرسل هذه الرسالة لطلب إرسال مُعرّفها الفريد لضمان توجيه حركة البيانات عبر المحطة الأساسية.
• إشعارات الاستلام - يتم إرسال هذه الإشعارات من قبل كل من المحطات الأساسية ووحدات الراديو المتنقلة للتأكيد على البيانات المرسلة.
• انتقل إلى رسائل القناة — هذه الرسائل توجه وحدة راديو متنقلة معينة للانتقال إلى قناة المرور المخصصة.
• رسائل العنوان الفردي - يتم إرسال هذه الرسائل فقط بواسطة وحدات الراديو المتنقلة.
• رسائل البيانات القصيرة - يمكن إرسالها إما من المحطة الأساسية أو وحدة الراديو المتنقلة.
• رسائل متنوعة — تُرسل من المحطة الأساسية لتطبيقات التحكم

على الرغم من أن البيانات تُنقل كمعلومات رقمية، فإن قنوات الصوت في النظام تناظرية، وتستخدم تقنية تعديل التردد (FM). مع ذلك، بُذلت جهود لتطوير أنظمة رقمية بالكامل. من أبرز هذه الأنظمة أنظمة موتورولا، وإريكسون (EDACS)، وجونسون (LTR). إلا أن هذه الأنظمة لم تحظَ بانتشار واسع.

• قابلية التشغيل البيني للشبكة
• مجموعة باي تيليكوم التاريخية
• مجموعة متحف باي، والتي تتكون في الغالب من معدات طبية نفسية شخصية بريطانية.
• معيار MPT1327
• تكامل نظام PMR بواسطة TESS
• تيترا في بولندا
• شاهد فيديو انطباعات من معرض PMRExpo 2011