Izazov prijenosa velike količine podataka iz bespilotne letjelice (UAV) ili zemaljske robotike nije neuobičajen u modernim aplikacijama. Ovaj članak govori o kriterijima odabira širokopojasnih modema i srodnim problemima. Članak je napisan za programere UAV i robotike.
Kriteriji za izbor
Glavni kriteriji za odabir širokopojasnog modema za UAV ili robotiku su:
- Domet komunikacije.
- Maksimalna brzina prijenosa podataka.
- Kašnjenje u prijenosu podataka.
- Parametri težine i dimenzija.
- Podržani informacioni interfejsi.
- Nutritivni zahtjevi.
- Odvojeni kanal za kontrolu/telemetriju.
Domet komunikacije
Domet komunikacije ne zavisi samo od modema, već i od antena, antenskih kablova, uslova širenja radio talasa, spoljašnjih smetnji i drugih razloga. Da biste odvojili parametre samog modema od drugih parametara koji utječu na domet komunikacije, razmotrite jednadžbu raspona [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Širenje radio talasa i rad radio veza. Veza. Moskva. 1971]
$$display$$ R=frac{3 cdot 10^8}{4 pi F}10^{frac{P_{TXdBm}+G_{TXdB}+L_{TXdB}+G_{RXdB}+L_{RXdB}+ |V|_{dB}-P_{RXdBm}}{20}},$$display$$
gdje
$inline$R$inline$ — potreban opseg komunikacije u metrima;
$inline$F$inline$ — frekvencija u Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — snaga predajnika modema u dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — pojačanje antene predajnika u dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — gubici u kablu od modema do antene predajnika u dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — pojačanje antene prijemnika u dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — gubici u kablu od modema do antene prijemnika u dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — osjetljivost prijemnika modema u dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ je faktor slabljenja koji uzima u obzir dodatne gubitke zbog uticaja Zemljine površine, vegetacije, atmosfere i drugih faktora u dB.
Iz jednačine dometa je jasno da domet zavisi samo od dva parametra modema: snage predajnika $inline$P_{TXdBm}$inline$ i osjetljivosti prijemnika $inline$P_{RXdBm}$inline$, odnosno njihove razlike - energetski budžet modema
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Preostali parametri u jednačini opsega opisuju uslove širenja signala i parametre antensko-fider uređaja, tj. nemaju nikakve veze sa modemom.
Dakle, da biste povećali domet komunikacije, morate odabrati modem sa velikom $inline$B_m$inline$ vrijednošću. Zauzvrat, $inline$B_m$inline$ se može povećati povećanjem $inline$P_{TXdBm}$inline$ ili smanjenjem $inline$P_{RXdBm}$inline$. U većini slučajeva, programeri bespilotnih letjelica traže modem sa velikom snagom odašiljača i obraćaju malo pažnje na osjetljivost prijemnika, iako moraju učiniti upravo suprotno. Snažan ugrađeni odašiljač širokopojasnog modema sa sobom nosi sljedeće probleme:
- visoka potrošnja energije;
- potreba za hlađenjem;
- pogoršanje elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) s drugom opremom na brodu UAV;
- niska energetska tajnost.
Prva dva problema se odnose na činjenicu da savremene metode prenosa velikih količina informacija preko radio kanala, na primjer OFDM, zahtijevaju linearno predajnik. Efikasnost modernih linearnih radio predajnika je niska: 10–30%. Dakle, 70-90% dragocjene energije napajanja UAV-a pretvara se u toplinu, koja se mora efikasno ukloniti iz modema, inače će doći do kvara ili će njegova izlazna snaga pasti zbog pregrijavanja u najnepovoljnijem trenutku. Na primjer, predajnik od 2 W će izvući 6-20 W iz napajanja, od čega će se 4-18 W pretvoriti u toplinu.
Energetska skrivenost radio veze je važna za specijalne i vojne primjene. Niska prikrivenost znači da izviđački prijemnik stanice za ometanje detektuje modemski signal s relativno velikom vjerovatnoćom. U skladu s tim, vjerovatnoća potiskivanja radio veze sa skrovitošću niske energije je također velika.
Osetljivost modemskog prijemnika karakteriše njegovu sposobnost da izdvoji informacije iz primljenih signala sa datim nivoom kvaliteta. Kriterijumi kvaliteta mogu varirati. Za digitalne komunikacione sisteme najčešće se koristi verovatnoća bitne greške (bit error rate - BER) ili verovatnoća greške u informacionom paketu (frame error rate - FER). Zapravo, osjetljivost je nivo samog signala iz kojeg se mora izvući informacija. Na primjer, osjetljivost od −98 dBm sa BER = 10−6 ukazuje na to da se informacija s takvim BER može izdvojiti iz signala s nivoom od −98 dBm ili više, ali informacije sa nivoom, recimo, −99 dBm mogu više se ne izdvaja iz signala sa nivoom od, recimo, −1 dBm. Naravno, opadanje kvaliteta kako se nivo signala smanjuje postepeno, ali treba imati na umu da većina modernih modema ima tzv. prag efekta u kojem se smanjenje kvaliteta kada nivo signala smanji ispod osjetljivosti javlja vrlo brzo. Dovoljno je smanjiti signal za 2-10 dB ispod osjetljivosti da se BER poveća na 1-XNUMX, što znači da više nećete vidjeti video s UAV-a. Efekt praga je direktna posljedica Šenonove teoreme za bučni kanal; ne može se eliminisati. Uništavanje informacija kada nivo signala padne ispod osetljivosti nastaje usled uticaja šuma koji se formira unutar samog prijemnika. Unutrašnji šum prijemnika ne može se u potpunosti eliminisati, ali je moguće smanjiti njegov nivo ili naučiti efikasno izdvajati informacije iz šumnog signala. Proizvođači modema koriste oba ova pristupa, čineći poboljšanja RF blokova prijemnika i poboljšavajući algoritme digitalne obrade signala. Poboljšanje osjetljivosti modemskog prijemnika ne dovodi do tako dramatičnog povećanja potrošnje energije i rasipanje topline kao povećanje snage predajnika. Postoji, naravno, povećanje potrošnje energije i proizvodnje toplote, ali je prilično skromno.
Sljedeći algoritam izbora modema preporučuje se sa stanovišta postizanja potrebnog komunikacijskog dometa.
- Odlučite o brzini prijenosa podataka.
- Odaberite modem sa najboljom osjetljivošću za potrebnu brzinu.
- Odredite domet komunikacije proračunom ili eksperimentom.
- Ako se pokaže da je domet komunikacije manji od potrebnog, pokušajte koristiti sljedeće mjere (poređane po opadajućem prioritetu):
- smanjiti gubitke u antenskim kablovima $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ upotrebom kabla sa nižim linearnim slabljenjem na radnoj frekvenciji i/ili smanjenjem dužine kablova;
- povećati pojačanje antene $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- povećati snagu predajnika modema.
Vrijednosti osjetljivosti zavise od brzine prijenosa podataka prema pravilu: veća brzina - lošija osjetljivost. Na primjer, osjetljivost -98 dBm za 8 Mbps je bolja od osjetljivosti -95 dBm za 12 Mbps. Modeme možete porediti u smislu osjetljivosti samo za istu brzinu prijenosa podataka.
Podaci o snazi predajnika su gotovo uvijek dostupni u specifikacijama modema, ali podaci o osjetljivosti prijemnika nisu uvijek dostupni ili su nedovoljni. U najmanju ruku, ovo je razlog za oprez, jer lijepe brojke teško da ima smisla skrivati. Osim toga, neobjavljivanjem podataka o osjetljivosti, proizvođač uskraćuje potrošaču mogućnost da proračunom procijeni domet komunikacije. do kupovine modema.
Maksimalna brzina prijenosa
Odabir modema na osnovu ovog parametra je relativno jednostavan ako su zahtjevi za brzinu jasno definirani. Ali postoje neke nijanse.
Ako problem koji se rješava zahtijeva osiguranje maksimalnog mogućeg komunikacijskog raspona, a istovremeno je moguće dodijeliti dovoljno širok frekvencijski pojas za radio vezu, onda je bolje odabrati modem koji podržava široki frekvencijski pojas (propusnost). Činjenica je da se potrebna brzina informacija može postići u relativno uskom frekvencijskom opsegu korištenjem gustih tipova modulacije (16QAM, 64QAM, 256QAM, itd.), ili u širokom frekvencijskom opsegu korištenjem modulacije niske gustoće (BPSK, QPSK). ). Upotreba modulacije niske gustine za takve zadatke je poželjnija zbog njene veće otpornosti na buku. Zbog toga je osjetljivost prijemnika bolja, shodno tome se povećava energetski budžet modema i, kao rezultat, domet komunikacije.
Ponekad proizvođači bespilotnih letjelica postavljaju brzinu informacija radio veze mnogo većom od brzine izvora, doslovno 2 ili više puta, tvrdeći da izvori kao što su video kodeci imaju promjenjivu brzinu prijenosa i brzinu modema treba odabrati uzimajući u obzir maksimalnu vrijednost bitrate emisije. U ovom slučaju, domet komunikacije se prirodno smanjuje. Ne biste trebali koristiti ovaj pristup osim ako nije apsolutno neophodno. Većina modernih modema ima veliki bafer u predajniku koji može izgladiti skokove brzine prijenosa bez gubitka paketa. Stoga nije potrebna rezerva brzine veća od 25%. Ako postoji razlog za vjerovanje da je kapacitet međuspremnika modema koji se kupuje nedovoljan i da je potrebno znatno veće povećanje brzine, onda je bolje odbiti kupovinu takvog modema.
Kašnjenje prijenosa podataka
Kada se procjenjuje ovaj parametar, važno je odvojiti kašnjenje povezano s prijenosom podataka preko radio veze od kašnjenja koje stvara uređaj za kodiranje/dekodiranje izvora informacija, kao što je video kodek. Kašnjenje u radio linku se sastoji od 3 vrijednosti.
- Kašnjenje zbog obrade signala u predajniku i prijemniku.
- Kašnjenje zbog širenja signala od predajnika do prijemnika.
- Kašnjenje zbog baferovanja podataka u odašiljaču u vremenskom dvostranom (TDD) modemima.
Latencija tipa 1, prema iskustvu autora, kreće se od desetina mikrosekundi do jedne milisekundi. Kašnjenje tipa 2 ovisi o komunikacijskom dometu, na primjer, za vezu od 100 km to je 333 μs. Kašnjenje tipa 3 ovisi o dužini TDD okvira i o odnosu trajanja ciklusa prijenosa prema ukupnom trajanju okvira i može varirati od 0 do trajanja okvira, odnosno slučajna je varijabla. Ako je preneseni informacijski paket na ulazu predajnika dok je modem u ciklusu prijenosa, tada će se paket prenositi u zraku sa nultim kašnjenjem tipa 3. Ako paket malo kasni i ciklus prijema je već počeo, tada bit će odgođen u baferu predajnika za vrijeme trajanja ciklusa prijema. Tipične dužine TDD okvira kreću se od 2 do 20 ms, tako da u najgorem slučaju kašnjenje tipa 3 neće prelaziti 20 ms. Dakle, ukupno kašnjenje u radio linku će biti u rasponu od 3−21 ms.
Najbolji način da saznate kašnjenje u radio-vezi je eksperiment punog opsega koji koristi pomoćne programe za procjenu karakteristika mreže. Ne preporučuje se mjerenje kašnjenja korištenjem metode zahtjev-odgovor, jer kašnjenje u smjeru naprijed i nazad možda neće biti isto za TDD modeme.
Parametri težine i dimenzija
Odabir ugrađene modemske jedinice prema ovom kriteriju ne zahtijeva nikakve posebne komentare: što je manja i lakša, to bolje. Ne zaboravite i na potrebu za hlađenjem ugrađene jedinice; mogu biti potrebni dodatni radijatori, a samim tim i težina i dimenzije mogu se povećati. Ovdje treba dati prednost laganim jedinicama male veličine s malom potrošnjom energije.
Za zemaljsku jedinicu, masno-dimenzionalni parametri nisu toliko kritični. Jednostavnost korištenja i ugradnje dolazi do izražaja. Jedinica za uzemljenje treba biti uređaj pouzdano zaštićen od vanjskih utjecaja s praktičnim sistemom za montažu na jarbol ili tronožac. Dobra opcija je kada je uzemljena jedinica integrisana u isto kućište sa antenom. U idealnom slučaju, jedinica za uzemljenje treba da bude povezana sa kontrolnim sistemom preko jednog prikladnog konektora. Ovo će vas spasiti od žestokih riječi kada trebate obaviti radove na postavljanju na temperaturi od -20 stepeni.
Dijetalni zahtjevi
Ugrađene jedinice se u pravilu proizvode s podrškom za širok raspon napona napajanja, na primjer 7-30 V, što pokriva većinu opcija napona u mreži napajanja UAV-a. Ako imate priliku birati između nekoliko napona napajanja, onda dajte prednost najnižoj vrijednosti napona napajanja. Modemi se po pravilu interno napajaju iz napona od 3.3 i 5.0 V preko sekundarnih izvora napajanja. Efikasnost ovih sekundarnih izvora napajanja je veća što je manja razlika između ulaznog i unutrašnjeg napona modema. Povećana efikasnost znači smanjenu potrošnju energije i proizvodnju toplote.
Uzemljene jedinice, s druge strane, moraju podržavati napajanje iz izvora relativno visokog napona. To omogućava korištenje kabela za napajanje malog presjeka, što smanjuje težinu i pojednostavljuje instalaciju. Pod svim ostalim stvarima, dajte prednost zemaljskim jedinicama s podrškom za PoE (Napajanje preko Etherneta). U ovom slučaju, potreban je samo jedan Ethernet kabel za povezivanje uzemljenja s kontrolnom stanicom.
Odvojeni kanal za kontrolu/telemetriju
Važna karakteristika u slučajevima kada na UAV-u nema prostora za instaliranje zasebnog komandno-telemetrijskog modema. Ako ima prostora, onda se kao rezerva može koristiti poseban kontrolni/telemetrijski kanal širokopojasnog modema. Kada birate modem sa ovom opcijom, obratite pažnju na činjenicu da modem podržava željeni protokol za komunikaciju sa UAV (MAVLink ili vlasnički) i mogućnost multipleksiranja kontrolnog kanala/telemetrijskih podataka u pogodan interfejs na zemaljskoj stanici (GS ). Na primjer, ugrađena jedinica širokopojasnog modema je povezana s autopilotom preko sučelja kao što je RS232, UART ili CAN, a zemaljska jedinica je povezana s upravljačkim računalom preko Ethernet sučelja preko kojeg je potrebno razmjenjivati komande. , telemetriju i video informacije. U ovom slučaju, modem mora biti u stanju da multipleksira tok komandi i telemetrije između RS232, UART ili CAN interfejsa ugrađene jedinice i Ethernet interfejsa zemaljske jedinice.
Ostali parametri na koje treba obratiti pažnju
Dostupnost dupleks moda. Širokopojasni modemi za UAV-ove podržavaju ili simpleks ili dupleks režim rada. U simpleksnom režimu prenos podataka je dozvoljen samo u pravcu od UAV do NS, au dupleks režimu - u oba smera. Simpleks modemi po pravilu imaju ugrađeni video kodek i dizajnirani su za rad sa video kamerama koje nemaju video kodek. Simpleks modem nije pogodan za povezivanje na IP kameru ili bilo koji drugi uređaj koji zahteva IP vezu. Naprotiv, dupleks modem je po pravilu dizajniran za povezivanje IP mreže UAV-a sa IP mrežom NS-a, odnosno podržava IP kamere i druge IP uređaje, ali možda nema ugrađenu u video kodeku, pošto IP video kamere obično imaju vaš video kodek. Podrška za Ethernet interfejs je moguća samo u full-duplex modemima.
Diversity prijem (RX diversity). Prisustvo ove sposobnosti je obavezno kako bi se osigurala kontinuirana komunikacija na cijeloj udaljenosti leta. Kada se prostiru po površini Zemlje, radio talasi dolaze do tačke prijema u dva snopa: duž direktnog puta i sa refleksijom od površine. Ako se sabiranje talasa dva snopa javlja u fazi, tada je polje u prijemnoj tački ojačano, a ako je u antifazi, ono je oslabljeno. Slabljenje može biti prilično značajno - do potpunog gubitka komunikacije. Prisustvo dvije antene na NS-u, koje se nalaze na različitim visinama, pomaže u rješavanju ovog problema, jer ako se na lokaciji jedne antene snopovi dodaju u antifazi, onda na lokaciji druge ne. Kao rezultat, možete postići stabilnu vezu na cijeloj udaljenosti.
Podržane mrežne topologije. Preporučljivo je odabrati modem koji pruža podršku ne samo za topologiju point-to-point (PTP), već i za topologiju point-to-multipoint (PMP) i relej (repeater). Upotreba releja preko dodatnog UAV-a omogućava vam da značajno proširite područje pokrivenosti glavnog UAV-a. PMP podrška će vam omogućiti da istovremeno primate informacije od nekoliko UAV-ova na jednom NS-u. Također imajte na umu da će podrška PMP-a i releja zahtijevati povećanje propusnog opsega modema u poređenju sa slučajem komunikacije sa jednim UAV-om. Stoga se za ove modove preporučuje odabir modema koji podržava širok frekvencijski opseg (najmanje 15-20 MHz).
Dostupnost sredstava za povećanje otpornosti na buku. Korisna opcija, s obzirom na okruženje intenzivne smetnje u područjima gdje se koriste UAV. Otpornost na buku se podrazumijeva kao sposobnost komunikacionog sistema da obavlja svoju funkciju u prisustvu smetnji vještačkog ili prirodnog porijekla u komunikacijskom kanalu. Postoje dva pristupa u borbi protiv smetnji. Pristup 1: dizajnirati modemski prijemnik tako da može pouzdano primati informacije čak iu prisustvu smetnji u opsegu komunikacijskog kanala, po cijenu određenog smanjenja brzine prijenosa informacija. Pristup 2: Potisnite ili umanjite smetnje na ulazu prijemnika. Primjeri implementacije prvog pristupa su sistemi širenja spektra, i to: frekvencijski skok (FH), pseudo-slučajni niz proširenog spektra (DSSS) ili hibrid oba. FH tehnologija je postala široko rasprostranjena u kanalima upravljanja UAV-om zbog niske potrebne brzine prijenosa podataka u takvom komunikacijskom kanalu. Na primjer, za brzinu od 16 kbit/s u opsegu od 20 MHz može se organizirati oko 500 frekvencijskih pozicija, što omogućava pouzdanu zaštitu od uskopojasnih smetnji. Upotreba FH za širokopojasni komunikacioni kanal je problematična jer je rezultirajući frekvencijski opseg prevelik. Na primjer, da biste dobili 500 frekvencijskih pozicija kada radite sa signalom sa propusnim opsegom od 4 MHz, trebat će vam 2 GHz slobodnog propusnog opsega! Previše da bi bilo stvarno. Korištenje DSSS-a za širokopojasni komunikacijski kanal s bespilotnim letjelicama je relevantnije. U ovoj tehnologiji, svaki informacioni bit se duplira istovremeno na nekoliko (ili čak na svim) frekvencijama u opsegu signala i, u prisustvu uskopojasnih smetnji, može se odvojiti od delova spektra na koje smetnje ne utiču. Upotreba DSSS-a, kao i FH-a, podrazumijeva da će, kada se pojave smetnje u kanalu, biti potrebno smanjenje brzine prijenosa podataka. Ipak, očigledno je da je bolje primiti video s UAV u nižoj rezoluciji nego ništa. Pristup 2 koristi činjenicu da smetnje, za razliku od unutrašnjeg šuma prijemnika, ulaze u radio vezu izvana i, ako su određena sredstva prisutna u modemu, mogu biti potisnuta. Suzbijanje smetnji je moguće ako je lokalizirano u spektralnom, vremenskom ili prostornom domenu. Na primjer, uskopojasna interferencija je lokalizirana u spektralnom području i može se "izrezati" iz spektra pomoću posebnog filtera. Slično, pulsni šum je lokaliziran u vremenskoj domeni; da bi se suzbio, zahvaćeno područje se uklanja iz ulaznog signala prijemnika. Ako smetnje nisu uskopojasne ili pulsirajuće, onda se za njihovo suzbijanje može koristiti prostorni supresor, jer smetnje ulaze u prijemnu antenu iz izvora iz određenog smjera. Ako je nula dijagrama zračenja prijemne antene postavljena u pravcu izvora smetnji, smetnje će biti potisnute. Takvi sistemi se nazivaju adaptivno formiranje zraka i sistemi nuliranja zraka.
Korišten radio protokol. Proizvođači modema mogu koristiti standardni (WiFi, DVB-T) ili vlasnički radio protokol. Ovaj parametar se rijetko navodi u specifikacijama. Na upotrebu DVB-T indirektno ukazuju podržani frekvencijski opsezi 2/4/6/7/8, ponekad 10 MHz i spominjanje u tekstu specifikacije COFDM (coded OFDM) tehnologije u kojoj se OFDM koristi zajedno sa kodiranjem otpornim na buku. Usput, napominjemo da je COFDM čisto reklamni slogan i da nema nikakve prednosti u odnosu na OFDM, budući da se OFDM bez kodiranja otpornog na buku nikada ne koristi u praksi. Izjednačite COFDM i OFDM kada vidite ove skraćenice u specifikacijama radio modema.
Modemi koji koriste standardni protokol se obično grade na bazi specijalizovanog čipa (WiFi, DVB-T) koji radi u sprezi sa mikroprocesorom. Korištenje prilagođenog čipa oslobađa proizvođača modema od mnogih glavobolja povezanih s dizajniranjem, modeliranjem, implementacijom i testiranjem vlastitog radio protokola. Mikroprocesor se koristi da modemu da potrebnu funkcionalnost. Takvi modemi imaju sljedeće prednosti.
- Niska cijena
- Dobri parametri težine i veličine.
- Niska potrošnja energije.
Postoje i nedostaci.
- Nemogućnost promjene karakteristika radio sučelja promjenom firmvera.
- Niska stabilnost zaliha na duži rok.
- Ograničene mogućnosti u pružanju kvalifikovane tehničke podrške pri rješavanju nestandardnih problema.
Niska stabilnost snabdevanja je posledica činjenice da se proizvođači čipova fokusiraju prvenstveno na masovna tržišta (TV, računari, itd.). Proizvođači modema za bespilotne letjelice za njih nisu prioritet i ni na koji način ne mogu uticati na odluku proizvođača čipa da prekine proizvodnju bez adekvatne zamjene drugim proizvodom. Ova karakteristika je pojačana trendom pakovanja radio interfejsa u specijalizovana mikro kola kao što je „sistem na čipu“ (System on Chip - SoC), i stoga se pojedinačni čipovi radio interfejsa postepeno ispiru sa tržišta poluprovodnika.
Ograničene mogućnosti u pružanju tehničke podrške nastaju zbog činjenice da su razvojni timovi modema baziranih na standardnom radio protokolu dobro popunjeni stručnjacima, prvenstveno za elektroniku i mikrovalnu tehnologiju. Tamo možda uopće nema stručnjaka za radio komunikacije, jer nema problema za rješavanje. Stoga, proizvođači bespilotnih letjelica koji traže rješenja za netrivijalne probleme radio komunikacije mogu biti razočarani u smislu konsultacija i tehničke pomoći.
Modemi koji koriste vlasnički radio protokol izgrađeni su na bazi univerzalnih analognih i digitalnih čipova za obradu signala. Stabilnost isporuke takvih čipova je vrlo visoka. Istina, i cijena je visoka. Takvi modemi imaju sljedeće prednosti.
- Široke mogućnosti za prilagođavanje modema potrebama korisnika, uključujući prilagođavanje radio sučelja promjenom firmvera.
- Dodatne mogućnosti radio interfejsa koje su interesantne za upotrebu u bespilotnim letelicama, a nedostaju kod modema izgrađenih na bazi standardnih radio protokola.
- Visoka stabilnost zaliha, uklj. dugoročno.
- Visok nivo tehničke podrške, uključujući rešavanje nestandardnih problema.
Nedostaci.
- Visoka cijena
- Parametri težine i veličine mogu biti gori od onih kod modema koji koriste standardne radio protokole.
- Povećana potrošnja energije jedinice za obradu digitalnog signala.
Tehnički podaci nekih modema za UAV
U tabeli su prikazani tehnički parametri nekih modema za UAV-ove koji su dostupni na tržištu.
Imajte na umu da iako 3D Link modem ima najnižu snagu odašiljanja u poređenju sa Picoradio OEM i J11 modemima (25 dBm naspram 27-30 dBm), budžet 3D Link snage je veći od ovih modema zbog visoke osjetljivosti prijemnika (sa ista brzina prenosa podataka za modeme koji se porede). Stoga će domet komunikacije kada se koristi 3D Link biti veći uz bolju prikrivenost energije.
Table. Tehnički podaci nekih širokopojasnih modema za UAV i robotiku
Parametar
(izvedeno na modulu od Microhard)
(vidi takođe )
Proizvođač, država
Geoscan, RF
Mobilicom, Izrael
Airborne Innovations, Kanada
DTC, UK
Redess, Kina
Domet komunikacije [km]
20-60
5
N / A*
N / A*
10-20
Brzina [Mbps]
0.023-64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Kašnjenje prijenosa podataka [ms]
1-20
25
N / A*
15-100
15-30
Dimenzije ugrađene jedinice DxŠxV [mm]
77h45h25
74h54h26
40x40x10 (bez kućišta)
67h68h22
76h48h20
Težina jedinice na brodu [gram]
89
105
17.6 (bez kućišta)
135
88
Informacioni interfejsi
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (opciono)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Napajanje ugrađene jedinice [Volt/Watt]
7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Snaga jedinice uzemljenja [Volt/Watt]
18−75 ili PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Snaga predajnika [dBm]
25
N / A*
27-30
20
30
Osjetljivost prijemnika [dBm] (za brzinu [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101(n/a*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(n/a*) −104(n/a*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Budžet energije modema [dB] (za brzinu [Mbit/sec])
147(0.023) 126(4.06) 120.1(12.18) 103.6(64.96)
N / A*
131(0.78) 126(3.00) 103(28.0)
N / A*
127 (1.5) 124 (3.0) 120 (6.0)
Podržani frekvencijski opsezi [MHz]
4-20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simpleks/dupleks
Duplex
Duplex
Duplex
Simplex
Duplex
Podrška raznovrsnosti
da
da
da
da
da
Odvojeni kanal za kontrolu/telemetriju
da
da
da
ne
da
Podržani protokoli upravljanja UAV u kanalu kontrole/telemetrije
MAVLink, vlasnički
MAVLink, vlasnički
ne
ne
MAV Link
Podrška za multipleksiranje u kontrolnom/telemetrijskom kanalu
da
da
ne
ne
N / A*
Mrežne topologije
PTP, PMP, relej
PTP, PMP, relej
PTP, PMP, relej
PTP
PTP, PMP, relej
Sredstva za povećanje otpornosti na buku
DSSS, uskopojasni i pulsni supresori
N / A*
N / A*
N / A*
N / A*
Radio protokol
vlasnički
N / A*
N / A*
DVB-T
N / A*
* n/a - nema podataka.
O autoru
Aleksandar Smorodinov [[email zaštićen]] je vodeći stručnjak u Geoscan LLC u oblasti bežičnih komunikacija. Od 2011. godine do danas razvija radio protokole i algoritme za obradu signala za širokopojasne radio modeme različite namene, kao i implementaciju razvijenih algoritama baziranih na programabilnim logičkim čipovima. Oblasti interesovanja autora uključuju razvoj algoritama za sinhronizaciju, procenu svojstva kanala, modulaciju/demodulaciju, kodiranje otporno na buku, kao i neke algoritame sloja pristupa medijima (MAC). Prije nego se pridružio Geoscanu, autor je radio u raznim organizacijama, razvijajući prilagođene bežične komunikacione uređaje. Od 2002. do 2007. godine radio je u Proteus doo kao vodeći specijalista za razvoj komunikacionih sistema baziranih na IEEE802.16 (WiMAX) standardu. Od 1999. do 2002. godine autor je bio uključen u razvoj algoritama kodiranja otpornih na buku i modeliranje trasa radio veze u Centralnom istraživačkom institutu Federalnog državnog jedinstvenog preduzeća "Granit". Autor je 1998. godine stekao diplomu kandidata tehničkih nauka na Univerzitetu za vazduhoplovnu instrumentaciju u Sankt Peterburgu i 1995. godine radiotehničku diplomu na istom univerzitetu. Alexander je trenutni član IEEE i IEEE Communications Society.
izvor: www.habr.com