El repte de transmetre grans quantitats de dades des d'un vehicle aeri no tripulat (UAV) o robòtica terrestre no és estrany a les aplicacions modernes. Aquest article tracta els criteris de selecció dels mòdems de banda ampla i els problemes relacionats. L'article va ser escrit per a desenvolupadors d'UAV i robòtica.
Criteris de selecció
Els principals criteris per triar un mòdem de banda ampla per a UAV o robòtica són:
- Àmbit de comunicació.
- Velocitat màxima de transferència de dades.
- Retard en la transmissió de dades.
- Paràmetres de pes i dimensions.
- Interfícies d'informació compatibles.
- Requeriments nutricionals.
- Canal de control/telemetria separat.
Àmbit de comunicació
El rang de comunicació depèn no només del mòdem, sinó també de les antenes, cables d'antena, condicions de propagació de les ones de ràdio, interferències externes i altres motius. Per tal de separar els paràmetres del propi mòdem d'altres paràmetres que afecten el rang de comunicació, considereu l'equació d'interval [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Propagació d'ones de ràdio i funcionament d'enllaços radioelèctrics. Connexió. Moscou. 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}},$$visualització$$
on
$inline$R$inline$ — rang de comunicació requerit en metres;
$inline$F$inline$ — freqüència en Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — potència del transmissor del mòdem en dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — guany de l'antena del transmissor en dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — pèrdues en el cable del mòdem a l'antena del transmissor en dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — guany de l'antena del receptor en dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — pèrdues en el cable del mòdem a l'antena del receptor en dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — sensibilitat del receptor del mòdem en dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ és un factor d'atenuació que té en compte les pèrdues addicionals degudes a la influència de la superfície terrestre, la vegetació, l'atmosfera i altres factors en dB.
A partir de l'equació d'interval queda clar que l'abast només depèn de dos paràmetres del mòdem: potència del transmissor $inline$P_{TXdBm}$inline$ i sensibilitat del receptor $inline$P_{RXdBm}$inline$, o més aviat de la seva diferència. - el pressupost energètic del mòdem
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
La resta de paràmetres de l'equació d'interval descriuen les condicions de propagació del senyal i els paràmetres dels dispositius d'alimentació d'antena, és a dir. no té res a veure amb el mòdem.
Per tant, per augmentar l'abast de comunicació, heu de triar un mòdem amb un gran valor $inline$B_m$inline$. Al seu torn, $inline$B_m$inline$ es pot augmentar augmentant $inline$P_{TXdBm}$inline$ o disminuint $inline$P_{RXdBm}$inline$. En la majoria dels casos, els desenvolupadors d'UAV busquen un mòdem amb gran potència de transmissor i presten poca atenció a la sensibilitat del receptor, tot i que han de fer exactament el contrari. Un potent transmissor integrat d'un mòdem de banda ampla comporta els problemes següents:
- alt consum d'energia;
- la necessitat de refredament;
- deteriorament de la compatibilitat electromagnètica (EMC) amb altres equips de bord del dron;
- baix secret energètic.
Els dos primers problemes estan relacionats amb el fet que els mètodes moderns de transmissió de grans quantitats d'informació a través d'un canal de ràdio, per exemple OFDM, requereixen lineal transmissor. L'eficiència dels transmissors de ràdio lineals moderns és baixa: 10-30%. Així, el 70-90% de la preciosa energia de la font d'alimentació d'UAV es converteix en calor, que s'ha d'eliminar de manera eficient del mòdem, en cas contrari fallarà o la seva potència de sortida baixarà a causa del sobreescalfament en el moment més inoportun. Per exemple, un transmissor de 2 W consumirà 6-20 W de la font d'alimentació, dels quals 4-18 W es convertiran en calor.
El sigil energètic d'un enllaç de ràdio és important per a aplicacions especials i militars. Sigilitat baixa significa que el senyal del mòdem és detectat amb una probabilitat relativament alta pel receptor de reconeixement de l'estació de bloqueig. En conseqüència, la probabilitat de suprimir un enllaç de ràdio amb sigil·lació de baixa energia també és alta.
La sensibilitat d'un receptor mòdem caracteritza la seva capacitat per extreure informació dels senyals rebuts amb un determinat nivell de qualitat. Els criteris de qualitat poden variar. Per als sistemes de comunicació digital, s'utilitza més sovint la probabilitat d'error de bits (taxa d'error de bits - BER) o la probabilitat d'error en un paquet d'informació (taxa d'error de trama - FER). En realitat, la sensibilitat és el nivell del mateix senyal del qual s'ha d'extreure la informació. Per exemple, una sensibilitat de −98 dBm amb BER = 10−6 indica que la informació amb aquest BER es pot extreure d'un senyal amb un nivell de −98 dBm o superior, però la informació amb un nivell de, per exemple, −99 dBm es pot extreure. ja no es pot extreure d'un senyal amb un nivell de, per exemple, -1 dBm. Per descomptat, la disminució de la qualitat a mesura que disminueix el nivell del senyal es produeix gradualment, però val la pena tenir en compte que la majoria de mòdems moderns disposen de l'anomenat. efecte llindar en què una disminució de la qualitat quan el nivell del senyal disminueix per sota de la sensibilitat es produeix molt ràpidament. N'hi ha prou amb reduir el senyal 2-10 dB per sota de la sensibilitat perquè el BER augmenti fins a 1-XNUMX, la qual cosa significa que ja no veureu vídeo del dron. L'efecte llindar és una conseqüència directa del teorema de Shannon per a un canal sorollós; no es pot eliminar. La destrucció de la informació quan el nivell del senyal disminueix per sota de la sensibilitat es produeix a causa de la influència del soroll que es forma dins del propi receptor. El soroll intern d'un receptor no es pot eliminar completament, però és possible reduir-ne el nivell o aprendre a extreure informació eficient d'un senyal sorollós. Els fabricants de mòdems utilitzen aquests dos enfocaments, millorant els blocs de RF del receptor i millorant els algorismes de processament de senyal digital. La millora de la sensibilitat del receptor del mòdem no comporta un augment tan espectacular del consum d'energia i la dissipació de calor com l'augment de la potència del transmissor. Hi ha, per descomptat, un augment del consum d'energia i de la generació de calor, però és força modest.
Es recomana el següent algorisme de selecció de mòdem des del punt de vista d'aconseguir l'abast de comunicació requerit.
- Decidiu la velocitat de transferència de dades.
- Seleccioneu un mòdem amb la millor sensibilitat per a la velocitat requerida.
- Determinar el rang de comunicació mitjançant càlcul o experiment.
- Si l'abast de comunicació resulta ser inferior al necessari, intenteu utilitzar les mesures següents (ordenades en ordre decreixent de prioritat):
- reduir les pèrdues en els cables d'antena $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ utilitzant un cable amb menor atenuació lineal a la freqüència de funcionament i/o reduint la longitud dels cables;
- augmentar el guany de l'antena $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- augmentar la potència del transmissor del mòdem.
Els valors de sensibilitat depenen de la velocitat de transferència de dades segons la regla: velocitat més alta - pitjor sensibilitat. Per exemple, una sensibilitat de -98 dBm per a 8 Mbps és millor que una sensibilitat de -95 dBm per a 12 Mbps. Podeu comparar mòdems en termes de sensibilitat només per a la mateixa velocitat de transferència de dades.
Les dades sobre la potència del transmissor estan gairebé sempre disponibles a les especificacions del mòdem, però les dades sobre la sensibilitat del receptor no sempre estan disponibles o són insuficients. Com a mínim, aquest és un motiu per desconfiar, ja que els números bonics no tenen sentit amagar-los. A més, en no publicar dades de sensibilitat, el fabricant priva el consumidor de l'oportunitat d'estimar el rang de comunicació mitjançant càlcul. до compres de mòdems.
Velocitat de baudis màxima
Seleccionar un mòdem basat en aquest paràmetre és relativament senzill si els requisits de velocitat estan clarament definits. Però hi ha alguns matisos.
Si el problema que es resol requereix garantir el màxim rang de comunicació possible i, al mateix temps, és possible assignar una banda de freqüència suficientment àmplia per a un enllaç de ràdio, és millor triar un mòdem que admeti una banda de freqüència àmplia (amplada de banda). El fet és que la velocitat d'informació requerida es pot aconseguir en una banda de freqüència relativament estreta mitjançant l'ús de tipus densos de modulació (16QAM, 64QAM, 256QAM, etc.), o en una àmplia banda de freqüència mitjançant la modulació de baixa densitat (BPSK, QPSK). ). L'ús de modulació de baixa densitat per a aquestes tasques és preferible a causa de la seva major immunitat al soroll. Per tant, la sensibilitat del receptor és millor; en conseqüència, augmenta el pressupost energètic del mòdem i, com a resultat, el rang de comunicació.
De vegades, els fabricants d'UAV configuren la velocitat d'informació de l'enllaç de ràdio molt més alta que la velocitat de la font, literalment 2 o més vegades, argumentant que les fonts com els còdecs de vídeo tenen una taxa de bits variable i la velocitat del mòdem s'ha de seleccionar tenint en compte el valor màxim. d'emissions de bitrate. En aquest cas, el rang de comunicació disminueix naturalment. No hauríeu d'utilitzar aquest enfocament tret que sigui absolutament necessari. La majoria dels mòdems moderns tenen un gran buffer al transmissor que pot suavitzar els pics de velocitat de bits sense pèrdua de paquets. Per tant, no cal una reserva de velocitat superior al 25%. Si hi ha motius per creure que la capacitat de memòria intermèdia del mòdem que s'està comprant és insuficient i es requereix un augment significativament més gran de la velocitat, és millor negar-se a comprar aquest mòdem.
Retard de transferència de dades
Quan s'avalua aquest paràmetre, és important separar el retard associat a la transmissió de dades a través de l'enllaç de ràdio del retard creat pel dispositiu de codificació/descodificació de la font d'informació, com ara un còdec de vídeo. El retard en l'enllaç de ràdio consta de 3 valors.
- Retard a causa del processament del senyal al transmissor i al receptor.
- Retard a causa de la propagació del senyal del transmissor al receptor.
- Retard a causa de la memòria intermèdia de dades al transmissor en mòdems dúplex per divisió de temps (TDD).
La latència de tipus 1, segons l'experiència de l'autor, oscil·la entre desenes de microsegons i un mil·lisegon. El retard de tipus 2 depèn del rang de comunicació, per exemple, per a un enllaç de 100 km és de 333 μs. El retard de tipus 3 depèn de la durada de la trama TDD i de la relació entre la durada del cicle de transmissió i la durada total de la trama i pot variar de 0 a la durada de la trama, és a dir, és una variable aleatòria. Si el paquet d'informació transmès es troba a l'entrada del transmissor mentre el mòdem està en cicle de transmissió, llavors el paquet es transmetrà a l'aire amb retard zero tipus 3. Si el paquet arriba una mica tard i el cicle de recepció ja ha començat, aleshores es retardarà a la memòria intermèdia del transmissor durant el cicle de recepció. Les longituds típiques de trama TDD oscil·len entre 2 i 20 ms, de manera que el pitjor dels casos de retard de tipus 3 no superarà els 20 ms. Així, el retard total en l'enllaç de ràdio estarà en el rang de 3-21 ms.
La millor manera d'esbrinar el retard en un enllaç de ràdio és un experiment a gran escala utilitzant utilitats per avaluar les característiques de la xarxa. No es recomana mesurar el retard mitjançant el mètode de petició-resposta, ja que és possible que el retard en les direccions directe i inversa no sigui el mateix per als mòdems TDD.
Paràmetres de pes i dimensions
Escollir una unitat de mòdem a bord segons aquest criteri no requereix cap comentari especial: com més petita i lleugera millor. No us oblideu també de la necessitat de refredar la unitat a bord; poden ser necessaris radiadors addicionals i, per tant, també poden augmentar el pes i les dimensions. Aquí s'ha de donar preferència a les unitats lleugeres, de mida petita i amb un baix consum d'energia.
Per a una unitat terrestre, els paràmetres dimensionals de massa no són tan crítics. La facilitat d'ús i instal·lació passa a primer lloc. La unitat de terra ha de ser un dispositiu protegit de manera fiable de les influències externes amb un sistema de muntatge convenient a un pal o trípode. Una bona opció és quan la unitat de terra està integrada a la mateixa carcassa amb l'antena. Idealment, la unitat de terra s'hauria de connectar al sistema de control mitjançant un connector convenient. Això us estalviarà de paraules fortes quan hàgiu de dur a terme treballs de desplegament a una temperatura de -20 graus.
Requisits dietètics
Les unitats a bord, per regla general, es produeixen amb suport per a una àmplia gamma de tensions d'alimentació, per exemple 7-30 V, que cobreix la majoria de les opcions de tensió de la xarxa elèctrica d'UAV. Si teniu l'oportunitat de triar entre diverses tensions d'alimentació, doneu preferència al valor de tensió d'alimentació més baix. Per regla general, els mòdems s'alimenten internament des de voltatges de 3.3 i 5.0 V mitjançant fonts d'alimentació secundàries. L'eficiència d'aquestes fonts d'alimentació secundàries és més gran, menor és la diferència entre la tensió d'entrada i interna del mòdem. L'augment de l'eficiència significa una reducció del consum d'energia i la generació de calor.
Les unitats de terra, en canvi, han de suportar energia d'una font de tensió relativament alta. Això permet l'ús d'un cable d'alimentació amb una petita secció, que redueix el pes i simplifica la instal·lació. En igualtat de coses, doneu preferència a les unitats a terra amb suport PoE (Power over Ethernet). En aquest cas, només cal un cable Ethernet per connectar la unitat de terra a l'estació de control.
Canal de control/telemetria separat
Una característica important en els casos en què no hi ha espai a l'UAV per instal·lar un mòdem de telemetria d'ordres independent. Si hi ha espai, es pot utilitzar un canal de control/telemetria independent del mòdem de banda ampla com a còpia de seguretat. Quan escolliu un mòdem amb aquesta opció, presteu atenció al fet que el mòdem admet el protocol desitjat per a la comunicació amb l'UAV (MAVLink o propietari) i la capacitat de multiplexar dades de canal de control/telemetria en una interfície convenient a l'estació terrestre (GS). ). Per exemple, la unitat integrada d'un mòdem de banda ampla es connecta al pilot automàtic mitjançant una interfície com RS232, UART o CAN, i la unitat de terra es connecta a l'ordinador de control mitjançant una interfície Ethernet a través de la qual cal intercanviar comanda. , telemetria i informació de vídeo. En aquest cas, el mòdem ha de poder multiplexar el flux de comandaments i telemetria entre les interfícies RS232, UART o CAN de la unitat integrada i la interfície Ethernet de la unitat de terra.
Altres paràmetres als quals cal prestar atenció
Disponibilitat del mode dúplex. Els mòdems de banda ampla per a UAV admeten els modes de funcionament simplex o dúplex. En el mode simplex, la transmissió de dades només es permet en la direcció del UAV al NS, i en el mode dúplex, en ambdues direccions. Per regla general, els mòdems simplex tenen un còdec de vídeo integrat i estan dissenyats per funcionar amb càmeres de vídeo que no tenen un còdec de vídeo. Un mòdem simplex no és adequat per connectar-se a una càmera IP o a qualsevol altre dispositiu que requereixi una connexió IP. Per contra, un mòdem dúplex, per regla general, està dissenyat per connectar la xarxa IP a bord de l'UAV amb la xarxa IP de l'NS, és a dir, admet càmeres IP i altres dispositius IP, però pot ser que no tingui un dispositiu integrat. en còdec de vídeo, ja que les càmeres de vídeo IP solen tenir el vostre còdec de vídeo. El suport de la interfície Ethernet només és possible en mòdems full-duplex.
Recepció de la diversitat (RX diversity). La presència d'aquesta capacitat és obligatòria per garantir una comunicació contínua durant tota la distància del vol. Quan es propaguen per la superfície de la Terra, les ones de ràdio arriben al punt receptor en dos feixos: al llarg d'un camí directe i amb reflex des de la superfície. Si l'addició d'ones de dos feixos es produeix en fase, el camp al punt receptor s'enforteix, i si està en antifase, es debilita. El debilitament pot ser força important, fins a la pèrdua total de la comunicació. La presència de dues antenes al NS, situades a diferents altures, ajuda a resoldre aquest problema, ja que si a la ubicació d'una antena els feixos s'afegeixen en antifase, a la ubicació de l'altra no ho fan. Com a resultat, podeu aconseguir una connexió estable durant tota la distància.
Topologies de xarxa compatibles. És recomanable triar un mòdem que ofereixi suport no només per a topologia punt a punt (PTP), sinó també per a topologies punt a multipunt (PMP) i relé (repetidor). L'ús del relé mitjançant un UAV addicional us permet ampliar significativament l'àrea de cobertura del UAV principal. El suport PMP us permetrà rebre informació simultàniament de diversos UAV en un NS. Tingueu en compte també que la compatibilitat amb PMP i relé requerirà un augment de l'amplada de banda del mòdem en comparació amb el cas de la comunicació amb un únic UAV. Per tant, per a aquests modes es recomana triar un mòdem que admeti una banda de freqüència àmplia (almenys 15-20 MHz).
Disponibilitat de mitjans per augmentar la immunitat al soroll. Una opció útil, donat l'entorn d'interferència intensa a les zones on s'utilitzen UAV. La immunitat al soroll s'entén com la capacitat d'un sistema de comunicació per realitzar la seva funció en presència d'interferències d'origen artificial o natural en el canal de comunicació. Hi ha dos enfocaments per combatre la interferència. Enfocament 1: dissenyar el receptor mòdem perquè pugui rebre informació de manera fiable fins i tot en presència d'interferències a la banda del canal de comunicació, a costa d'una certa reducció de la velocitat de transmissió de la informació. Enfocament 2: suprimir o atenuar les interferències a l'entrada del receptor. Exemples de la implementació del primer enfocament són els sistemes d'extensió de l'espectre, és a dir: salt de freqüència (FH), espectre d'extensió de seqüències pseudoaleatòries (DSSS) o un híbrid de tots dos. La tecnologia FH s'ha generalitzat als canals de control d'UAV a causa de la baixa velocitat de transferència de dades requerida en aquest canal de comunicació. Per exemple, per a una velocitat de 16 kbit/s en una banda de 20 MHz, es poden organitzar unes 500 posicions de freqüència, cosa que permet una protecció fiable contra les interferències de banda estreta. L'ús de FH per a un canal de comunicació de banda ampla és problemàtic perquè la banda de freqüència resultant és massa gran. Per exemple, per obtenir 500 posicions de freqüència quan es treballa amb un senyal amb una amplada de banda de 4 MHz, necessitareu 2 GHz d'ample de banda lliure! Massa per ser real. L'ús de DSSS per a un canal de comunicació de banda ampla amb UAV és més rellevant. En aquesta tecnologia, cada bit d'informació es duplica simultàniament a diverses (o fins i tot a totes) freqüències de la banda del senyal i, en presència d'interferències de banda estreta, es pot separar de parts de l'espectre no afectades per la interferència. L'ús de DSSS, així com de FH, implica que quan apareixen interferències al canal, es requerirà una reducció de la velocitat de transmissió de dades. No obstant això, és obvi que és millor rebre vídeo d'un UAV en una resolució més baixa que res. L'enfocament 2 utilitza el fet que les interferències, a diferència del soroll intern del receptor, entren a l'enllaç de ràdio des de l'exterior i, si hi ha certs mitjans al mòdem, es poden suprimir. La supressió de la interferència és possible si es localitza en els dominis espectral, temporal o espacial. Per exemple, la interferència de banda estreta es localitza a la regió espectral i es pot "retallar" de l'espectre mitjançant un filtre especial. De la mateixa manera, el soroll polsat es localitza en el domini del temps; per suprimir-lo, l'àrea afectada s'elimina del senyal d'entrada del receptor. Si la interferència no és de banda estreta o polsada, es pot utilitzar un supressor espacial per suprimir-la, ja que la interferència entra a l'antena receptora des d'una font des d'una direcció determinada. Si el zero del patró de radiació de l'antena receptora es col·loca en la direcció de la font d'interferència, la interferència es suprimirà. Aquests sistemes s'anomenen sistemes de formació de feixos adaptatius i de nul·lació de feixos.
Protocol de ràdio utilitzat. Els fabricants de mòdems poden utilitzar un protocol de ràdio estàndard (WiFi, DVB-T) o propietari. Aquest paràmetre rarament s'indica a les especificacions. L'ús de DVB-T s'indica indirectament per les bandes de freqüència admeses 2/4/6/7/8, de vegades 10 MHz i la menció al text de l'especificació de la tecnologia COFDM (COFDM codificat) en què s'utilitza OFDM conjuntament amb codificació resistent al soroll. De passada, observem que COFDM és purament un eslògan publicitari i no té cap avantatge respecte a OFDM, ja que OFDM sense codificació resistent al soroll mai s'utilitza a la pràctica. Igualeu COFDM i OFDM quan vegeu aquestes abreviatures a les especificacions del mòdem de ràdio.
Els mòdems que utilitzen un protocol estàndard es construeixen normalment sobre la base d'un xip especialitzat (WiFi, DVB-T) que treballa conjuntament amb un microprocessador. L'ús d'un xip personalitzat alleuja el fabricant de mòdems de molts dels mals de cap associats amb el disseny, modelatge, implementació i prova del seu propi protocol de ràdio. El microprocessador s'utilitza per donar al mòdem la funcionalitat necessària. Aquests mòdems tenen els avantatges següents.
- Preu baix.
- Bons paràmetres de pes i mida.
- Baix consum d'energia.
També hi ha desavantatges.
- Incapacitat per canviar les característiques de la interfície de ràdio canviant el firmware.
- Baixa estabilitat dels subministraments a llarg termini.
- Capacitats limitades per proporcionar suport tècnic qualificat quan es resolen problemes no estàndard.
La baixa estabilitat dels subministraments es deu al fet que els fabricants de xips se centren principalment en els mercats de masses (televisors, ordinadors, etc.). Els fabricants de mòdems per a drones no són una prioritat per a ells i no poden influir de cap manera en la decisió del fabricant de xips d'interrompre la producció sense una substitució adequada per un altre producte. Aquesta característica es veu reforçada per la tendència d'envasar les interfícies de ràdio en microcircuits especialitzats com ara "system on chip" (System on Chip - SoC) i, per tant, els xips d'interfície de ràdio individuals s'eliminen gradualment del mercat de semiconductors.
Les capacitats limitades per proporcionar suport tècnic es deuen al fet que els equips de desenvolupament de mòdems basats en el protocol de ràdio estàndard compten amb especialistes, principalment en electrònica i tecnologia de microones. És possible que no hi hagi cap especialitzat en radiocomunicacions allà, ja que no hi ha problemes per resoldre. Per tant, els fabricants d'UAV que busquen solucions a problemes de comunicació per ràdio no trivials poden trobar-se decebuts pel que fa a la consulta i l'assistència tècnica.
Els mòdems que utilitzen un protocol de ràdio propietari es construeixen sobre la base de xips de processament de senyals analògics i digitals universals. L'estabilitat del subministrament d'aquests xips és molt alta. És cert que el preu també és alt. Aquests mòdems tenen els avantatges següents.
- Àmplies possibilitats d'adaptació del mòdem a les necessitats del client, inclosa l'adaptació de la interfície de ràdio canviant el firmware.
- Capacitats addicionals d'interfície de ràdio que són interessants per al seu ús en UAV i que estan absents en mòdems construïts sobre la base de protocols de ràdio estàndard.
- Alta estabilitat dels subministraments, incl. a la llarga.
- Alt nivell de suport tècnic, inclosa la resolució de problemes no estàndard.
Desavantatges.
- Preu alt
- Els paràmetres de pes i mida poden ser pitjors que els dels mòdems que utilitzen protocols de ràdio estàndard.
- Augment del consum d'energia de la unitat de processament de senyal digital.
Dades tècniques d'alguns mòdems per a UAV
La taula mostra els paràmetres tècnics d'alguns mòdems per a UAV disponibles al mercat.
Tingueu en compte que, tot i que el mòdem 3D Link té la potència de transmissió més baixa en comparació amb els mòdems Picoradio OEM i J11 (25 dBm enfront de 27−30 dBm), el pressupost de potència de 3D Link és superior al d'aquests mòdems a causa de l'alta sensibilitat del receptor (amb la mateixa velocitat de transferència de dades per als mòdems que es comparen). Per tant, l'abast de comunicació quan s'utilitza 3D Link serà més gran amb un millor silenci energètic.
Taula. Dades tècniques d'alguns mòdems de banda ampla per a UAV i robòtica
Paràmetre
(realitzat al mòdul de Microhard)
(Vegeu també )
Fabricant, país
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canadà
DTC, Regne Unit
Redess, Xina
Interval de comunicació [km]
20 − 60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Velocitat [Mbps]
0.023 − 64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Retard de transferència de dades [ms]
1 − 20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Dimensions de la unitat a bord LxWxH [mm]
77h45h25
74h54h26
40x40x10 (sense carcassa)
67h68h22
76h48h20
Pes de la unitat a bord [gram]
89
105
17.6 (sense habitatge)
135
88
Interfícies d'informació
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (opcional)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Font d'alimentació de la unitat a bord [Volt/Watt]
7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Potència de la unitat de terra [Volt/Watt]
18−75 o PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Potència del transmissor [dBm]
25
n/a*
27 − 30
20
30
Sensibilitat del receptor [dBm] (per a la velocitat [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)
Pressupost energètic del mòdem [dB] (per a la velocitat [Mbit/s])
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)
Bandes de freqüència admeses [MHz]
4 − 20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simplex/dúplex
Dúplex
Dúplex
Dúplex
Simplex
Dúplex
Suport a la diversitat
sí
sí
sí
sí
sí
Canal separat per a control/telemetria
sí
sí
sí
нет
sí
Protocols de control d'UAV compatibles al canal de control/telemetria
MAVLink, propietari
MAVLink, propietari
нет
нет
MAVLink
Suport de multiplexació en canal de control/telemetria
sí
sí
нет
нет
n/a*
Topologies de xarxa
PTP, PMP, relé
PTP, PMP, relé
PTP, PMP, relé
PTP
PTP, PMP, relé
Mitjans per augmentar la immunitat al soroll
DSSS, banda estreta i supressors de pols
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Protocol de ràdio
propietari
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - sense dades.
Sobre l’autor
Alexander Smorodinov [[protegit per correu electrònic]] és un especialista líder a Geoscan LLC en el camp de les comunicacions sense fil. Des del 2011 fins a l'actualitat desenvolupa protocols de ràdio i algorismes de processament de senyal per a mòdems de ràdio de banda ampla amb diferents finalitats, així com implementa els algorismes desenvolupats basats en xips lògics programables. Les àrees d'interès de l'autor inclouen el desenvolupament d'algoritmes de sincronització, estimació de propietats del canal, modulació/demodulació, codificació resistent al soroll, així com alguns algorismes de capa d'accés a mitjans (MAC). Abans d'unir-se a Geoscan, l'autor va treballar en diverses organitzacions, desenvolupant dispositius de comunicació sense fils personalitzats. Del 2002 al 2007, va treballar a Proteus LLC com a especialista líder en el desenvolupament de sistemes de comunicació basats en l'estàndard IEEE802.16 (WiMAX). De 1999 a 2002, l'autor va participar en el desenvolupament d'algoritmes de codificació resistents al soroll i el modelatge de rutes d'enllaç de ràdio a l'Institut Central d'Investigació de l'Empresa Unitària de l'Estat Federal "Granit". L'autor va rebre un títol de candidat en ciències tècniques de la Universitat d'Instrumentació Aeroespacial de Sant Petersburg el 1998 i un títol d'Enginyeria de Ràdio per la mateixa universitat el 1995. Alexander és membre actual de l'IEEE i de la IEEE Communications Society.
Font: www.habr.com