Ang hagit sa pagpasa sa daghang mga datos gikan sa usa ka unmanned aerial vehicle (UAV) o ground robotics dili kasagaran sa modernong mga aplikasyon. Kini nga artikulo naghisgot sa mga criteria sa pagpili alang sa broadband modem ug may kalabutan nga mga problema. Ang artikulo gisulat para sa UAV ug robotics developers.
Mga Pinili nga Pinili
Ang nag-unang criteria sa pagpili sa usa ka broadband modem alang sa UAVs o robotics mao ang:
- Sakup sa komunikasyon.
- Maximum nga data transfer rate.
- Paglangan sa pagpadala sa datos.
- Mga parameter sa gibug-aton ug sukod.
- Gisuportahan nga mga interface sa impormasyon.
- Mga kinahanglanon sa nutrisyon.
- Pagbulag sa control/telemetry channel.
Sakup sa komunikasyon
Ang sakup sa komunikasyon nagdepende dili lamang sa modem, apan usab sa mga antenna, mga kable sa antenna, mga kondisyon sa pagpalapad sa radio wave, panghilabot sa gawas ug uban pang mga hinungdan. Aron mabulag ang mga parameter sa modem mismo gikan sa ubang mga parameter nga makaapekto sa range sa komunikasyon, hunahunaa ang range equation [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Pagpakaylap sa mga balod sa radyo ug operasyon sa mga link sa radyo. Koneksyon. Moscow. 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}},$$display$$
diin
$inline$R$inline$ — gikinahanglan nga hanay sa komunikasyon sa metro;
$inline$F$inline$ — frequency sa Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modem transmitter power sa dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — transmitter antenna gain sa dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — mga pagkawala sa cable gikan sa modem ngadto sa transmitter antenna sa dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — receiver antenna gain sa dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — mga pagkawala sa cable gikan sa modem ngadto sa receiver antenna sa dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — pagkasensitibo sa modem receiver sa dBm;
Ang $inline$|V|_{dB}$inline$ maoy usa ka attenuation factor nga nagkonsiderar sa dugang nga pagkawala tungod sa impluwensya sa nawong sa Yuta, mga tanom, atmospera ug uban pang mga hinungdan sa dB.
Gikan sa range equation klaro nga ang range nagdepende lang sa duha ka parameter sa modem: transmitter power $inline$P_{TXdBm}$inline$ ug receiver sensitivity $inline$P_{RXdBm}$inline$, o hinoon sa ilang difference. - ang badyet sa enerhiya sa modem
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Ang nahabilin nga mga parameter sa range equation naghulagway sa mga kondisyon sa pagpalapad sa signal ug ang mga parameter sa mga antenna-feeder device, i.e. walay labot sa modem.
Busa, aron madugangan ang sakup sa komunikasyon, kinahanglan kang mopili ug modem nga adunay dako nga $inline$B_m$inline$ nga bili. Sa baylo, ang $inline$B_m$inline$ mahimong madugangan pinaagi sa pagdugang sa $inline$P_{TXdBm}$inline$ o pinaagi sa pagkunhod sa $inline$P_{RXdBm}$inline$. Sa kadaghanan nga mga kaso, ang mga nag-develop sa UAV nangita usa ka modem nga adunay taas nga gahum sa transmitter ug wala’y pagtagad sa pagkasensitibo sa tigdawat, bisan kung kinahanglan nila nga buhaton ang sukwahi. Ang usa ka gamhanan nga on-board transmitter sa usa ka broadband modem naglakip sa mosunod nga mga problema:
- taas nga konsumo sa enerhiya;
- ang panginahanglan alang sa pagpabugnaw;
- pagkadaot sa electromagnetic compatibility (EMC) sa ubang on-board equipment sa UAV;
- ubos nga enerhiya sekreto.
Ang unang duha ka mga problema nalangkit sa kamatuoran nga ang modernong mga paagi sa pagpasa sa daghang impormasyon sa usa ka channel sa radyo, pananglitan OFDM, nagkinahanglan linear transmitter. Ang kaepektibo sa modernong linear radio transmitters ubos: 10-30%. Busa, ang 70-90% sa bililhong kusog sa suplay sa kuryente sa UAV nakabig ngadto sa kainit, nga kinahanglang episyente nga tangtangon gikan sa modem, kon dili kini mapakyas o ang gahum sa output niini moubos tungod sa sobrang kainit sa labing dili angay nga higayon. Pananglitan, ang 2 W transmitter mokuha ug 6–20 W gikan sa power supply, diin ang 4–18 W makombertir sa init.
Ang pagkatago sa enerhiya sa usa ka link sa radyo hinungdanon alang sa espesyal ug militar nga mga aplikasyon. Ang ubos nga stealth nagpasabot nga ang signal sa modem namatikdan nga adunay medyo taas nga posibilidad sa reconnaissance receiver sa jamming station. Tungod niini, ang kalagmitan sa pagsumpo sa usa ka radio link nga adunay ubos nga energy stealth taas usab.
Ang pagkasensitibo sa modem receiver nagpaila sa abilidad niini sa pagkuha sa impormasyon gikan sa nadawat nga mga signal nga adunay gihatag nga lebel sa kalidad. Ang mga criteria sa kalidad mahimong magkalahi. Para sa mga sistema sa digital nga komunikasyon, ang kalagmitan sa usa ka gamay nga sayup (bit error rate - BER) o ang kalagmitan sa usa ka sayup sa usa ka pakete sa impormasyon (frame error rate - FER) ang kasagarang gigamit. Sa tinuud, ang pagkasensitibo mao ang lebel sa mismong signal diin kinahanglan makuha ang kasayuran. Pananglitan, ang pagkasensitibo sa −98 dBm nga adunay BER = 10−6 nagpakita nga ang impormasyon nga adunay ingon nga BER mahimong makuha gikan sa usa ka signal nga adunay lebel nga −98 dBm o mas taas pa, apan ang impormasyon nga adunay lebel sa, ingnon ta, −99 dBm mahimo dili na makuha gikan sa usa ka signal nga adunay lebel nga, ingnon ta, -1 dBm. Siyempre, ang pagkunhod sa kalidad sa pagkunhod sa lebel sa signal mahitabo sa hinay-hinay, apan angay nga hinumdoman nga kadaghanan sa mga modernong modem adunay gitawag nga. threshold effect diin ang usa ka pagkunhod sa kalidad sa diha nga ang lebel sa signal mikunhod ubos sa pagkasensitibo mahitabo kaayo sa madali. Igo na ang pagpakunhod sa signal sa 2-10 dB ubos sa pagkasensitibo para sa BER nga motaas sa 1-XNUMX, nga nagpasabot nga dili na nimo makita ang video gikan sa UAV. Ang epekto sa threshold usa ka direkta nga sangputanan sa teorama ni Shannon alang sa usa ka saba nga channel; dili kini mapapas. Ang pagkaguba sa kasayuran kung ang lebel sa signal mikunhod ubos sa pagkasensitibo mahitabo tungod sa impluwensya sa kasaba nga naporma sa sulod mismo sa tigdawat. Ang internal nga kasaba sa usa ka receiver dili hingpit nga mapapas, apan posible nga makunhuran ang lebel niini o makakat-on sa epektibong pagkuha sa impormasyon gikan sa usa ka saba nga signal. Ang mga tiggama sa modem naggamit sa duha niini nga mga pamaagi, nga naghimo sa mga pagpaayo sa RF blocks sa receiver ug pagpaayo sa digital signal processing algorithms. Ang pagpaayo sa pagkasensitibo sa modem receiver dili mosangpot sa ingon ka dako nga pagtaas sa konsumo sa kuryente ug pagwagtang sa kainit sama sa pagdugang sa gahum sa transmitter. Adunay, siyempre, usa ka pagtaas sa konsumo sa enerhiya ug pagmugna sa kainit, apan kini medyo kasarangan.
Ang mosunod nga algorithm sa pagpili sa modem girekomendar gikan sa punto sa panglantaw sa pagkab-ot sa gikinahanglan nga hanay sa komunikasyon.
- Pagdesisyon sa rate sa pagbalhin sa datos.
- Pagpili usa ka modem nga adunay labing kaayo nga pagkasensitibo alang sa gikinahanglan nga katulin.
- Tinoa ang sakup sa komunikasyon pinaagi sa kalkulasyon o eksperimento.
- Kung ang sakup sa komunikasyon mahimong dili kaayo kinahanglan, nan sulayi nga gamiton ang mga musunud nga lakang (gihan-ay sa han-ay sa pagkunhod sa prayoridad):
- pagpakunhod sa mga pagkawala sa antenna cables $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ pinaagi sa paggamit sa cable nga adunay ubos nga linear attenuation sa operating frequency ug/o pagkunhod sa gitas-on sa mga cable;
- dugangi ang ganansya sa antenna $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- dugangi ang gahum sa modem transmitter.
Ang mga kantidad sa pagkasensitibo nagdepende sa rate sa pagbalhin sa data sumala sa lagda: mas taas nga tulin - mas grabe nga pagkasensitibo. Pananglitan, ang −98 dBm sensitivity para sa 8 Mbps mas maayo kaysa −95 dBm sensitivity para sa 12 Mbps. Mahimo nimong itandi ang mga modem sa mga termino sa pagkasensitibo alang lamang sa parehas nga katulin sa pagbalhin sa datos.
Ang datos sa gahum sa transmitter hapit kanunay nga magamit sa mga detalye sa modem, apan ang datos sa pagkasensitibo sa tigdawat dili kanunay magamit o dili igo. Sa labing gamay, kini usa ka hinungdan nga mabinantayon, tungod kay ang matahum nga mga numero halos dili makatarunganon nga itago. Dugang pa, pinaagi sa dili pagmantala sa datos sa pagkasensitibo, gihikawan sa tiggama ang konsumedor sa higayon nga mabanabana ang sakup sa komunikasyon pinaagi sa pagkalkula. sa pagpalit sa modem.
Maximum nga baud rate
Ang pagpili sa usa ka modem base sa kini nga parameter medyo yano kung ang mga kinahanglanon sa tulin klaro nga gihubit. Apan adunay pipila ka mga nuances.
Kung ang problema nga nasulbad nanginahanglan pagsiguro sa labing taas nga posible nga sakup sa komunikasyon ug sa parehas nga oras posible nga maggahin usa ka igo nga lapad nga frequency band alang sa usa ka link sa radyo, nan mas maayo nga magpili usa ka modem nga nagsuporta sa usa ka lapad nga frequency band (bandwidth). Ang kamatuoran mao nga ang gikinahanglan nga katulin sa impormasyon mahimong makab-ot sa usa ka medyo pig-ot nga frequency band pinaagi sa paggamit sa dasok nga matang sa modulasyon (16QAM, 64QAM, 256QAM, ug uban pa), o sa usa ka halapad nga frequency band pinaagi sa paggamit sa ubos-density modulasyon (BPSK, QPSK). ). Ang paggamit sa low-density modulation alang sa maong mga buluhaton mas maayo tungod sa mas taas nga noise immunity niini. Busa, ang pagkasensitibo sa tigdawat mas maayo; sa ingon, ang badyet sa enerhiya sa modem nagdugang ug, ingon nga resulta, ang sakup sa komunikasyon.
Usahay ang mga tiggama sa UAV nagtakda sa katulin sa impormasyon sa link sa radyo nga mas taas kay sa gikusgon sa tinubdan, literal nga 2 o mas daghan pa nga mga panahon, nga nangatarungan nga ang mga tinubdan sama sa mga video codec adunay usa ka variable nga bitrate ug ang modem speed kinahanglan nga pilion nga gikonsiderar ang maximum nga bili sa bitrate emissions. Sa kini nga kaso, ang sakup sa komunikasyon natural nga mokunhod. Dili nimo gamiton kini nga pamaagi gawas kung gikinahanglan. Kadaghanan sa modernong mga modem adunay dako nga buffer sa transmitter nga makapahapsay sa bitrate spike nga walay packet loss. Busa, ang usa ka reserba sa tulin nga labaw pa sa 25% dili kinahanglan. Kung adunay katarungan sa pagtuo nga ang buffer nga kapasidad sa gipalit nga modem dili igo ug gikinahanglan ang usa ka mas dako nga pagtaas sa gikusgon, nan mas maayo nga magdumili sa pagpalit sa maong modem.
Pagkalangan sa pagbalhin sa datos
Sa pagtimbang-timbang niini nga parametro, importante nga ibulag ang paglangan nga may kalabotan sa pagpasa sa datos sa link sa radyo gikan sa pagkalangan nga gihimo sa encoding/decoding device sa tinubdan sa impormasyon, sama sa video codec. Ang paglangan sa link sa radyo naglangkob sa 3 nga mga kantidad.
- Ang paglangan tungod sa pagproseso sa signal sa transmitter ug receiver.
- Ang paglangan tungod sa signal propagation gikan sa transmitter ngadto sa receiver.
- Ang paglangan tungod sa data buffering sa transmitter sa time division duplex (TDD) modem.
Type 1 latency, sa kasinatian sa tagsulat, gikan sa napulo ka microseconds ngadto sa usa ka millisecond. Ang paglangan sa Type 2 nagdepende sa sakup sa komunikasyon, pananglitan, alang sa usa ka 100 km nga link kini 333 μs. Ang paglangan sa Type 3 nagdepende sa gitas-on sa TDD frame ug sa ratio sa gidugayon sa transmission cycle ngadto sa kinatibuk-ang gidugayon sa frame ug mahimong magkalahi gikan sa 0 ngadto sa gidugayon sa frame, i.e. kini usa ka random variable. Kung ang gipasa nga packet sa impormasyon naa sa input sa transmitter samtang ang modem naa sa transmission cycle, nan ang packet ipasa sa hangin nga adunay zero delay type 3. Kung ang pakete medyo ulahi ug ang siklo sa pagdawat nagsugod na, unya kini malangan sa transmitter buffer sa gidugayon sa siklo sa pagdawat. Ang kasagarang gitas-on sa TDD frame gikan sa 2 ngadto sa 20 ms, mao nga ang pinakagrabe nga kaso sa Type 3 nga pagkalangan dili molapas sa 20 ms. Sa ingon, ang kinatibuk-ang paglangan sa link sa radyo naa sa sakup nga 3−21 ms.
Ang labing kaayo nga paagi aron mahibal-an ang paglangan sa usa ka link sa radyo mao ang usa ka tibuuk nga eksperimento gamit ang mga utilities aron masusi ang mga kinaiya sa network. Ang pagsukod sa pagkalangan gamit ang pamaagi sa pagtubag-hangyo dili girekomenda, tungod kay ang paglangan sa unahan ug balik nga direksyon mahimong dili pareho sa TDD modem.
Mga parameter sa gibug-aton ug sukod
Ang pagpili sa on-board nga modem unit sumala niini nga sukdanan wala magkinahanglan og bisan unsang espesyal nga mga komento: ang mas gamay ug mas gaan mas maayo. Ayaw usab kalimti ang bahin sa panginahanglan nga pabugnawon ang on-board nga yunit; ang dugang nga mga radiator mahimong gikinahanglan, ug sa ingon, ang gibug-aton ug mga sukod mahimo usab nga madugangan. Ang gusto dinhi kinahanglan ihatag sa gaan, gagmay nga mga yunit nga adunay gamay nga konsumo sa kuryente.
Alang sa yunit nga nakabase sa yuta, ang mga parameter sa mass-dimensional dili kaayo kritikal. Ang kasayon sa paggamit ug pag-instalar moabut sa unahan. Ang yunit sa yuta kinahanglan usa ka aparato nga kasaligan nga gipanalipdan gikan sa mga impluwensya sa gawas nga adunay usa ka kombenyente nga sistema sa pag-mount sa usa ka palo o tripod. Ang usa ka maayong kapilian mao kung ang yunit sa yuta gisagol sa parehas nga pabalay nga adunay antenna. Sa tinuud, ang yunit sa yuta kinahanglan nga konektado sa control system pinaagi sa usa ka kombenyente nga konektor. Makaluwas kini kanimo gikan sa kusgan nga mga pulong kung kinahanglan nimo nga himuon ang trabaho sa pag-deploy sa temperatura nga −20 degrees.
Mga Kinahanglanon sa Pagkaon
Ang mga yunit sa onboard, ingon nga usa ka lagda, gihimo uban ang suporta alang sa usa ka halapad nga boltahe sa suplay, pananglitan 7-30 V, nga naglangkob sa kadaghanan sa mga kapilian sa boltahe sa UAV power network. Kung adunay ka higayon nga makapili gikan sa daghang mga boltahe sa suplay, unya hatagan ang pagpalabi sa labing ubos nga kantidad sa boltahe sa suplay. Ingon sa usa ka lagda, ang mga modem internally powered gikan sa boltahe sa 3.3 ug 5.0 V pinaagi sa secondary power supply. Ang pagka-epektibo niining mga sekondaryang suplay sa kuryente mas taas, mas gamay ang kalainan tali sa input ug internal nga boltahe sa modem. Ang dugang nga kahusayan nagpasabut nga pagkunhod sa konsumo sa enerhiya ug pagmugna sa kainit.
Ang mga yunit sa yuta, sa laing bahin, kinahanglang mosuporta sa kuryente gikan sa medyo taas nga tinubdan sa boltahe. Gitugotan niini ang paggamit sa usa ka kable sa kuryente nga adunay gamay nga cross-section, nga makapamenos sa gibug-aton ug gipasimple ang pag-install. Ang tanan nga uban pang mga butang nga managsama, hatagan ang pagpalabi sa mga yunit nga nakabase sa yuta nga adunay suporta sa PoE (Power over Ethernet). Niini nga kaso, usa lamang ka Ethernet cable ang gikinahanglan aron makonektar ang ground unit ngadto sa control station.
Pagbulag sa control/telemetry channel
Usa ka importante nga bahin sa mga kaso diin walay luna nga nahibilin sa UAV aron sa pag-instalar sa usa ka bulag nga command-telemetry modem. Kung adunay luna, nan ang usa ka separado nga control/telemetry channel sa broadband modem mahimong gamiton isip backup. Kung nagpili usa ka modem nga adunay kini nga kapilian, hatagi pagtagad ang kamatuoran nga ang modem nagsuporta sa gitinguha nga protocol alang sa komunikasyon sa UAV (MAVLink o proprietary) ug ang abilidad sa multiplex control channel / telemetry data sa usa ka kombenyente nga interface sa ground station (GS). ). Pananglitan, ang on-board nga unit sa usa ka broadband modem konektado sa autopilot pinaagi sa usa ka interface sama sa RS232, UART o CAN, ug ang ground unit konektado sa control computer pinaagi sa Ethernet interface diin gikinahanglan ang exchange command. , telemetry ug impormasyon sa video. Sa kini nga kaso, ang modem kinahanglan nga makahimo sa multiplex sa command ug telemetry stream tali sa RS232, UART o CAN interface sa on-board unit ug sa Ethernet interface sa ground unit.
Ang ubang mga parameter nga hatagan pagtagad
Anaa sa duplex mode. Ang broadband modem para sa mga UAV nagsuporta sa simplex o duplex nga mga operating mode. Sa simplex mode, ang data transmission gitugotan lamang sa direksyon gikan sa UAV ngadto sa NS, ug sa duplex mode - sa duha ka direksyon. Ingon sa usa ka lagda, ang simplex modem adunay usa ka built-in nga video codec ug gidesinyo sa pagtrabaho sa mga video camera nga walay video codec. Ang usa ka simplex modem dili angay alang sa pagkonektar sa usa ka IP camera o bisan unsang ubang mga aparato nga nanginahanglan usa ka koneksyon sa IP. Sa kasukwahi, ang usa ka duplex modem, ingon nga usa ka lagda, gidisenyo aron makonektar ang on-board IP network sa UAV sa IP network sa NS, i.e. kini nagsuporta sa mga IP camera ug uban pang mga IP device, apan mahimong walay built- sa video codec, tungod kay ang mga IP video camera kasagaran adunay imong video codec. Ang suporta sa interface sa Ethernet posible lamang sa mga full-duplex modem.
Diversity nga pagdawat (RX diversity). Ang presensya niini nga kapabilidad gikinahanglan aron masiguro ang padayon nga komunikasyon sa tibuok nga gilay-on sa paglupad. Kung mokaylap sa ibabaw sa nawong sa Yuta, ang mga balud sa radyo moabut sa nakadawat nga punto sa duha nga mga sagbayan: sa usa ka direkta nga agianan ug adunay pagpamalandong gikan sa nawong. Kung ang pagdugang sa mga balud sa duha nga mga sagbayan mahitabo sa hugna, nan ang umahan sa punto sa pagdawat gipalig-on, ug kung sa antiphase, kini nahuyang. Ang pagkahuyang mahimong hinungdanon - hangtod sa hingpit nga pagkawala sa komunikasyon. Ang presensya sa duha ka antenna sa NS, nga nahimutang sa lainlaing mga kahitas-an, makatabang sa pagsulbad niini nga problema, tungod kay kung sa lokasyon sa usa ka antena ang mga sagbayan idugang sa antiphase, nan sa lokasyon sa lain wala sila. Ingon usa ka sangputanan, mahimo nimong makab-ot ang usa ka lig-on nga koneksyon sa tibuuk nga gilay-on.
Gisuportahan nga mga topologies sa network. Mas maayo nga mopili ug modem nga naghatag suporta dili lamang sa point-to-point (PTP) nga topology, kondili alang usab sa point-to-multipoint (PMP) ug relay (repeater) nga mga topologies. Ang paggamit sa relay pinaagi sa usa ka dugang nga UAV nagtugot kanimo sa pagpalapad pag-ayo sa coverage area sa main UAV. Ang suporta sa PMP motugot kanimo nga makadawat og impormasyon nga dungan gikan sa daghang UAV sa usa ka NS. Palihug timan-i usab nga ang pagsuporta sa PMP ug relay magkinahanglan ug pagtaas sa bandwidth sa modem kumpara sa kaso sa komunikasyon sa usa ka UAV. Busa, alang niini nga mga mode girekomendar ang pagpili sa usa ka modem nga nagsuporta sa lapad nga frequency band (labing menos 15-20 MHz).
Ang pagkaanaa sa mga paagi aron madugangan ang resistensya sa kasaba. Usa ka mapuslanon nga kapilian, tungod sa grabe nga interference nga palibot sa mga lugar diin gigamit ang mga UAV. Ang resistensya sa kasaba gisabot nga ang abilidad sa usa ka sistema sa komunikasyon sa pagbuhat sa iyang function sa presensya sa pagpanghilabot sa artipisyal o natural nga gigikanan sa channel sa komunikasyon. Adunay duha ka mga pamaagi aron mapugngan ang pagpanghilabot. Pamaagi 1: pagdesinyo sa modem receiver aron kini kasaligan nga makadawat og impormasyon bisan pa sa presensya sa interference sa communication channel band, sa kantidad sa pipila ka pagkunhod sa speed transmission sa impormasyon. Pamaagi 2: Pugngi o paminusan ang interference sa input sa receiver. Ang mga pananglitan sa pagpatuman sa unang pamaagi mao ang spectrum spread system, nga mao ang: frequency hopping (FH), pseudo-random sequence spread spectrum (DSSS) o hybrid sa duha. Ang FH nga teknolohiya nahimong kaylap sa UAV control channels tungod sa ubos nga gikinahanglan nga data transfer rate sa maong komunikasyon channel. Pananglitan, alang sa usa ka tulin nga 16 kbit/s sa usa ka 20 MHz band, mga 500 ka frequency nga posisyon ang mahimong organisado, nga nagtugot sa kasaligan nga proteksyon batok sa makitid nga banda nga interference. Problema ang paggamit sa FH para sa broadband communication channel tungod kay dako kaayo ang resulta nga frequency band. Pananglitan, aron makakuha og 500 nga mga posisyon sa frequency kung nagtrabaho sa usa ka signal nga adunay 4 MHz bandwidth, kinahanglan nimo ang 2 GHz nga libre nga bandwidth! Sobra nga tinuod. Ang paggamit sa DSSS alang sa usa ka broadband nga channel sa komunikasyon nga adunay mga UAV mas may kalabotan. Niini nga teknolohiya, ang matag impormasyon bit dungan nga doblehon sa pipila (o bisan sa tanan) nga mga frequency sa signal band ug, sa presensya sa narrow-band interference, mahimong mabulag gikan sa mga bahin sa spectrum nga dili apektado sa interference. Ang paggamit sa DSSS, ingon man ang FH, nagpasabut nga kung adunay interference nga makita sa channel, kinahanglan ang pagkunhod sa rate sa pagpadala sa datos. Bisan pa niana, klaro nga mas maayo nga makadawat og video gikan sa usa ka UAV sa mas ubos nga resolusyon kaysa wala. Ang Approach 2 naggamit sa kamatuoran nga ang interference, dili sama sa internal nga kasaba sa receiver, mosulod sa radio link gikan sa gawas ug, kung adunay mga paagi nga anaa sa modem, mahimong mapugngan. Ang pagsumpo sa pagpanghilabot posible kung kini ma-localize sa spectral, temporal o spatial nga mga dominyo. Pananglitan, ang narrowband interference gi-localize sa spectral nga rehiyon ug mahimong "giputol" gikan sa spectrum gamit ang usa ka espesyal nga filter. Sa susama, ang pulsed noise na-localize sa time domain; aron mapugngan kini, ang apektadong lugar gikuha gikan sa input signal sa receiver. Kung ang interference dili pig-ot o pulsed, nan ang usa ka spatial suppressor mahimong gamiton aron pugngan kini, tungod kay Ang interference mosulod sa antenna nga nakadawat gikan sa usa ka tinubdan gikan sa usa ka piho nga direksyon. Kung ang sero sa pattern sa radiation sa nakadawat nga antena gipahimutang sa direksyon sa gigikanan sa pagpanghilabot, ang pagpanghilabot mapugngan. Ang ingon nga mga sistema gitawag nga adaptive beamforming & beam nulling system.
Gigamit ang radio protocol. Ang mga tiggama sa modem makagamit ug standard (WiFi, DVB-T) o proprietary radio protocol. Kini nga parameter panagsa ra gipakita sa mga detalye. Ang paggamit sa DVB-T dili direkta nga gipakita sa gisuportahan nga frequency bands 2/4/6/7/8, usahay 10 MHz ug ang paghisgot sa teksto sa detalye sa COFDM (coded OFDM) nga teknolohiya diin ang OFDM gigamit kauban. uban sa noise-resistant coding. Sa paglabay, among namatikdan nga ang COFDM usa ra ka slogan sa advertising ug wala’y bisan unsang mga bentaha kaysa OFDM, tungod kay ang OFDM nga wala’y noise-resistant coding wala gyud gigamit sa praktis. Iparehas ang COFDM ug OFDM kung makita nimo kini nga mga abbreviation sa mga detalye sa radio modem.
Ang mga modem nga naggamit sa usa ka standard nga protocol sagad nga gitukod pinasukad sa usa ka espesyal nga chip (WiFi, DVB-T) nga nagtrabaho kauban ang usa ka microprocessor. Ang paggamit sa usa ka naandan nga chip makapahupay sa tiggama sa modem sa daghang mga labad sa ulo nga may kalabotan sa pagdesinyo, pagmodelo, pagpatuman, ug pagsulay sa ilang kaugalingon nga protocol sa radyo. Ang microprocessor gigamit sa paghatag sa modem sa gikinahanglan nga gamit. Ang maong mga modem adunay mosunod nga mga bentaha.
- Ubos nga presyo.
- Maayo nga gibug-aton ug gidak-on nga mga parameter.
- Ubos nga konsumo sa kuryente.
Adunay usab mga disbentaha.
- Kawalay katakus sa pagbag-o sa mga kinaiya sa interface sa radyo pinaagi sa pagbag-o sa firmware.
- Ubos nga kalig-on sa mga suplay sa taas nga termino.
- Limitado nga mga kapabilidad sa paghatag og kwalipikado nga teknikal nga suporta sa pagsulbad sa dili standard nga mga problema.
Ang ubos nga kalig-on sa mga suplay tungod sa kamatuoran nga ang mga tiggama sa chip nag-una sa mga merkado sa masa (TV, kompyuter, ug uban pa). Ang mga tiggama sa mga modem alang sa mga UAV dili usa ka prayoridad alang kanila ug dili nila maimpluwensyahan sa bisan unsang paagi ang desisyon sa tiggama sa chip nga ihunong ang produksiyon nga wala’y igong kapuli sa lain nga produkto. Ang kini nga bahin gipalig-on sa uso sa pagputos sa mga interface sa radyo sa mga espesyal nga microcircuits sama sa "system on chip" (System on Chip - SoC), ug busa ang indibidwal nga mga radio interface chips hinayhinay nga nahugasan gikan sa merkado sa semiconductor.
Ang limitado nga mga kapabilidad sa paghatag og teknikal nga suporta tungod sa kamatuoran nga ang mga development team sa mga modem base sa standard radio protocol maayo ang staff sa mga espesyalista, ilabina sa electronics ug microwave technology. Mahimong wala gayuy mga espesyalista sa komunikasyon sa radyo didto, tungod kay wala’y mga problema nga ilang masulbad. Busa, ang mga tiggama sa UAV nga nangita og mga solusyon sa dili importante nga mga problema sa komunikasyon sa radyo mahimong mahigawad sa mga termino sa konsultasyon ug teknikal nga tabang.
Ang mga modem nga naggamit ug proprietary radio protocol gitukod base sa universal analog ug digital signal processing chips. Ang kalig-on sa suplay sa maong mga chips taas kaayo. Tinuod, taas usab ang presyo. Ang maong mga modem adunay mosunod nga mga bentaha.
- Daghang mga posibilidad sa pagpahiangay sa modem sa mga panginahanglanon sa kustomer, lakip ang pagpahiangay sa interface sa radyo pinaagi sa pagbag-o sa firmware.
- Dugang nga mga kapabilidad sa interface sa radyo nga makapaikag alang sa paggamit sa mga UAV ug wala sa mga modem nga gitukod pinasukad sa mga standard nga protocol sa radyo.
- Taas nga kalig-on sa mga suplay, lakip. sa taas nga termino.
- Taas nga lebel sa teknikal nga suporta, lakip ang pagsulbad sa dili standard nga mga problema.
Mga Kakulangan
- Taas nga presyo.
- Ang gibug-aton ug gidak-on nga mga parameter mahimong mas grabe kaysa sa mga modem nga naggamit sa standard nga mga protocol sa radyo.
- Dugang nga konsumo sa kuryente sa digital signal processing unit.
Teknikal nga datos sa pipila ka mga modem alang sa mga UAV
Gipakita sa Talaan ang teknikal nga mga parameter sa pipila nga mga modem alang sa mga UAV nga magamit sa merkado.
Timan-i nga bisan tuod ang 3D Link modem adunay pinakaubos nga transmit power kumpara sa Picoradio OEM ug J11 modem (25 dBm vs. 27−30 dBm), ang 3D Link power budget mas taas kay niadtong mga modem tungod sa taas nga receiver sensitivity (uban sa parehas nga gikusgon sa pagbalhin sa datos alang sa mga modem nga gitandi). Sa ingon, ang sakup sa komunikasyon kung gigamit ang 3D Link mahimong labi ka labi ka maayo nga pagkatago sa enerhiya.
Lamesa. Teknikal nga datos sa pipila ka broadband modem para sa mga UAV ug robotics
Parameter
(gibuhat sa module gikan sa Microhard)
(tan-awa usab )
Manufacturer, nasud
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canada
DTC, UK
Redess, China
Gisangkapan sa komunikasyon [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10-20
Katulin [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Delay sa pagpadala sa datos [ms] 1−20
25
n/a*
15-100
15-30
Mga dimensyon sa on-board nga unit LxWxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (walay puy-anan)
67h68h22
76h48h20
Timbang sa on-board nga yunit [gram] 89
105
17.6 (walay puy-anan)
135
88
Mga interface sa impormasyon
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (opsyonal)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
On-board nga yunit nga suplay sa kuryente [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Ground unit power supply [Volt/Watt] 18−75 o PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Gahum sa transmitter [dBm] 25
n/a*
27-30
20
30
Pagkasensitibo sa tigdawat [dBm] (para sa katulin [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)
Ang badyet sa enerhiya sa modem [dB] (para sa katulin [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)
Gisuportahan nga frequency bands [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simplex/duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Simplex
Duplex
Pagsuporta sa pagkalainlain
oo
oo
oo
oo
oo
Lahi nga channel para sa kontrol/telemetry
oo
oo
oo
dili
oo
Gisuportahan ang UAV control protocol sa control/telemetry channel
MAVLink, proprietary
MAVLink, proprietary
dili
dili
Link sa MAV
Multiplexing nga suporta sa control/telemetry channel
oo
oo
dili
dili
n/a*
Mga topolohiya sa network
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP
PTP, PMP, relay
Nagpasabot alang sa pagdugang sa kasaba immunity
DSSS, narrowband ug pulse suppressors
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Protocol sa radyo
proprietary
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - walay data.
Bahin sa tagsulat
Alexander Smorodinov [[protektado sa email]] usa ka nanguna nga espesyalista sa Geoscan LLC sa natad sa wireless nga komunikasyon. Gikan sa 2011 hangtod karon, siya nagpalambo sa mga protocol sa radyo ug mga algorithm sa pagproseso sa signal alang sa broadband radio modem alang sa lainlaing mga katuyoan, ingon man ang pagpatuman sa mga naugmad nga mga algorithm base sa mga programmable logic chips. Ang mga dapit sa interes sa tagsulat naglakip sa pagpalambo sa synchronization algorithms, channel property estimation, modulation/demodulation, noise-resistant coding, ingon man ang pipila ka media access layer (MAC) algorithms. Sa wala pa moapil sa Geoscan, ang tagsulat nagtrabaho sa lainlaing mga organisasyon, nagpalambo sa naandan nga wireless nga komunikasyon nga mga aparato. Gikan sa 2002 hangtod 2007, nagtrabaho siya sa Proteus LLC isip usa ka nanguna nga espesyalista sa pagpauswag sa mga sistema sa komunikasyon base sa sumbanan sa IEEE802.16 (WiMAX). Gikan sa 1999 hangtod 2002, ang tagsulat nahilambigit sa pag-uswag sa mga algorithm sa pag-coding nga dili makasugakod sa ingay ug pag-modelo sa mga ruta sa link sa radyo sa Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Ang tagsulat nakadawat og usa ka Candidate of Technical Sciences degree gikan sa St. Petersburg University of Aerospace Instrumentation niadtong 1998 ug usa ka Radio Engineering degree gikan sa samang unibersidad niadtong 1995. Si Alexander karon nga miyembro sa IEEE ug sa IEEE Communications Society.
Source: www.habr.com