Nid yw'r her o drosglwyddo llawer iawn o ddata o gerbyd awyr di-griw (UAV) neu roboteg ddaear yn anghyffredin mewn cymwysiadau modern. Mae'r erthygl hon yn trafod y meini prawf dethol ar gyfer modemau band eang a phroblemau cysylltiedig. Ysgrifennwyd yr erthygl ar gyfer datblygwyr UAV a roboteg.
Meini Prawf Dewis
Y prif feini prawf ar gyfer dewis modem band eang ar gyfer Cerbydau Awyr Di-griw neu roboteg yw:
- Ystod cyfathrebu.
- Y gyfradd trosglwyddo data uchaf.
- Oedi wrth drosglwyddo data.
- Paramedrau pwysau a dimensiynau.
- Rhyngwynebau gwybodaeth â chymorth.
- Gofynion maeth.
- Sianel rheoli/telemetreg ar wahân.
Ystod cyfathrebu
Mae'r ystod gyfathrebu yn dibynnu nid yn unig ar y modem, ond hefyd ar antenâu, ceblau antena, amodau lluosogi tonnau radio, ymyrraeth allanol a rhesymau eraill. Er mwyn gwahanu paramedrau'r modem ei hun oddi wrth baramedrau eraill sy'n effeithio ar yr ystod gyfathrebu, ystyriwch yr hafaliad amrediad [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Lluosogi tonnau radio a gweithredu cysylltiadau radio. Cysylltiad. Moscow. 1971]
$$display$$ R=ffrac{3 cdot 10^8}{4 pi F}10^{frac{P_{TXdBm}+G_{TXdB}+L_{TXdB}+G_{RXdB}+L_{RXdB}+ |V|_{dB}-P_{RXdBm}}{20}}, $$display$$
lle
$inline$R$inline$ — amrediad cyfathrebu gofynnol mewn metrau;
$inline$F$inline$ — amlder mewn Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — pŵer trosglwyddydd modem mewn dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — cynnydd antena trosglwyddydd mewn dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — colledion yn y cebl o'r modem i antena'r trosglwyddydd mewn dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — cynnydd antena derbynnydd mewn dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — colledion yn y cebl o'r modem i antena'r derbynnydd mewn dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — sensitifrwydd y derbynnydd modem mewn dBm;
Mae $inline$|V|_{dB}$inline$ yn ffactor gwanhau sy'n ystyried colledion ychwanegol oherwydd dylanwad arwyneb y Ddaear, llystyfiant, atmosffer a ffactorau eraill mewn dB.
O'r hafaliad amrediad mae'n amlwg bod yr amrediad yn dibynnu ar ddau baramedr y modem yn unig: pŵer trosglwyddydd $inline$P_{TXdBm}$inline$ a sensitifrwydd derbynnydd $inline$P_{RXdBm}$inline$, neu yn hytrach ar eu gwahaniaeth - cyllideb ynni'r modem
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Mae'r paramedrau sy'n weddill yn yr hafaliad amrediad yn disgrifio'r amodau lluosogi signal a pharamedrau'r dyfeisiau bwydo antena, h.y. ddim i'w wneud â'r modem.
Felly, er mwyn cynyddu'r ystod cyfathrebu, mae angen i chi ddewis modem gyda gwerth $inline$B_m$inline$ mawr. Yn ei dro, gellir cynyddu $inline$B_m$inline$ drwy gynyddu $inline$P_{TXdBm}$inline$ neu drwy ostwng $inline$P_{RXdBm}$inline$. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae datblygwyr Cerbydau Awyr Di-griw yn chwilio am fodem â phŵer trosglwyddydd uchel ac nid ydynt yn talu llawer o sylw i sensitifrwydd y derbynnydd, er bod angen iddynt wneud yn union i'r gwrthwyneb. Mae trosglwyddydd pwerus ar fwrdd modem band eang yn cynnwys y problemau canlynol:
- defnydd uchel o ynni;
- yr angen i oeri;
- dirywiad cydnawsedd electromagnetig (EMC) ag offer arall ar fwrdd yr UAV;
- cyfrinachedd ynni isel.
Mae'r ddwy broblem gyntaf yn ymwneud â'r ffaith bod angen dulliau modern o drosglwyddo llawer iawn o wybodaeth dros sianel radio, er enghraifft OFDM. llinol trosglwyddydd. Mae effeithlonrwydd trosglwyddyddion radio llinol modern yn isel: 10-30%. Felly, mae 70-90% o ynni gwerthfawr y cyflenwad pŵer UAV yn cael ei drawsnewid yn wres, y mae'n rhaid ei dynnu'n effeithlon o'r modem, fel arall bydd yn methu neu bydd ei bŵer allbwn yn gostwng oherwydd gorboethi ar yr adeg fwyaf anaddas. Er enghraifft, bydd trosglwyddydd 2 W yn tynnu 6-20 W o'r cyflenwad pŵer, a bydd 4-18 W ohono'n cael ei drawsnewid yn wres.
Mae llechwraidd ynni cyswllt radio yn bwysig ar gyfer cymwysiadau arbennig a milwrol. Mae llechwraidd isel yn golygu bod y signal modem yn cael ei ganfod gyda thebygolrwydd cymharol uchel gan dderbynnydd rhagchwilio'r orsaf jamio. Yn unol â hynny, mae'r tebygolrwydd o atal cyswllt radio â llechwraidd ynni isel hefyd yn uchel.
Mae sensitifrwydd derbynnydd modem yn nodweddu ei allu i dynnu gwybodaeth o signalau a dderbynnir gyda lefel benodol o ansawdd. Gall meini prawf ansawdd amrywio. Ar gyfer systemau cyfathrebu digidol, y tebygolrwydd o ychydig o wall (cyfradd gwall didau - BER) neu'r tebygolrwydd o gamgymeriad mewn pecyn gwybodaeth (cyfradd gwall ffrâm - FER) a ddefnyddir amlaf. Mewn gwirionedd, sensitifrwydd yw lefel yr union signal y mae'n rhaid echdynnu gwybodaeth ohono. Er enghraifft, mae sensitifrwydd −98 dBm gyda BER = 10−6 yn nodi y gellir echdynnu gwybodaeth gyda BER o'r fath o signal â lefel o −98 dBm neu uwch, ond gall gwybodaeth â lefel o, dyweder, −99 dBm. bellach yn cael ei echdynnu o signal gyda lefel o, dyweder, −1 dBm. Wrth gwrs, mae'r gostyngiad mewn ansawdd wrth i lefel y signal ostwng yn digwydd yn raddol, ond mae'n werth cofio bod gan y mwyafrif o modemau modern yr hyn a elwir. effaith trothwy lle mae gostyngiad mewn ansawdd pan fydd lefel y signal yn gostwng islaw sensitifrwydd yn digwydd yn gyflym iawn. Mae'n ddigon lleihau'r signal 2-10 dB islaw'r sensitifrwydd i'r BER gynyddu i 1-XNUMX, sy'n golygu na fyddwch yn gweld fideo o'r UAV mwyach. Mae effaith y trothwy yn ganlyniad uniongyrchol i theorem Shannon ar gyfer sianel swnllyd; ni ellir ei ddileu. Mae dinistrio gwybodaeth pan fydd lefel y signal yn gostwng islaw sensitifrwydd yn digwydd oherwydd dylanwad sŵn sy'n cael ei ffurfio y tu mewn i'r derbynnydd ei hun. Ni ellir dileu sŵn mewnol derbynnydd yn llwyr, ond mae'n bosibl lleihau ei lefel neu ddysgu echdynnu gwybodaeth yn effeithlon o signal swnllyd. Mae gweithgynhyrchwyr modem yn defnyddio'r ddau ddull hyn, gan wneud gwelliannau i flociau RF y derbynnydd a gwella algorithmau prosesu signal digidol. Nid yw gwella sensitifrwydd y derbynnydd modem yn arwain at gynnydd mor ddramatig yn y defnydd o bŵer a gwasgariad gwres â chynyddu pŵer y trosglwyddydd. Wrth gwrs, mae cynnydd yn y defnydd o ynni a chynhyrchu gwres, ond mae'n eithaf cymedrol.
Argymhellir yr algorithm dewis modem canlynol o safbwynt cyflawni'r ystod gyfathrebu ofynnol.
- Penderfynwch ar y gyfradd trosglwyddo data.
- Dewiswch fodem gyda'r sensitifrwydd gorau ar gyfer y cyflymder gofynnol.
- Darganfyddwch yr ystod cyfathrebu trwy gyfrifiad neu arbrawf.
- Os yw'r ystod gyfathrebu yn llai na'r hyn sy'n angenrheidiol, yna ceisiwch ddefnyddio'r mesurau canlynol (wedi'u trefnu yn nhrefn lleihau blaenoriaeth):
- lleihau colledion mewn ceblau antena $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ drwy ddefnyddio cebl â gwanhad llinellol is ar yr amledd gweithredu a/neu leihau hyd y ceblau;
- cynyddu cynnydd antena $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- cynyddu pŵer trosglwyddydd modem.
Mae gwerthoedd sensitifrwydd yn dibynnu ar y gyfradd trosglwyddo data yn ôl y rheol: cyflymder uwch - sensitifrwydd gwaeth. Er enghraifft, mae sensitifrwydd −98 dBm ar gyfer 8 Mbps yn well na sensitifrwydd −95 dBm ar gyfer 12 Mbps. Gallwch gymharu modemau o ran sensitifrwydd yn unig ar gyfer yr un cyflymder trosglwyddo data.
Mae data ar bŵer trosglwyddydd bron bob amser ar gael mewn manylebau modem, ond nid yw data ar sensitifrwydd derbynnydd bob amser ar gael neu mae'n annigonol. O leiaf, mae hwn yn rheswm i fod yn wyliadwrus, gan nad yw niferoedd hardd yn gwneud synnwyr i guddio. Yn ogystal, trwy beidio â chyhoeddi data sensitifrwydd, mae'r gwneuthurwr yn amddifadu'r defnyddiwr o'r cyfle i amcangyfrif yr ystod gyfathrebu trwy gyfrifiad. i pryniannau modem.
Y gyfradd baud uchaf
Mae dewis modem yn seiliedig ar y paramedr hwn yn gymharol syml os yw'r gofynion cyflymder wedi'u diffinio'n glir. Ond mae yna rai arlliwiau.
Os yw'r broblem sy'n cael ei datrys yn gofyn am sicrhau'r ystod gyfathrebu fwyaf posibl ac ar yr un pryd mae'n bosibl dyrannu band amledd digon eang ar gyfer cyswllt radio, yna mae'n well dewis modem sy'n cefnogi band amledd eang (lled band). Y ffaith yw y gellir cyflawni'r cyflymder gwybodaeth gofynnol mewn band amledd cymharol gul trwy ddefnyddio mathau trwchus o fodiwleiddio (16QAM, 64QAM, 256QAM, ac ati), neu mewn band amledd eang trwy ddefnyddio modiwleiddio dwysedd isel (BPSK, QPSK). ). Mae'n well defnyddio modiwleiddio dwysedd isel ar gyfer tasgau o'r fath oherwydd ei imiwnedd sŵn uwch. Felly, mae sensitifrwydd y derbynnydd yn well; yn unol â hynny, mae cyllideb ynni'r modem yn cynyddu ac, o ganlyniad, yr ystod gyfathrebu.
Weithiau mae gweithgynhyrchwyr Cerbydau Awyr Di-griw yn gosod cyflymder gwybodaeth y cyswllt radio yn llawer uwch na chyflymder y ffynhonnell, yn llythrennol 2 neu fwy o weithiau, gan ddadlau bod gan ffynonellau fel codecau fideo gyfradd did amrywiol a dylid dewis cyflymder y modem gan ystyried y gwerth mwyaf posibl. o allyriadau cyfradd didau. Yn yr achos hwn, mae'r ystod gyfathrebu yn lleihau'n naturiol. Ni ddylech ddefnyddio'r dull hwn oni bai bod hynny'n gwbl angenrheidiol. Mae gan y rhan fwyaf o fodemau modern glustogfa fawr yn y trosglwyddydd a all lyfnhau pigau didau heb golli pecynnau. Felly, nid oes angen cronfa wrth gefn cyflymder o fwy na 25%. Os oes lle i gredu bod cynhwysedd byffer y modem sy'n cael ei brynu yn annigonol a bod angen cynnydd sylweddol yn y cyflymder, yna mae'n well gwrthod prynu modem o'r fath.
Oedi wrth drosglwyddo data
Wrth werthuso'r paramedr hwn, mae'n bwysig gwahanu'r oedi sy'n gysylltiedig â throsglwyddo data dros y cyswllt radio oddi wrth yr oedi a grëwyd gan ddyfais amgodio/datgodio'r ffynhonnell wybodaeth, megis codec fideo. Mae'r oedi yn y cyswllt radio yn cynnwys 3 gwerth.
- Oedi oherwydd prosesu signal yn y trosglwyddydd a'r derbynnydd.
- Oedi oherwydd lluosogi signal o'r trosglwyddydd i'r derbynnydd.
- Oedi oherwydd byffro data yn y trosglwyddydd mewn modemau deublyg rhaniad amser (TDD).
Mae cuddni Math 1, ym mhrofiad yr awdur, yn amrywio o ddegau o ficroeiliadau i un milieiliad. Mae oedi Math 2 yn dibynnu ar yr ystod cyfathrebu, er enghraifft, ar gyfer cyswllt 100 km mae'n 333 μs. Mae oedi Math 3 yn dibynnu ar hyd y ffrâm TDD ac ar gymhareb hyd y cylch trawsyrru i gyfanswm hyd y ffrâm a gall amrywio o 0 i hyd y ffrâm, h.y. mae'n newidyn ar hap. Os yw'r pecyn gwybodaeth a drosglwyddir yn y mewnbwn trosglwyddydd tra bod y modem yn y cylch trosglwyddo, yna bydd y pecyn yn cael ei drosglwyddo ar yr awyr gyda dim oedi math 3. Os yw'r pecyn ychydig yn hwyr ac mae'r cylch derbyn eisoes wedi dechrau, yna bydd yn cael ei ohirio yn y byffer trosglwyddydd am hyd y cylch derbyn. Mae hyd ffrâm TDD nodweddiadol yn amrywio o 2 i 20 ms, felly ni fydd yr oedi Math 3 achos gwaethaf yn fwy na 20 ms. Felly, bydd cyfanswm yr oedi yn y cyswllt radio yn yr ystod o 3−21 ms.
Y ffordd orau o ddarganfod yr oedi mewn cysylltiad radio yw arbrawf ar raddfa lawn gan ddefnyddio cyfleustodau i werthuso nodweddion rhwydwaith. Nid yw'n cael ei argymell i fesur oedi gan ddefnyddio'r dull ymateb cais, oherwydd efallai na fydd yr oedi yn y cyfarwyddiadau ymlaen ac yn ôl yr un peth ar gyfer modemau TDD.
Paramedrau pwysau a dimensiynau
Nid oes angen unrhyw sylwadau arbennig i ddewis uned fodem ar y bwrdd yn unol â'r maen prawf hwn: gorau po leiaf ac ysgafnach. Peidiwch ag anghofio hefyd am yr angen i oeri'r uned ar y bwrdd; efallai y bydd angen rheiddiaduron ychwanegol, ac yn unol â hynny, gall y pwysau a'r dimensiynau gynyddu hefyd. Dylid rhoi blaenoriaeth yma i unedau ysgafn, bach â defnydd pŵer isel.
Ar gyfer uned sy'n seiliedig ar y ddaear, nid yw'r paramedrau màs-dimensiwn mor hanfodol. Mae rhwyddineb defnydd a gosod yn dod i'r amlwg. Dylai'r uned ddaear fod yn ddyfais sydd wedi'i diogelu'n ddibynadwy rhag dylanwadau allanol gyda system fowntio gyfleus i fast neu drybedd. Opsiwn da yw pan fydd yr uned ddaear wedi'i hintegreiddio yn yr un tai â'r antena. Yn ddelfrydol, dylid cysylltu'r uned ddaear â'r system reoli trwy un cysylltydd cyfleus. Bydd hyn yn eich arbed rhag geiriau cryf pan fydd angen i chi wneud gwaith lleoli ar dymheredd o −20 gradd.
Gofynion Dietegol
Mae unedau ar y bwrdd, fel rheol, yn cael eu cynhyrchu gyda chefnogaeth ar gyfer ystod eang o folteddau cyflenwi, er enghraifft 7-30 V, sy'n cwmpasu'r rhan fwyaf o'r opsiynau foltedd yn y rhwydwaith pŵer UAV. Os cewch gyfle i ddewis o sawl foltedd cyflenwi, yna rhowch ffafriaeth i'r gwerth foltedd cyflenwad isaf. Fel rheol, mae modemau'n cael eu pweru'n fewnol o folteddau o 3.3 a 5.0 V trwy gyflenwadau pŵer eilaidd. Mae effeithlonrwydd y cyflenwadau pŵer eilaidd hyn yn uwch, y lleiaf yw'r gwahaniaeth rhwng mewnbwn a foltedd mewnol y modem. Mae effeithlonrwydd cynyddol yn golygu llai o ddefnydd o ynni a chynhyrchu gwres.
Ar y llaw arall, rhaid i unedau daear gynnal pŵer o ffynhonnell foltedd cymharol uchel. Mae hyn yn caniatáu defnyddio cebl pŵer gyda thrawstoriad bach, sy'n lleihau pwysau ac yn symleiddio'r gosodiad. A bod popeth arall yn gyfartal, rhowch flaenoriaeth i unedau ar y ddaear gyda chefnogaeth PoE (Power over Ethernet). Yn yr achos hwn, dim ond un cebl Ethernet sydd ei angen i gysylltu'r uned ddaear â'r orsaf reoli.
Sianel rheoli/telemetreg ar wahân
Nodwedd bwysig mewn achosion lle nad oes lle ar ôl ar yr UAV i osod modem gorchymyn-telemetreg ar wahân. Os oes lle, yna gellir defnyddio sianel reoli/telemetreg ar wahân o'r modem band eang fel copi wrth gefn. Wrth ddewis modem gyda'r opsiwn hwn, rhowch sylw i'r ffaith bod y modem yn cefnogi'r protocol dymunol ar gyfer cyfathrebu â'r UAV (MAVLink neu berchnogol) a'r gallu i amlblecsu data sianel / telemetreg rheoli i ryngwyneb cyfleus yn yr orsaf ddaear (GS ). Er enghraifft, mae uned ar fwrdd modem band eang wedi'i chysylltu â'r awtobeilot trwy ryngwyneb fel RS232, UART neu CAN, ac mae'r uned ddaear wedi'i chysylltu â'r cyfrifiadur rheoli trwy ryngwyneb Ethernet lle mae angen cyfnewid gorchymyn. , telemetreg a gwybodaeth fideo. Yn yr achos hwn, rhaid i'r modem allu amlblecsu'r llif gorchymyn a thelemetreg rhwng rhyngwynebau RS232, UART neu CAN yr uned ar y bwrdd a rhyngwyneb Ethernet yr uned ddaear.
Paramedrau eraill i roi sylw iddynt
Argaeledd modd deublyg. Mae modemau band eang ar gyfer Cerbydau Awyr Di-griw yn cefnogi dulliau gweithredu syml neu ddeublyg. Yn y modd simplecs, dim ond i'r cyfeiriad o'r UAV i'r NS y caniateir trosglwyddo data, ac yn y modd deublyg - i'r ddau gyfeiriad. Fel rheol, mae gan modemau simplex godec fideo adeiledig ac maent wedi'u cynllunio i weithio gyda chamerâu fideo nad oes ganddynt godec fideo. Nid yw modem simplecs yn addas ar gyfer cysylltu â chamera IP neu unrhyw ddyfeisiau eraill sydd angen cysylltiad IP. I'r gwrthwyneb, mae modem deublyg, fel rheol, wedi'i gynllunio i gysylltu rhwydwaith IP ar fwrdd yr UAV â rhwydwaith IP yr NS, h.y. mae'n cefnogi camerâu IP a dyfeisiau IP eraill, ond efallai nad oes ganddo system adeiledig. mewn codec fideo, gan fod gan gamerâu fideo IP eich codec fideo fel arfer. Dim ond mewn modemau dwplecs llawn y mae cymorth rhyngwyneb Ethernet yn bosibl.
Derbyniad amrywiaeth (RX amrywiaeth). Mae presenoldeb y gallu hwn yn orfodol i sicrhau cyfathrebu parhaus trwy gydol y pellter hedfan cyfan. Wrth ymledu dros wyneb y Ddaear, mae tonnau radio yn cyrraedd y pwynt derbyn mewn dau drawst: ar hyd llwybr uniongyrchol a chyda adlewyrchiad o'r wyneb. Os bydd ychwanegu tonnau o ddau drawst yn digwydd fesul cam, yna mae'r cae yn y man derbyn yn cael ei gryfhau, ac os yn antiphase, caiff ei wanhau. Gall y gwanhau fod yn eithaf sylweddol - hyd at golli cyfathrebu'n llwyr. Mae presenoldeb dau antena ar yr NS, sydd wedi'u lleoli ar uchderau gwahanol, yn helpu i ddatrys y broblem hon, oherwydd os ychwanegir y trawstiau mewn antiphase yn lleoliad un antena, yna nid ydynt yn lleoliad y llall. O ganlyniad, gallwch chi gyflawni cysylltiad sefydlog trwy gydol y pellter cyfan.
Topoleg rhwydwaith a gefnogir. Fe'ch cynghorir i ddewis modem sy'n darparu cefnogaeth nid yn unig ar gyfer topoleg pwynt-i-bwynt (PTP), ond hefyd ar gyfer topolegau pwynt-i-aml-bwynt (PMP) a chyfnewid (ailadrodd). Mae'r defnydd o ras gyfnewid trwy UAV ychwanegol yn eich galluogi i ehangu'n sylweddol arwynebedd cwmpas y prif Gerbydau Awyr Di-griw. Bydd cymorth PMP yn eich galluogi i dderbyn gwybodaeth ar yr un pryd o sawl UAV ar un NS. Sylwch hefyd y bydd cefnogi PMP a ras gyfnewid yn gofyn am gynnydd mewn lled band modem o'i gymharu ag achos cyfathrebu ag un UAV. Felly, ar gyfer y dulliau hyn, argymhellir dewis modem sy'n cefnogi band amledd eang (o leiaf 15-20 MHz).
Argaeledd dulliau i gynyddu imiwnedd sŵn. Opsiwn defnyddiol, o ystyried yr amgylchedd ymyrraeth ddwys mewn ardaloedd lle mae Cerbydau Awyr Di-griw yn cael eu defnyddio. Deellir imiwnedd sŵn fel gallu system gyfathrebu i gyflawni ei swyddogaeth ym mhresenoldeb ymyrraeth o darddiad artiffisial neu naturiol yn y sianel gyfathrebu. Mae dwy ffordd o fynd i'r afael ag ymyrraeth. Dull 1: dylunio'r derbynnydd modem fel y gall dderbyn gwybodaeth yn ddibynadwy hyd yn oed ym mhresenoldeb ymyrraeth yn y band sianel gyfathrebu, ar gost rhywfaint o ostyngiad yn y cyflymder trosglwyddo gwybodaeth. Dull 2: Atal neu wanhau ymyrraeth ar fewnbwn y derbynnydd. Enghreifftiau o weithredu'r dull cyntaf yw systemau lledaenu sbectrwm, sef: hercian amledd (FH), sbectrwm lledaenu dilyniant ffug-hap (DSSS) neu hybrid o'r ddau. Mae technoleg FH wedi dod yn eang mewn sianeli rheoli UAV oherwydd y gyfradd trosglwyddo data isel sy'n ofynnol mewn sianel gyfathrebu o'r fath. Er enghraifft, ar gyfer cyflymder o 16 kbit yr eiliad mewn band 20 MHz, gellir trefnu tua 500 o safleoedd amledd, sy'n caniatáu amddiffyniad dibynadwy rhag ymyrraeth band cul. Mae'r defnydd o FH ar gyfer sianel gyfathrebu band eang yn broblemus oherwydd bod y band amledd canlyniadol yn rhy fawr. Er enghraifft, i gael 500 o safleoedd amledd wrth weithio gyda signal gyda lled band 4 MHz, bydd angen 2 GHz o led band rhad ac am ddim arnoch chi! Gormod i fod yn real. Mae defnyddio DSSS ar gyfer sianel gyfathrebu band eang gyda UAVs yn fwy perthnasol. Yn y dechnoleg hon, mae pob did gwybodaeth yn cael ei ddyblygu ar yr un pryd ar sawl aml (neu hyd yn oed pob) amlder yn y band signal ac, ym mhresenoldeb ymyrraeth band cul, gellir ei wahanu oddi wrth rannau o'r sbectrwm nad yw ymyrraeth yn effeithio arnynt. Mae'r defnydd o DSSS, yn ogystal â FH, yn awgrymu pan fydd ymyrraeth yn ymddangos yn y sianel, bydd angen gostyngiad yn y gyfradd trosglwyddo data. Serch hynny, mae'n amlwg ei bod yn well derbyn fideo o UAV mewn cydraniad is na dim byd o gwbl. Mae Dull 2 yn defnyddio'r ffaith bod ymyrraeth, yn wahanol i sŵn mewnol y derbynnydd, yn mynd i mewn i'r cyswllt radio o'r tu allan ac, os oes rhai dulliau penodol yn bresennol yn y modem, gellir ei atal. Mae atal ymyrraeth yn bosibl os yw wedi'i leoleiddio yn y parthau sbectrol, amser neu ofodol. Er enghraifft, mae ymyrraeth band cul yn lleol yn y rhanbarth sbectrol a gellir ei “dorri allan” o'r sbectrwm gan ddefnyddio hidlydd arbennig. Yn yr un modd, mae sŵn pwls wedi'i leoleiddio yn y parth amser; i'w atal, mae'r ardal yr effeithir arni yn cael ei thynnu o signal mewnbwn y derbynnydd. Os nad yw'r ymyrraeth yn fand cul neu'n guriad, yna gellir defnyddio atalydd gofodol i'w atal, oherwydd mae ymyrraeth yn mynd i mewn i'r antena derbyn o ffynhonnell o gyfeiriad penodol. Os yw sero patrwm ymbelydredd yr antena derbyn wedi'i leoli i gyfeiriad y ffynhonnell ymyrraeth, bydd yr ymyrraeth yn cael ei atal. Gelwir systemau o'r fath yn systemau trawsyrru addasol a nullio trawst.
Defnyddiwyd protocol radio. Gall gweithgynhyrchwyr modem ddefnyddio protocol safonol (WiFi, DVB-T) neu radio perchnogol. Anaml y nodir y paramedr hwn mewn manylebau. Mae'r defnydd o DVB-T yn cael ei nodi'n anuniongyrchol gan y bandiau amledd a gefnogir 2/4/6/7/8, weithiau 10 MHz a'r sôn yn nhestun y fanyleb am dechnoleg COFDM (cod OFDM) lle defnyddir OFDM ar y cyd. gyda chodio sy'n gwrthsefyll sŵn. Wrth fynd heibio, nodwn mai slogan hysbysebu yn unig yw COFDM ac nad oes ganddo unrhyw fanteision dros OFDM, gan nad yw OFDM heb godio sy'n gwrthsefyll sŵn byth yn cael ei ddefnyddio'n ymarferol. Cydraddoli COFDM ac OFDM pan welwch y byrfoddau hyn mewn manylebau modem radio.
Mae modemau sy'n defnyddio protocol safonol fel arfer yn cael eu hadeiladu ar sail sglodyn arbenigol (WiFi, DVB-T) sy'n gweithio ar y cyd â microbrosesydd. Mae defnyddio sglodyn wedi'i deilwra yn rhyddhau'r gwneuthurwr modem o lawer o'r cur pen sy'n gysylltiedig â dylunio, modelu, gweithredu a phrofi eu protocol radio eu hunain. Defnyddir y microbrosesydd i roi'r ymarferoldeb angenrheidiol i'r modem. Mae gan modemau o'r fath y manteision canlynol.
- Pris isel.
- Paramedrau pwysau a maint da.
- Defnydd pŵer isel.
Mae yna anfanteision hefyd.
- Anallu i newid nodweddion y rhyngwyneb radio trwy newid y firmware.
- Sefydlogrwydd isel cyflenwadau yn y tymor hir.
- Galluoedd cyfyngedig wrth ddarparu cymorth technegol cymwysedig wrth ddatrys problemau ansafonol.
Mae sefydlogrwydd isel cyflenwadau oherwydd y ffaith bod gweithgynhyrchwyr sglodion yn canolbwyntio'n bennaf ar farchnadoedd torfol (teledu, cyfrifiaduron, ac ati). Nid yw cynhyrchwyr modemau ar gyfer Cerbydau Awyr Di-griw yn flaenoriaeth iddynt ac ni allant ddylanwadu mewn unrhyw ffordd ar benderfyniad y gwneuthurwr sglodion i roi'r gorau i gynhyrchu heb amnewidiad digonol â chynnyrch arall. Mae'r nodwedd hon yn cael ei hatgyfnerthu gan y duedd o becynnu rhyngwynebau radio i mewn i ficrogylchedau arbenigol megis “system on chip” (System on Chip - SoC), ac felly mae sglodion rhyngwyneb radio unigol yn cael eu golchi allan yn raddol o'r farchnad lled-ddargludyddion.
Mae galluoedd cyfyngedig wrth ddarparu cymorth technegol oherwydd y ffaith bod timau datblygu modemau yn seiliedig ar y protocol radio safonol wedi'u staffio'n dda ag arbenigwyr, yn bennaf mewn electroneg a thechnoleg microdon. Efallai nad oes unrhyw arbenigwyr cyfathrebu radio yno o gwbl, gan nad oes unrhyw broblemau iddynt eu datrys. Felly, efallai y bydd gweithgynhyrchwyr Cerbydau Awyr Di-griw sy'n chwilio am atebion i broblemau cyfathrebu radio nad ydynt yn ddibwys yn cael eu siomi o ran ymgynghori a chymorth technegol.
Mae modemau sy'n defnyddio protocol radio perchnogol yn cael eu hadeiladu ar sail sglodion prosesu signal analog a digidol cyffredinol. Mae sefydlogrwydd cyflenwad sglodion o'r fath yn uchel iawn. Yn wir, mae'r pris hefyd yn uchel. Mae gan modemau o'r fath y manteision canlynol.
- Posibiliadau eang ar gyfer addasu'r modem i anghenion y cwsmer, gan gynnwys addasu'r rhyngwyneb radio trwy newid y firmware.
- Galluoedd rhyngwyneb radio ychwanegol sy'n ddiddorol i'w defnyddio mewn UAVs ac sy'n absennol mewn modemau a adeiladwyd ar sail protocolau radio safonol.
- Sefydlogrwydd uchel o gyflenwadau, gan gynnwys. yn y tymor hir.
- Lefel uchel o gymorth technegol, gan gynnwys datrys problemau ansafonol.
Anfanteision.
- Pris uchel.
- Gall y paramedrau pwysau a maint fod yn waeth na rhai modemau sy'n defnyddio protocolau radio safonol.
- Mwy o ddefnydd pŵer yn yr uned brosesu signal digidol.
Data technegol rhai modemau ar gyfer Cerbydau Awyr Di-griw
Mae'r Tabl yn dangos paramedrau technegol rhai modemau ar gyfer Cerbydau Awyr Di-griw sydd ar gael ar y farchnad.
Sylwch, er bod gan y modem Cyswllt 3D y pŵer trosglwyddo isaf o'i gymharu â modemau Picoradio OEM a J11 (25 dBm vs. 27 - 30 dBm), mae cyllideb pŵer Cyswllt 3D yn uwch na'r modemau hynny oherwydd sensitifrwydd uchel y derbynnydd (gyda'r yr un cyflymder trosglwyddo data ar gyfer y modemau sy'n cael eu cymharu). Felly, bydd yr ystod cyfathrebu wrth ddefnyddio 3D Link yn fwy gyda gwell egni llechwraidd.
Bwrdd. Data technegol rhai modemau band eang ar gyfer Cerbydau Awyr Di-griw a roboteg
Paramedr
(perfformiwyd ar y modiwl gan Microhard)
(Gweld hefyd )
Gwneuthurwr, gwlad
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canada
DTC, DU
Redess, Tsieina
Ystod cyfathrebu [km]
20 - 60
5
n/a*
n/a*
10 - 20
Cyflymder [Mbps]
0.023 - 64.9
1.6 - 6
0.78 - 28
0.144 - 31.668
1.5 - 6
Oedi wrth drosglwyddo data [ms]
1 - 20
25
n/a*
15 - 100
15 - 30
Dimensiynau'r uned ar y bwrdd LxWxH [mm]
77h45h25
74h54h26
40x40x10 (heb dai)
67h68h22
76h48h20
Pwysau uned ar fwrdd [gram]
89
105
17.6 (heb dai)
135
88
Rhyngwynebau gwybodaeth
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (dewisol)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Cyflenwad pŵer uned ar fwrdd [Volta/Watt]
7 -30/6.7
7 −26/n/a*
5 -58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7 -18/8
Pŵer Uned Daear [Folt/Watt]
18−75 neu PoE/7
7 −26/n/a*
5 -58/4.8
6 -16/8
7 -18/5
Pŵer trosglwyddydd [dBm]
25
n/a*
27 - 30
20
30
Sensitifrwydd derbynnydd [dBm] (ar gyfer cyflymder [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)
Cyllideb ynni modem [dB] (ar gyfer cyflymder [Mbit/eiliad])
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)
Bandiau amledd â chymorth [MHz]
4 - 20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simplex/deublyg
Deublyg
Deublyg
Deublyg
Syml
Deublyg
Cefnogaeth amrywiaeth
ie
ie
ie
ie
ie
Sianel ar wahân ar gyfer rheolaeth / telemetreg
ie
ie
ie
dim
ie
Protocolau rheoli UAV wedi'u cefnogi yn y sianel reoli / telemetreg
MAVLink, perchnogol
MAVLink, perchnogol
dim
dim
MAVLinc
Cefnogaeth amlblecsu mewn sianel reoli / telemetreg
ie
ie
dim
dim
n/a*
Topolegau rhwydwaith
PTP, PMP, ras gyfnewid
PTP, PMP, ras gyfnewid
PTP, PMP, ras gyfnewid
PTP
PTP, PMP, ras gyfnewid
Yn golygu cynyddu imiwnedd sŵn
DSSS, band cul ac atalyddion curiad y galon
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Protocol radio
perchnogol
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - dim data.
Am y Awdur
Alexander Smorodinov [[e-bost wedi'i warchod]] yn arbenigwr blaenllaw yn Geoscan LLC ym maes cyfathrebu diwifr. O 2011 i'r presennol, mae wedi bod yn datblygu protocolau radio ac algorithmau prosesu signal ar gyfer modemau radio band eang at wahanol ddibenion, yn ogystal â gweithredu'r algorithmau datblygedig yn seiliedig ar sglodion rhesymeg rhaglenadwy. Mae meysydd diddordeb yr awdur yn cynnwys datblygu algorithmau cydamseru, amcangyfrif eiddo sianel, modiwleiddio / dadfodylu, codio sy'n gwrthsefyll sŵn, yn ogystal â rhai algorithmau haen mynediad cyfryngau (MAC). Cyn ymuno â Geoscan, bu'r awdur yn gweithio mewn amrywiol sefydliadau, yn datblygu dyfeisiau cyfathrebu diwifr wedi'u teilwra. Rhwng 2002 a 2007, bu'n gweithio yn Proteus LLC fel arbenigwr blaenllaw mewn datblygu systemau cyfathrebu yn seiliedig ar safon IEEE802.16 (WiMAX). O 1999 i 2002, bu'r awdur yn ymwneud â datblygu algorithmau codio sy'n gwrthsefyll sŵn a modelu llwybrau cyswllt radio yn Sefydliad Ymchwil Canolog Menter Unedol y Wladwriaeth Ffederal "Granit". Derbyniodd yr awdur radd Ymgeisydd Gwyddorau Technegol gan Brifysgol Offeryniaeth Awyrofod St. Petersburg yn 1998 a gradd Peirianneg Radio o'r un brifysgol ym 1995. Mae Alexander yn aelod cyfredol o'r IEEE a Chymdeithas Gyfathrebu IEEE.
Ffynhonnell: hab.com