Sådan vælger du et bredbåndsmodem til et ubemandet luftfartøj (UAV) eller robotteknologi

Udfordringen med at transmittere store mængder data fra et ubemandet luftfartøj (UAV) eller robotter på jorden er ikke ualmindeligt i moderne applikationer. Denne artikel diskuterer udvælgelseskriterierne for bredbåndsmodemmer og relaterede problemer. Artiklen er skrevet til UAV- og robotudviklere.

Udvælgelseskriterier

De vigtigste kriterier for at vælge et bredbåndsmodem til UAV'er eller robotteknologi er:

1. Kommunikationsområde.
2. Maksimal dataoverførselshastighed.
3. Forsinkelse i dataoverførsel.
4. Vægt og dimensionsparametre.
5. Understøttede informationsgrænseflader.
6. Ernæringsmæssige krav.
7. Separat kontrol-/telemetrikanal.

Kommunikationsområde

Kommunikationsrækkevidden afhænger ikke kun af modemmet, men også af antenner, antennekabler, radiobølgeudbredelsesforhold, ekstern interferens og andre årsager. For at adskille parametrene for selve modemet fra andre parametre, der påvirker kommunikationsområdet, skal du overveje rækkeviddeligningen [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Udbredelse af radiobølger og drift af radioforbindelser. Forbindelse. 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}},$$display$$

где
$inline$R$inline$ — påkrævet kommunikationsområde i meter;
$inline$F$inline$ — frekvens i Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modemsendereffekt i dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — senderantenneforstærkning i dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — tab i kablet fra modemmet til senderantennen i dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — modtagerantenneforstærkning i dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — tab i kablet fra modemmet til modtagerantennen i dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — modemmodtagerens følsomhed i dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ er en dæmpningsfaktor, der tager højde for yderligere tab på grund af påvirkningen af ​​Jordens overflade, vegetation, atmosfære og andre faktorer i dB.

Fra rækkeviddeligningen er det klart, at rækkevidden kun afhænger af modemets to parametre: sendereffekt $inline$P_{TXdBm}$inline$ og modtagerfølsomhed $inline$P_{RXdBm}$inline$, eller rettere af deres forskel - modemets energibudget

$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$

De resterende parametre i rækkeviddeligningen beskriver signaludbredelsesforholdene og parametrene for antenneføderanordningerne, dvs. har intet med modemet at gøre.
Så for at øge kommunikationsområdet skal du vælge et modem med en stor $inline$B_m$inline$ værdi. Til gengæld kan $inline$B_m$inline$ øges ved at øge $inline$P_{TXdBm}$inline$ eller ved at mindske $inline$P_{RXdBm}$inline$. I de fleste tilfælde leder UAV-udviklere efter et modem med høj sendereffekt og lægger ikke meget vægt på modtagerens følsomhed, selvom de skal gøre det modsatte. En kraftig indbygget sender af et bredbåndsmodem medfører følgende problemer:

• højt energiforbrug;
• behov for afkøling;
• forringelse af elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) med andet udstyr om bord på UAV'en;
• lavenergihemmelighed.

De to første problemer er relateret til, at moderne metoder til at transmittere store mængder information over en radiokanal, for eksempel OFDM, kræver lineær sender. Effektiviteten af ​​moderne lineære radiosendere er lav: 10–30 %. Således omdannes 70-90% af den dyrebare energi fra UAV-strømforsyningen til varme, som effektivt skal fjernes fra modemmet, ellers vil det svigte, eller dets udgangseffekt falder på grund af overophedning i det mest uhensigtsmæssige øjeblik. For eksempel vil en 2 W sender trække 6–20 W fra strømforsyningen, hvoraf 4–18 W vil blive omdannet til varme.

Energi-stealth af en radioforbindelse er vigtig for specielle og militære anvendelser. Lav stealth betyder, at modemsignalet detekteres med relativt stor sandsynlighed af jammingstationens rekognosceringsmodtager. Derfor er sandsynligheden for at undertrykke en radioforbindelse med lav energi stealth også høj.

Følsomheden af ​​en modemmodtager karakteriserer dens evne til at udtrække information fra modtagne signaler med et givet kvalitetsniveau. Kvalitetskriterierne kan variere. For digitale kommunikationssystemer bruges oftest sandsynligheden for en bitfejl (bitfejlrate - BER) eller sandsynligheden for en fejl i en informationspakke (frame error rate - FER). Faktisk er følsomhed niveauet af selve det signal, som information skal udvindes fra. Følsomhed på −98 dBm med BER = 10−6 indikerer f.eks., at information med en sådan BER kan udtrækkes fra et signal med et niveau på −98 dBm eller højere, men information med et niveau på f.eks. −99 dBm kan ikke længere udvindes fra et signal med et niveau på f.eks. -1 dBm. Naturligvis sker faldet i kvalitet efterhånden som signalniveauet falder gradvist, men det er værd at huske på, at de fleste moderne modemer har den såkaldte. tærskeleffekt, hvor et fald i kvaliteten, når signalniveauet falder til under følsomheden, sker meget hurtigt. Det er nok at reducere signalet med 2-10 dB under følsomheden for at BER stiger til 1-XNUMX, hvilket betyder, at du ikke længere vil se video fra UAV'en. Tærskeleffekten er en direkte konsekvens af Shannons teorem for en støjende kanal; den kan ikke elimineres. Ødelæggelsen af ​​information, når signalniveauet falder til under følsomheden, sker på grund af påvirkningen af ​​støj, der dannes inde i selve modtageren. En modtagers interne støj kan ikke elimineres fuldstændigt, men det er muligt at reducere dens niveau eller lære at udtrække information effektivt fra et støjende signal. Modemproducenter bruger begge disse tilgange, og laver forbedringer af RF-blokkene på modtageren og forbedrer digitale signalbehandlingsalgoritmer. Forbedring af modemmodtagerens følsomhed fører ikke til en så dramatisk stigning i strømforbrug og varmeafledning som at øge sendereffekten. Der er selvfølgelig en stigning i energiforbruget og varmeproduktionen, men det er ret beskedent.

Følgende modemvalgsalgoritme anbefales med henblik på at opnå det nødvendige kommunikationsområde.

1. Beslut dig for dataoverførselshastigheden.
2. Vælg et modem med den bedste følsomhed for den ønskede hastighed.
3. Bestem kommunikationsområdet ved beregning eller eksperiment.
4. Hvis kommunikationsrækkevidden viser sig at være mindre end nødvendigt, så prøv at bruge følgende foranstaltninger (ordnet i rækkefølge efter faldende prioritet):

• reducere tab i antennekabler $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ ved at bruge et kabel med lavere lineær dæmpning ved driftsfrekvensen og/eller reducere længden af ​​kablerne;
• øge antenneforstærkningen $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
• øge modemets sendereffekt.

Følsomhedsværdier afhænger af dataoverførselshastigheden i henhold til reglen: højere hastighed - dårligere følsomhed. For eksempel er -98 dBm følsomhed for 8 Mbps bedre end -95 dBm følsomhed for 12 Mbps. Du kan kun sammenligne modemer med hensyn til følsomhed for den samme dataoverførselshastighed.

Data om sendereffekt er næsten altid tilgængelige i modemspecifikationer, men data om modtagerfølsomhed er ikke altid tilgængelige eller er utilstrækkelige. Dette er i det mindste en grund til at være på vagt, da smukke tal næppe giver mening at skjule. Ved ikke at offentliggøre følsomhedsdata fratager producenten desuden forbrugeren muligheden for at estimere kommunikationsområdet ved beregning. til køb af modem.

Maksimal dataoverførselshastighed

At vælge et modem baseret på denne parameter er relativt enkelt, hvis hastighedskravene er klart definerede. Men der er nogle nuancer.

Hvis problemet, der skal løses, kræver at sikre det størst mulige kommunikationsområde, og det samtidig er muligt at allokere et tilstrækkeligt bredt frekvensbånd til en radioforbindelse, så er det bedre at vælge et modem, der understøtter et bredt frekvensbånd (båndbredde). Faktum er, at den nødvendige informationshastighed kan opnås i et relativt snævert frekvensbånd ved at bruge tætte typer modulering (16QAM, 64QAM, 256QAM osv.), eller i et bredt frekvensbånd ved at bruge lavdensitetsmodulation (BPSK, QPSK) ). Brugen af ​​lavdensitetsmodulation til sådanne opgaver er at foretrække på grund af dens højere støjimmunitet. Derfor er modtagerens følsomhed bedre; følgelig øges modemets energibudget og som et resultat kommunikationsområdet.

Nogle gange indstiller UAV-producenter informationshastigheden for radioforbindelsen meget højere end kildens hastighed, bogstaveligt talt 2 eller flere gange, og argumenterer for, at kilder såsom video-codecs har en variabel bitrate, og at modemhastigheden skal vælges under hensyntagen til den maksimale værdi af bitrate-emissioner. I dette tilfælde falder kommunikationsområdet naturligvis. Du bør ikke bruge denne tilgang, medmindre det er absolut nødvendigt. De fleste moderne modemer har en stor buffer i senderen, der kan udjævne bitrate-spidser uden pakketab. Derfor kræves der ikke en hastighedsreserve på mere end 25 %. Hvis der er grund til at tro, at bufferkapaciteten på det modem, der købes, er utilstrækkelig, og der kræves en betydeligt større hastighedsforøgelse, er det bedre at nægte at købe et sådant modem.

Dataoverførselsforsinkelse

Ved evaluering af denne parameter er det vigtigt at adskille forsinkelsen forbundet med datatransmission over radioforbindelsen fra forsinkelsen skabt af informationskildens kodnings-/dekodningsenhed, såsom en video-codec. Forsinkelsen i radioforbindelsen består af 3 værdier.

1. Forsinkelse på grund af signalbehandling i sender og modtager.
2. Forsinkelse på grund af signaludbredelse fra sender til modtager.
3. Forsinkelse på grund af databuffring i senderen i time division duplex (TDD) modemer.

Type 1-latens, ifølge forfatterens erfaring, spænder fra snesevis af mikrosekunder til et millisekund. Type 2-forsinkelse afhænger af kommunikationsrækkevidden, for eksempel er den for en 100 km-forbindelse 333 μs. Type 3-forsinkelse afhænger af længden af ​​TDD-rammen og af forholdet mellem transmissionscyklus-varigheden og den samlede frame-varighed og kan variere fra 0 til frame-varigheden, dvs. det er en tilfældig variabel. Hvis den transmitterede informationspakke er ved senderens indgang, mens modemmet er i transmissionscyklussen, så vil pakken blive transmitteret i luften med nul forsinkelse type 3. Hvis pakken er lidt forsinket, og modtagecyklussen allerede er begyndt, så den vil blive forsinket i senderbufferen i varigheden af ​​modtagecyklussen. Typiske TDD-framelængder varierer fra 2 til 20 ms, så det værste tilfælde Type 3-forsinkelse vil ikke overstige 20 ms. Den samlede forsinkelse i radioforbindelsen vil således være i området 3−21 ms.

Den bedste måde at finde ud af forsinkelsen i en radioforbindelse er et fuldskala eksperiment, der bruger hjælpeprogrammer til at evaluere netværkskarakteristika. Det anbefales ikke at måle forsinkelse ved hjælp af anmodning-svar-metoden, da forsinkelsen i frem- og tilbagegående retning muligvis ikke er den samme for TDD-modemmer.

Vægt og dimensionsparametre

At vælge en indbygget modem-enhed i henhold til dette kriterium kræver ingen særlige kommentarer: jo mindre og lettere, jo bedre. Glem ikke også behovet for at afkøle den indbyggede enhed; yderligere radiatorer kan være påkrævet, og derfor kan vægten og dimensionerne også stige. Her bør der gives fortrinsret til lette, små enheder med lavt strømforbrug.

For en jordbaseret enhed er de massedimensionelle parametre ikke så kritiske. Brugervenlighed og installation kommer i højsædet. Jordenheden skal være en enhed, der er pålideligt beskyttet mod ydre påvirkninger med et praktisk monteringssystem til en mast eller stativ. En god mulighed er, når jordenheden er integreret i samme hus med antennen. Ideelt set bør jordenheden forbindes til kontrolsystemet via et praktisk stik. Dette vil spare dig for stærke ord, når du skal udføre udrulningsarbejde ved en temperatur på -20 grader.

Kostbehov

Onboard-enheder produceres som udgangspunkt med understøttelse af en lang række forsyningsspændinger, for eksempel 7-30 V, som dækker de fleste af spændingsmulighederne i UAV-strømnettet. Har du mulighed for at vælge mellem flere forsyningsspændinger, så giv fortrinsret til den laveste forsyningsspændingsværdi. Som regel forsynes modemer internt fra spændinger på 3.3 og 5.0 V gennem sekundære strømforsyninger. Effektiviteten af ​​disse sekundære strømforsyninger er højere, jo mindre forskellen er mellem modemets input og interne spænding. Øget effektivitet betyder reduceret energiforbrug og varmeproduktion.

Jordenheder skal på den anden side understøtte strøm fra en relativt højspændingskilde. Dette muliggør brug af et strømkabel med et lille tværsnit, hvilket reducerer vægten og forenkler installationen. Giv alt andet lige fortrinsret til jordbaserede enheder med PoE-understøttelse (Power over Ethernet). I dette tilfælde kræves der kun ét Ethernet-kabel for at forbinde jordenheden til kontrolstationen.

Separat kontrol-/telemetrikanal

En vigtig funktion i tilfælde, hvor der ikke er plads tilbage på UAV'en til at installere et separat kommando-telemetrimodem. Hvis der er plads, så kan en separat kontrol-/telemetrikanal på bredbåndsmodemmet bruges som backup. Når du vælger et modem med denne mulighed, skal du være opmærksom på, at modemmet understøtter den ønskede protokol til kommunikation med UAV'en (MAVLink eller proprietær) og evnen til at multiplekse kontrolkanal/telemetridata til en praktisk grænseflade ved jordstationen (GS) ). For eksempel er den indbyggede enhed på et bredbåndsmodem forbundet til autopiloten via en grænseflade som RS232, UART eller CAN, og jordenheden er forbundet til kontrolcomputeren via et Ethernet-interface, hvorigennem det er nødvendigt at udveksle kommandoer , telemetri og videoinformation. I dette tilfælde skal modemmet være i stand til at multiplekse kommando- og telemetristrømmen mellem RS232-, UART- eller CAN-grænseflader på den indbyggede enhed og Ethernet-grænsefladen på jordenheden.

Andre parametre at være opmærksom på

Tilgængeligheden af ​​duplekstilstand. Bredbåndsmodem til UAV'er understøtter enten simplex eller duplex driftstilstande. I simplekstilstand er datatransmission kun tilladt i retningen fra UAV til NS og i duplekstilstand - i begge retninger. Som regel har simplex-modemmer et indbygget video-codec og er designet til at fungere med videokameraer, der ikke har et video-codec. Et simplex-modem er ikke egnet til tilslutning til et IP-kamera eller andre enheder, der kræver en IP-forbindelse. Tværtimod er et dupleksmodem som regel designet til at forbinde UAV'ens indbyggede IP-netværk med NS's IP-netværk, dvs. det understøtter IP-kameraer og andre IP-enheder, men har muligvis ikke en indbygget- i video-codec, da IP-videokameraer normalt har dit video-codec. Understøttelse af Ethernet-interface er kun mulig i fuld-dupleksmodem.

Diversitetsmodtagelse (RX diversity). Tilstedeværelsen af ​​denne kapacitet er obligatorisk for at sikre kontinuerlig kommunikation gennem hele flyvedistancen. Når de udbreder sig over Jordens overflade, ankommer radiobølger til modtagepunktet i to stråler: langs en direkte bane og med refleksion fra overfladen. Hvis tilføjelsen af ​​bølger af to stråler forekommer i fase, så styrkes feltet ved modtagepunktet, og hvis det er i modfase, svækkes det. Svækkelsen kan være ret betydelig - op til fuldstændigt tab af kommunikation. Tilstedeværelsen af ​​to antenner på NS, placeret i forskellige højder, hjælper med at løse dette problem, for hvis bjælkerne på placeringen af ​​en antenne tilføjes i modfase, så gør de det ikke på placeringen af ​​den anden. Som et resultat kan du opnå en stabil forbindelse over hele afstanden.
Understøttede netværkstopologier. Det er tilrådeligt at vælge et modem, der understøtter ikke kun punkt-til-punkt (PTP) topologi, men også punkt-til-multipunkt (PMP) og relæ (repeater) topologier. Brugen af ​​relæ gennem en ekstra UAV giver dig mulighed for betydeligt at udvide dækningsområdet for den primære UAV. PMP-support giver dig mulighed for at modtage information samtidigt fra flere UAV'er på en NS. Bemærk også, at understøttelse af PMP og relæ vil kræve en forøgelse af modembåndbredden sammenlignet med tilfældet med kommunikation med en enkelt UAV. Derfor anbefales det til disse tilstande at vælge et modem, der understøtter et bredt frekvensbånd (mindst 15-20 MHz).

Tilgængelighed af midler til at øge støjimmunitet. En nyttig mulighed i betragtning af det intense interferensmiljø i områder, hvor UAV'er bruges. Støjimmunitet forstås som et kommunikationssystems evne til at udføre sin funktion i nærvær af interferens af kunstig eller naturlig oprindelse i kommunikationskanalen. Der er to tilgange til at bekæmpe interferens. Fremgangsmåde 1: design modemmodtageren, så den pålideligt kan modtage information, selv ved tilstedeværelse af interferens i kommunikationskanalbåndet, på bekostning af en vis reduktion i informationstransmissionshastigheden. Fremgangsmåde 2: Undertrykke eller dæmpe interferens ved modtagerindgangen. Eksempler på implementeringen af ​​den første tilgang er spektrumspredningssystemer, nemlig: frekvenshop (FH), pseudo-tilfældig sekvensspredningsspektrum (DSSS) eller en hybrid af begge. FH-teknologi er blevet udbredt i UAV-kontrolkanaler på grund af den lave krævede dataoverførselshastighed i en sådan kommunikationskanal. For eksempel, for en hastighed på 16 kbit/s i et 20 MHz-bånd, kan omkring 500 frekvenspositioner organiseres, hvilket giver pålidelig beskyttelse mod smalbåndsinterferens. Brugen af ​​FH til en bredbåndskommunikationskanal er problematisk, fordi det resulterende frekvensbånd er for stort. For eksempel, for at opnå 500 frekvenspositioner, når du arbejder med et signal med en 4 MHz båndbredde, skal du bruge 2 GHz fri båndbredde! For meget til at være ægte. Brugen af ​​DSSS til en bredbåndskommunikationskanal med UAV'er er mere relevant. I denne teknologi duplikeres hver informationsbit samtidigt ved flere (eller endda alle) frekvenser i signalbåndet og kan i nærvær af smalbåndsinterferens adskilles fra dele af spektret, der ikke er påvirket af interferens. Brugen af ​​DSSS, såvel som FH, indebærer, at når der opstår interferens i kanalen, vil en reduktion i datatransmissionshastigheden være påkrævet. Ikke desto mindre er det indlysende, at det er bedre at modtage video fra en UAV i en lavere opløsning end slet ingenting. Approach 2 bruger det faktum, at interferens, i modsætning til modtagerens interne støj, kommer ind i radioforbindelsen udefra og, hvis visse midler er til stede i modemmet, kan undertrykkes. Undertrykkelse af interferens er mulig, hvis den er lokaliseret i de spektrale, tidsmæssige eller rumlige domæner. For eksempel er smalbåndsinterferens lokaliseret i spektralområdet og kan "skåret ud" fra spektret ved hjælp af et specielt filter. På samme måde er pulserende støj lokaliseret i tidsdomænet; for at undertrykke den fjernes det berørte område fra modtagerens inputsignal. Hvis interferensen ikke er smalbåndet eller pulseret, kan en rumlig suppressor bruges til at undertrykke den, da interferens kommer ind i modtagerantennen fra en kilde fra en bestemt retning. Hvis nulpunktet for modtagerantennens strålingsmønster er placeret i retning af interferenskilden, vil interferensen blive undertrykt. Sådanne systemer kaldes adaptive beamforming & beam nulling-systemer.

Brugt radioprotokol. Modemproducenter kan bruge en standard (WiFi, DVB-T) eller proprietær radioprotokol. Denne parameter er sjældent angivet i specifikationerne. Brugen af ​​DVB-T er indirekte angivet af de understøttede frekvensbånd 2/4/6/7/8, nogle gange 10 MHz og omtalen i teksten af ​​specifikationen af ​​COFDM (kodet OFDM) teknologi, hvor OFDM bruges i forbindelse med støjbestandig kodning. I forbifarten bemærker vi, at COFDM udelukkende er et reklameslogan og ikke har nogen fordele i forhold til OFDM, da OFDM uden støjbestandig kodning aldrig bruges i praksis. Udlign COFDM og OFDM, når du ser disse forkortelser i radiomodemspecifikationer.

Modemer, der bruger en standardprotokol, er normalt bygget på basis af en specialiseret chip (WiFi, DVB-T), der arbejder sammen med en mikroprocessor. Brug af en brugerdefineret chip aflaster modemproducenten for en masse hovedpine forbundet med at designe, modellere, implementere og teste deres egen radioprotokol. Mikroprocessoren bruges til at give modemmet den nødvendige funktionalitet. Sådanne modemer har følgende fordele.

1. Lav pris
2. Gode ​​vægt- og størrelsesparametre.
3. Lavt strømforbrug.

Der er også ulemper.

1. Manglende evne til at ændre karakteristika for radiogrænsefladen ved at ændre firmwaren.
2. Lav stabilitet af forsyninger på lang sigt.
3. Begrænsede muligheder for at yde kvalificeret teknisk support ved løsning af ikke-standardiserede problemer.

Den lave stabilitet af forsyninger skyldes, at chipproducenterne primært fokuserer på massemarkeder (tv'er, computere osv.). Producenter af modemer til UAV'er er ikke en prioritet for dem, og de kan på ingen måde påvirke chipproducentens beslutning om at indstille produktionen uden en passende udskiftning med et andet produkt. Denne funktion forstærkes af tendensen til at pakke radiogrænseflader ind i specialiserede mikrokredsløb såsom "system på chip" (System on Chip - SoC), og derfor udvaskes individuelle radiogrænsefladechips gradvist fra halvledermarkedet.

Begrænsede muligheder for at yde teknisk support skyldes, at udviklingsholdene af modemer baseret på standard radioprotokol er godt bemandet med specialister, primært inden for elektronik og mikrobølgeteknologi. Der er muligvis ingen radiokommunikationsspecialister der overhovedet, da der ikke er nogen problemer for dem at løse. Derfor kan UAV-producenter, der leder efter løsninger på ikke-trivielle radiokommunikationsproblemer, blive skuffede med hensyn til konsultation og teknisk assistance.

Modemer, der bruger en proprietær radioprotokol, er bygget på basis af universelle analoge og digitale signalbehandlingschips. Forsyningsstabiliteten af ​​sådanne chips er meget høj. Sandt nok er prisen også høj. Sådanne modemer har følgende fordele.

1. Brede muligheder for at tilpasse modemmet til kundens behov, herunder tilpasning af radiogrænsefladen ved at ændre firmwaren.
2. Yderligere radiogrænsefladefunktioner, der er interessante til brug i UAV'er og er fraværende i modemer bygget på basis af standard radioprotokoller.
3. Høj stabilitet af forsyninger, inkl. På lang sigt.
4. Højt niveau af teknisk support, herunder løsning af ikke-standardiserede problemer.

Ulemper.

1. Høj pris
2. Vægt- og størrelsesparametrene kan være værre end dem for modemer, der bruger standard radioprotokoller.
3. Øget strømforbrug for den digitale signalbehandlingsenhed.

Tekniske data for nogle modemer til UAV'er

Tabellen viser de tekniske parametre for nogle modemer til UAV'er, der er tilgængelige på markedet.

Bemærk, at selvom 3D Link-modemet har den laveste sendeeffekt sammenlignet med Picoradio OEM- og J11-modemerne (25 dBm vs. 27-30 dBm), er 3D Link-effektbudgettet højere end disse modemer på grund af den høje modtagerfølsomhed (med samme dataoverførselshastighed for de modemer, der sammenlignes). Dermed vil kommunikationsrækkevidden ved brug af 3D Link være større med bedre energi-stealth.

Bord. Tekniske data for nogle bredbåndsmodemmer til UAV'er og robotter

Parameter
3D Link
Skyhopper PRO
Picoradio OEM (udført på modulet pDDL2450 fra Microhard)
SOLO7
(se også SOLO7 modtager)
J11

Producent, land
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canada
DTC, Storbritannien
Redess, Kina

Kommunikationsrækkevidde [km]
20-60
5
ikke tilgængelig*
ikke tilgængelig*
10-20

Hastighed [Mbps]
0.023-64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6

Dataoverførselsforsinkelse [ms]
1-20
25
ikke tilgængelig*
15-100
15-30

Dimensioner på den indbyggede enhed LxBxH [mm]
77h45h25
74h54h26
40x40x10 (uden hus)
67h68h22
76h48h20

Indbygget enhedsvægt [gram]
89
105
17.6 (uden bolig)
135
88

Informationsgrænseflader
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (valgfrit)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART

Indbygget enheds strømforsyning [Volt/Watt]
7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8

Jordenhedens effekt [Volt/Watt]
18−75 eller PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5

Sendereffekt [dBm]
25
ikke tilgængelig*
27-30
20
30

Modtagerfølsomhed [dBm] (for hastighed [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)

Modem energibudget [dB] (for hastighed [Mbit/sek])
147(0.023) 126(4.06) 120.1(12.18) 103.6(64.96)
ikke tilgængelig*
131(0.78) 126(3.00) 103(28.0)
ikke tilgængelig*
127 (1.5) 124 (3.0) 120 (6.0)

Understøttede frekvensbånd [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

Støtte til mangfoldighed
ja
ja
ja
ja
ja

Separat kanal til kontrol/telemetri
ja
ja
ja
ingen
ja

Understøttede UAV-kontrolprotokoller i kontrol-/telemetrikanalen
MAVLink, proprietær
MAVLink, proprietær
ingen
ingen
MAV Link

Multiplexing understøttelse i kontrol/telemetri kanal
ja
ja
ingen
ingen
ikke tilgængelig*

Netværkstopologier
PTP, PMP, relæ
PTP, PMP, relæ
PTP, PMP, relæ
PTP
PTP, PMP, relæ

Midler til at øge støjimmunitet
DSSS, smalbånds- og pulsdæmpere
ikke tilgængelig*
ikke tilgængelig*
ikke tilgængelig*
ikke tilgængelig*

Radio protokol
proprietære
ikke tilgængelig*
ikke tilgængelig*
DVB-T
ikke tilgængelig*

* n/a - ingen data.

Om forfatteren

Alexander Smorodinov [[e-mail beskyttet]] er en førende specialist hos Geoscan LLC inden for trådløs kommunikation. Fra 2011 til i dag har han udviklet radioprotokoller og signalbehandlingsalgoritmer til bredbåndsradiomodemmer til forskellige formål, ligesom han har implementeret de udviklede algoritmer baseret på programmerbare logiske chips. Forfatterens interesseområder omfatter udviklingen af ​​synkroniseringsalgoritmer, estimering af kanalegenskaber, modulering/demodulation, støjbestandig kodning samt nogle medieadgangslag (MAC) algoritmer. Før han kom til Geoscan, arbejdede forfatteren i forskellige organisationer og udviklede tilpassede trådløse kommunikationsenheder. Fra 2002 til 2007 arbejdede han hos Proteus LLC som en førende specialist i udvikling af kommunikationssystemer baseret på IEEE802.16 (WiMAX) standarden. Fra 1999 til 2002 var forfatteren involveret i udviklingen af ​​støjbestandige kodningsalgoritmer og modellering af radioforbindelsesruter ved Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Forfatteren modtog en kandidatgrad i tekniske videnskaber fra St. Petersburg University of Aerospace Instrumentation i 1998 og en radioingeniørgrad fra samme universitet i 1995. Alexander er et nuværende medlem af IEEE og IEEE Communications Society.

Kilde: www.habr.com