La defio de elsendado de grandaj kvantoj de datenoj de senpilota aerveturilo (UAV) aŭ grunda robotiko ne estas malofta en modernaj aplikoj. Ĉi tiu artikolo diskutas la elektkriteriojn por larĝbendaj modemoj kaj rilataj problemoj. La artikolo estis skribita por UAV kaj robotikaj programistoj.
Selektado Kriterioj
La ĉefaj kriterioj por elekti larĝbendan modemon por UAVoj aŭ robotiko estas:
- Komunikada gamo.
- Maksimuma transdono de datumoj.
- Prokrasto en transdono de datumoj.
- Parametroj de pezo kaj dimensioj.
- Subtenataj informaj interfacoj.
- Nutraj postuloj.
- Aparta kontrolo/telemetria kanalo.
Komunikada gamo
La komunika gamo dependas ne nur de la modemo, sed ankaŭ de antenoj, antenkabloj, radioondaj disvastigkondiĉoj, ekstera interfero kaj aliaj kialoj. Por apartigi la parametrojn de la modemo mem de aliaj parametroj kiuj influas la komunikadan gamon, konsideru la intervalekvacion [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Disvastigo de radiondoj kaj funkciado de radioligoj. Konekto. Moskvo. 1971]
$$montri$$ 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}},$$montro$$
kie
$inline$R$inline$ — bezonata komunika gamo en metroj;
$inline$F$inline$ — ofteco en Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modema dissendila potenco en dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — dissendila antena gajno en dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — perdoj en la kablo de la modemo al la dissendila anteno en dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — ricevila antena gajno en dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — perdoj en la kablo de la modemo al la ricevila anteno en dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — sentemo de la modema ricevilo en dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ estas malfortiga faktoro, kiu konsideras pliajn perdojn pro la influo de la Tera surfaco, vegetaĵaro, atmosfero kaj aliaj faktoroj en dB.
El la intervalekvacio estas klare, ke la intervalo dependas nur de du parametroj de la modemo: dissendila potenco $inline$P_{TXdBm}$inline$ kaj ricevilo-sentemo $inline$P_{RXdBm}$inline$, aŭ pli ĝuste de ilia diferenco. - la energibuĝeto de la modemo
$$montro$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$montro$$
La ceteraj parametroj en la intervalekvacio priskribas la signalajn disvastigkondiĉojn kaj la parametrojn de la anteno-nutrilaj aparatoj, t.e. havas nenion komunan kun la modemo.
Do, por pligrandigi la komunikadon, vi devas elekti modemon kun granda $inline$B_m$inline$ valoro. Siavice, $inline$B_m$inline$ povas esti pliigita per pliigo de $inline$P_{TXdBm}$inline$ aŭ malpliigante $inline$P_{RXdBm}$inline$. Plejofte, UAV-programistoj serĉas modemon kun alta dissendila potenco kaj malmulte atentas la sentemon de la ricevilo, kvankam ili devas fari ĝuste la malon. Potenca surŝipa dissendilo de larĝbenda modemo implicas la sekvajn problemojn:
- alta energia konsumo;
- la bezono de malvarmigo;
- difekto de elektromagneta kongruo (EMC) kun aliaj surŝipaj ekipaĵoj de la UAV;
- malalta energia sekreteco.
La unuaj du problemoj rilatas al la fakto ke modernaj metodoj de elsendado de grandaj kvantoj de informoj tra radiokanalo, ekzemple OFDM, postulas lineara dissendilo. La efikeco de modernaj liniaj radiosendiloj estas malalta: 10–30%. Tiel, 70-90% de la altvalora energio de la UAV-elektroprovizo estas konvertita en varmegon, kiu devas esti efike forigita de la modemo, alie ĝi malsukcesos aŭ ĝia eliga potenco falos pro trovarmiĝo en la plej maloportuna momento. Ekzemple, 2 W dissendilo eltiros 6-20 W de la elektroprovizo, de kiuj 4-18 W estos konvertitaj al varmo.
La energiŝtelaĵo de radioligo estas grava por specialaj kaj armeaj aplikoj. Malalta sekreto signifas ke la modemsignalo estas detektita kun relative alta probableco fare de la sciigricevilo de la blokado-stacio. Sekve, la probablo de subpremado de radio-ligo kun malaltenergia ŝtelaĵo ankaŭ estas alta.
La sentemo de modemricevilo karakterizas ĝian kapablon ĉerpi informojn de ricevitaj signaloj kun antaŭfiksita nivelo de kvalito. Kvalitaj kriterioj povas varii. Por ciferecaj komunikadsistemoj oni plej ofte uzas la probablecon de bita eraro (biteraro-indico - BER) aŭ la probableco de eraro en informpakaĵo (frameeraro-indico - FER). Efektive, sentemo estas la nivelo de la signalo mem de kiu informoj devas esti ĉerpitaj. Ekzemple, sentemo de −98 dBm kun BER = 10−6 indikas ke informoj kun tia BER povas esti eltiritaj de signalo kun nivelo de −98 dBm aŭ pli alta, sed informoj kun nivelo de, ekzemple, −99 dBm povas. ne plu esti ĉerpita de signalo kun nivelo de, ekzemple, −1 dBm. Kompreneble, la malkresko de kvalito kiam la signalnivelo malpliiĝas okazas iom post iom, sed indas konsideri, ke la plej multaj modernaj modemoj havas la tn. sojla efiko en kiu malkresko en kvalito kiam la signalnivelo malpliiĝas sub sentemo okazas tre rapide. Sufiĉas redukti la signalon je 2-10 dB sub la sentemo por ke la BER pliiĝu al 1-XNUMX, kio signifas, ke vi ne plu vidos videon de la UAV. La sojla efiko estas rekta sekvo de la teoremo de Shannon por brua kanalo; ĝi ne povas esti eliminita. La detruo de informoj kiam la signalnivelo malpliiĝas sub sentemo okazas pro la influo de bruo kiu estas formita ene de la ricevilo mem. La interna bruo de ricevilo ne povas esti tute forigita, sed eblas redukti ĝian nivelon aŭ lerni efike ĉerpi informojn el brua signalo. Modemproduktantoj uzas ambaŭ ĉi tiujn alirojn, farante plibonigojn al la RF-blokoj de la ricevilo kaj plibonigante ciferecajn signal-pretigalgoritmojn. Plibonigi la sentemon de la modemricevilo ne kondukas al tia drama pliiĝo en elektrokonsumo kaj varmodissipado kiel pliigado de la dissendila potenco. Estas kompreneble pliigo de energikonsumo kaj varmogenerado, sed ĝi estas sufiĉe modesta.
La jena modema elekta algoritmo estas rekomendita el la vidpunkto atingi la bezonatan komunikan gamon.
- Decidu pri la transdono de datumoj.
- Elektu modemon kun la plej bona sentemo por la bezonata rapideco.
- Determini la komunikan gamon per kalkulo aŭ eksperimento.
- Se la komunika gamo montriĝas malpli ol necesa, tiam provu uzi la sekvajn mezurojn (aranĝitajn en ordo de malpliiĝanta prioritato):
- redukti perdojn en antenkabloj $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ uzante kablon kun pli malalta lineara malfortiĝo ĉe la operacia frekvenco kaj/aŭ reduktante la longon de la kabloj;
- pliigi antengajnon $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- pliigi la modeman dissendilan potencon.
Sentemaj valoroj dependas de la transdono de datumoj laŭ la regulo: pli alta rapideco - pli malbona sentemo. Ekzemple, −98 dBm-sentemo por 8 Mbps estas pli bona ol −95 dBm-sentemo por 12 Mbps. Vi povas kompari modemojn laŭ sentemo nur por la sama transiga rapido de datumoj.
Datenoj pri dissendilpotenco preskaŭ estas ĉiam haveblaj en modemspecifoj, sed datenoj pri ricevilsentemo ne estas ĉiam haveblaj aŭ estas nesufiĉaj. Almenaŭ, ĉi tio estas kialo por esti singarda, ĉar belaj nombroj apenaŭ havas sencon kaŝi. Krome, ne publikigante sentemajn datumojn, la fabrikanto senigas la konsumanton de la ŝanco taksi la komunikadan gamon per kalkulo. por modemaj aĉetoj.
Maksimuma baudofteco
Elekti modemon bazitan sur ĉi tiu parametro estas relative simpla se la rapidecpostuloj estas klare difinitaj. Sed estas kelkaj nuancoj.
Se la problemo solvita postulas certigi la maksimuman eblan komunikadan gamon kaj samtempe eblas asigni sufiĉe larĝan frekvencan bandon por radio-ligo, tiam estas pli bone elekti modemon kiu subtenas larĝan frekvencan bandon (bendolarĝo). La fakto estas, ke la bezonata informrapideco povas esti atingita en relative mallarĝa frekvencbendo uzante densajn specojn de modulado (16QAM, 64QAM, 256QAM, ktp.), aŭ en larĝa frekvencbendo uzante malalt-densecan moduladon (BPSK, QPSK). ). La uzo de malalt-denseca modulado por tiaj taskoj estas preferinda pro sia pli alta brua imuneco. Tial, la sentemo de la ricevilo estas pli bona; sekve, la energia buĝeto de la modemo pliiĝas kaj, kiel rezulto, la komunika gamo.
Kelkfoje UAV-produktantoj starigas la informrapidecon de la radio-ligo multe pli alta ol la rapideco de la fonto, laŭlitere 2 aŭ pli da fojoj, argumentante ke fontoj kiel ekzemple videokodekoj havas varian bitrapidecon kaj la modemrapideco devus esti elektita konsiderante la maksimuman valoron. de bitrapidaj emisioj. En ĉi tiu kazo, la komunika gamo nature malpliiĝas. Vi ne uzu ĉi tiun aliron krom se nepre necese. La plej multaj modernaj modemoj havas grandan bufron en la dissendilo kiu povas glatigi bitrate pikiloj sen pakaĵetperdo. Tial, rapidecrezervo de pli ol 25% ne estas postulata. Se ekzistas kialo por kredi, ke la bufrokapacito de la aĉetata modemo estas nesufiĉa kaj signife pli granda pliiĝo de rapideco necesas, tiam estas pli bone rifuzi aĉeti tian modemon.
Prokrasto de transdono de datumoj
Dum taksado de ĉi tiu parametro, estas grave apartigi la prokraston asociitan kun datumtranssendo tra la radioligo de la prokrasto kreita de la kodigo/malkodi aparato de la informfonto, kiel videokodeko. La malfruo en la radio-ligo konsistas el 3 valoroj.
- Prokrasto pro signala prilaborado en la dissendilo kaj ricevilo.
- Prokrasto pro signala disvastigo de dissendilo al ricevilo.
- Prokrasto pro datenbufrado en la dissendilo en tempodividaj dupleksaj (TDD) modemoj.
Tipo 1 latenteco, laŭ la sperto de la aŭtoro, varias de dekoj da mikrosekundoj ĝis unu milisekundo. Tipo 2 prokrasto dependas de la komunika gamo, ekzemple, por 100 km ligo ĝi estas 333 μs. Tipo 3 prokrasto dependas de la longo de la TDD-kadro kaj de la rilatumo de la dissenda ciklotempodaŭro al la totala framtempodaŭro kaj povas varii de 0 al la kadrotempodaŭro, t.e. ĝi estas hazarda variablo. Se la elsendita informpakaĵo estas ĉe la dissendila enigo dum la modemo estas en la dissenda ciklo, tiam la pako estos elsendita en la aero kun nula prokrasto tipo 3. Se la pako estas iom malfrue kaj la ricevciklo jam komenciĝis, tiam ĝi estos prokrastita en la dissendila bufro dum la daŭro de la ricevciklo. Tipaj TDD-kadrolongoj varias de 2 ĝis 20 ms, do la plej malbona kazo Tipo 3 prokrasto ne superos 20 ms. Tiel, la totala prokrasto en la radioligo estos en la intervalo de 3−21 ms.
La plej bona maniero por ekscii la malfruon en radioligo estas plenskala eksperimento uzante utilecojn por taksi retajn karakterizaĵojn. Mezuri prokraston per la peto-responda metodo ne estas rekomendita, ĉar la prokrasto en la antaŭaj kaj inversaj indikoj eble ne estas la sama por TDD-modemoj.
Parametroj de pezo kaj dimensioj
Elekti surŝipan modeman unuon laŭ ĉi tiu kriterio ne postulas specialajn komentojn: ju pli malgranda kaj malpeza des pli bone. Ne forgesu ankaŭ pri la bezono malvarmigi la surŝipan unuon; aldonaj radiatoroj povas esti bezonataj, kaj sekve, la pezo kaj dimensioj ankaŭ povas pliiĝi. Prefero ĉi tie devus esti donita al malpezaj, malgrandgrandaj unuoj kun malalta energikonsumo.
Por grundbazita unuo, la mas-dimensiaj parametroj ne estas tiel kritikaj. Facileco de uzo kaj instalado venas al la unua loko. La grunda unuo devas esti aparato fidinde protektita kontraŭ eksteraj influoj kun oportuna munta sistemo al masto aŭ tripiedo. Bona elekto estas kiam la grunda unuo estas integrita en la sama loĝejo kun la anteno. Ideale, la grunda unuo devus esti konektita al la kontrolsistemo per unu oportuna konektilo. Ĉi tio savos vin de fortaj vortoj, kiam vi bezonos efektivigi disfaldajn laborojn ĉe temperaturo de −20 gradoj.
Dietaj Postuloj
Surbordaj unuoj, kiel regulo, estas produktataj kun subteno por ampleksa gamo de provizo-tensioj, ekzemple 7-30 V, kiu kovras la plej multajn tensiajn elektojn en la UAV-potenca reto. Se vi havas la ŝancon elekti el pluraj provizo-tensioj, tiam donu preferon al la plej malalta provizo-tensio-valoro. Kiel regulo, modemoj estas interne funkciigitaj de tensioj de 3.3 kaj 5.0 V tra sekundaraj elektrofontoj. La efikeco de ĉi tiuj malĉefaj elektrofontoj estas pli alta, des pli malgranda estas la diferenco inter la enigo kaj interna tensio de la modemo. Pliigita efikeco signifas reduktitan energikonsumon kaj varmogenadon.
Terunuoj, aliflanke, devas apogi potencon de relative alta tensiofonto. Ĉi tio permesas la uzon de elektra kablo kun malgranda sekco, kiu reduktas pezon kaj simpligas instaladon. Ĉiuj aliaj aferoj egalaj, donu preferon al teraj unuoj kun subteno de PoE (Power over Ethernet). En ĉi tiu kazo, nur unu Ethernet-kablo estas postulata por konekti la grundan unuon al la kontrolstacio.
Aparta kontrolo/telemetria kanalo
Grava trajto en kazoj kie ne restas spaco sur la UAV por instali apartan komand-telemetrian modemon. Se estas spaco, tiam aparta kontrolo/telemetria kanalo de la larĝbenda modemo povas esti uzata kiel rezerva. Elektante modemon kun ĉi tiu opcio, atentu la fakton, ke la modemo subtenas la deziratan protokolon por komunikado kun la UAV (MAVLink aŭ proprieta) kaj la kapablon plurfiksi kontroli kanalajn/telemetriajn datumojn en oportunan interfacon ĉe la surtera stacio (GS). ). Ekzemple, la surŝipa unuo de larĝbenda modemo estas konektita al la aŭtopiloto per interfaco kiel RS232, UART aŭ CAN, kaj la grunda unuo estas konektita al la kontrolkomputilo per Ethernet-interfaco per kiu necesas interŝanĝi komandon. , telemetrio kaj videinformoj. En ĉi tiu kazo, la modemo devas povi multipleksi la komandon kaj telemetrian fluon inter la RS232, UART aŭ CAN-interfacoj de la surŝipa unuo kaj la Ethernet-interfaco de la grunda unuo.
Aliaj parametroj por atenti
Havebleco de dupleksa reĝimo. Larĝbendaj modemoj por UAVoj subtenas aŭ simplajn aŭ dupleksajn operaciumojn. En simpla reĝimo, transdono de datumoj estas permesita nur en la direkto de la UAV al la NS, kaj en dupleksa reĝimo - en ambaŭ direktoj. Kiel regulo, simplaj modemoj havas enkonstruitan videokodekon kaj estas dizajnitaj por labori kun vidbendaj fotiloj kiuj ne havas videokodekon. Simpla modemo ne taŭgas por konektiĝi al IP-fotilo aŭ iuj aliaj aparatoj, kiuj postulas IP-konekton. Male, dupleksa modemo, kiel regulo, estas desegnita por konekti la surŝipan IP-reton de la UAV kun la IP-reto de la NS, tio estas, ĝi subtenas IP-fotilojn kaj aliajn IP-aparatojn, sed eble ne havas enkonstruitan. en videokodeko, ĉar IP-vidkameraoj kutime havas vian videokodekon. Ethernet-interfaco-subteno estas nur ebla en plendupleksaj modemoj.
Diverseco-ricevo (RX diverseco). La ĉeesto de ĉi tiu kapablo estas deviga por certigi kontinuan komunikadon dum la tuta flugdistanco. Dum disvastiĝo super la surfaco de la Tero, radiondoj alvenas al la ricevpunkto en du traboj: laŭ rekta vojo kaj kun reflektado de la surfaco. Se la aldono de ondoj de du traboj okazas en fazo, tiam la kampo ĉe la ricevpunkto estas plifortigita, kaj se en kontraŭfazo, ĝi estas malfortigita. La malfortiĝo povas esti sufiĉe grava - ĝis la kompleta perdo de komunikado. La ĉeesto de du antenoj sur la NS, situantaj je malsamaj altecoj, helpas solvi ĉi tiun problemon, ĉar se ĉe la loko de unu anteno la traboj estas aldonitaj en kontraŭfazo, tiam ĉe la loko de la alia ili ne faras. Kiel rezulto, vi povas atingi stabilan konekton tra la tuta distanco.
Subtenataj retaj topologioj. Estas konsilinde elekti modemon kiu provizas subtenon ne nur por punkto-al-punkta (PTP) topologio, sed ankaŭ por punkto-al-multipunkta (PMP) kaj relajso (ripetilo) topologioj. La uzo de relajso per plia UAV permesas vin signife vastigi la kovradon de la ĉefa UAV. PMP-subteno permesos al vi ricevi informojn samtempe de pluraj UAV-oj sur unu NS. Bonvolu noti ankaŭ, ke subteni PMP kaj relajso postulos pliigon de modema bendolarĝo kompare kun la kazo de komunikado kun ununura UAV. Tial, por ĉi tiuj modoj oni rekomendas elekti modemon, kiu subtenas larĝan frekvencan bandon (almenaŭ 15-20 MHz).
Disponeco de rimedoj por pliigi bruan imunecon. Utila opcio, donita la intensa interfermedio en lokoj kie UAVoj estas uzitaj. Brua imuneco estas komprenata kiel la kapablo de komunika sistemo plenumi sian funkcion en ĉeesto de interfero de artefarita aŭ natura origino en la komunika kanalo. Estas du aliroj por kontraŭbatali interferon. Aliro 1: desegni la modeman ricevilon tiel ke ĝi povas fidinde ricevi informojn eĉ en la ĉeesto de interfero en la komunika kanala bando, koste de iu redukto en la informtranssendorapideco. Aliro 2: Subpremi aŭ mildigi interferon ĉe la ricevilo-enigo. Ekzemploj de la efektivigo de la unua aliro estas spektraj disvastigitaj sistemoj, nome: frekvencsaltetado (FH), pseŭd-hazarda sekvenco disvastigita spektro (DSSS) aŭ hibrido de ambaŭ. FH-teknologio fariĝis ĝeneraligita en UAV-kontrolkanaloj pro la malalta postulata datumtransiga indico en tia komunika kanalo. Ekzemple, por rapideco de 16 kbit/s en 20 MHz-bendo, proksimume 500 frekvencpozicioj povas esti organizitaj, kio permesas fidindan protekton kontraŭ mallarĝ-benda interfero. La uzo de FH por larĝbenda komunika kanalo estas problema ĉar la rezulta frekvencbendo estas tro granda. Ekzemple, por akiri 500 frekvencpoziciojn kiam vi laboras kun signalo kun 4 MHz-larĝo, vi bezonos 2 GHz de libera bendolarĝo! Tro multe por esti reala. La uzo de DSSS por larĝbenda komunika kanalo kun UAVoj estas pli grava. En tiu teknologio, ĉiu informbito estas duobligita samtempe ĉe pluraj (aŭ eĉ ĉiuj) frekvencoj en la signalgrupo kaj, en la ĉeesto de mallarĝ-grupa interfero, povas esti apartigita de partoj de la spektro ne trafita per interfero. La uzo de DSSS, same kiel FH, implicas ke kiam interfero aperas en la kanalo, redukto en la datumtranssendorapideco estos postulata. Tamen, estas evidente, ke estas pli bone ricevi videon de UAV en pli malalta rezolucio ol nenio. Aliro 2 uzas la fakton, ke interfero, male al la interna bruo de la ricevilo, eniras la radioligon de ekstere kaj, se certaj rimedoj ĉeestas en la modemo, povas esti subpremita. Forigo de interfero estas ebla se ĝi estas lokalizita en la spektraj, tempaj aŭ spacaj domajnoj. Ekzemple, mallarĝbenda interfero estas lokalizita en la spektra regiono kaj povas esti "tranĉita" de la spektro uzante specialan filtrilon. Simile, pulsita bruo estas lokalizita en la tempodomajno; por subpremi ĝin, la trafita areo estas forigita de la enirsignalo de la ricevilo. Se la interfero ne estas mallarĝa bendo aŭ pulsita, tiam spaca subpremanto povas esti uzita por subpremi ĝin, ĉar interfero eniras la ricevantan antenon de fonto de certa direkto. Se la nulo de la radiadpadrono de la ricevanta anteno estas poziciigita en la direkto de la interferfonto, la interfero estos subpremita. Tiaj sistemoj estas nomitaj adapta trabformado & trabo nulsistemoj.
Radioprotokolo uzata. Modemproduktantoj povas uzi normon (WiFi, DVB-T) aŭ proprietan radioprotokolon. Ĉi tiu parametro malofte estas indikita en specifoj. La uzo de DVB-T estas nerekte indikita per la subtenataj frekvencbendoj 2/4/6/7/8, foje 10 MHz kaj la mencio en la teksto de la specifo de COFDM (kodigita OFDM) teknologio en kiu OFDM estas uzata kune. kun brurezista kodigo. Pasante, ni rimarkas, ke COFDM estas pure reklama slogano kaj ne havas avantaĝojn super OFDM, ĉar OFDM sen bru-rezista kodigo neniam estas uzata en la praktiko. Egaligu COFDM kaj OFDM kiam vi vidas ĉi tiujn mallongigojn en radiomodemspecifoj.
Modemoj uzantaj norman protokolon estas kutime konstruitaj surbaze de specialeca blato (WiFi, DVB-T) laboranta lige kun mikroprocesoro. Uzado de kutima blato malpezigas la modeman fabrikiston de multaj kapdoloroj asociitaj kun desegnado, modelado, efektivigo kaj testado de sia propra radio-protokolo. La mikroprocesoro estas uzata por doni al la modemo la necesan funkciecon. Tiaj modemoj havas la jenajn avantaĝojn.
- Malalta prezo.
- Bonaj parametroj de pezo kaj grandeco.
- Malalta elektra konsumo.
Estas ankaŭ malavantaĝoj.
- Nekapablo ŝanĝi la karakterizaĵojn de la radiointerfaco ŝanĝante la firmvaro.
- Malalta stabileco de provizoj longtempe.
- Limigitaj kapabloj provizi kvalifikitan teknikan subtenon dum solvado de ne-normaj problemoj.
La malalta stabileco de provizoj ŝuldiĝas al la fakto, ke blatproduktantoj fokusiĝas ĉefe al amasmerkatoj (televidiloj, komputiloj, ktp.). Fabrikistoj de modemoj por UAVoj ne estas prioritato por ili kaj ili neniel ne povas influi la decidon de la fabrikanto de blatoj ĉesigi produktadon sen taŭga anstataŭigo per alia produkto. Ĉi tiu trajto estas plifortigita de la tendenco de enpakado de radiointerfacoj en specialigitajn mikrocirkvitojn kiel ekzemple "sistemo sur blato" (Sistemo sur Blato - SoC), kaj tial individuaj radiointerfacaj blatoj estas iom post iom forlavitaj de la duonkondukta merkato.
Limigitaj kapabloj en disponigado de teknika subteno ŝuldiĝas al la fakto ke la evoluteamoj de modemoj bazitaj sur la norma radioprotokolo estas bone ekipitaj kun specialistoj, ĉefe en elektroniko kaj mikroonda teknologio. Eble tie tute ne estas specialistoj pri radiokomunikado, ĉar ne estas problemoj por ili solvi. Tial, UAV-fabrikistoj serĉantaj solvojn al ne-trivialaj radiokomunikadaj problemoj povas trovi sin seniluziigitaj rilate konsulton kaj teknikan asistadon.
Modemoj uzantaj proprietan radioprotokolon estas konstruitaj surbaze de universalaj analogaj kaj ciferecaj signal-prilaboraj blatoj. La provizostabileco de tiaj blatoj estas tre alta. Vere, la prezo ankaŭ estas alta. Tiaj modemoj havas la jenajn avantaĝojn.
- Ampleksaj eblecoj por adapti la modemon al la bezonoj de la kliento, inkluzive de adaptado de la radio-interfaco ŝanĝante la firmware.
- Kromaj radiointerfaco-kapabloj kiuj estas interesaj por uzo en UAVoj kaj estas forestantaj en modemoj konstruitaj surbaze de normaj radioprotokoloj.
- Alta stabileco de provizoj, inkl. longtempe.
- Alta nivelo de teknika subteno, inkluzive de solvado de ne-normaj problemoj.
Malavantaĝoj.
- Alta prezo.
- La parametroj de pezo kaj grandeco povas esti pli malbonaj ol tiuj de modemoj uzantaj normajn radioprotokolojn.
- Pliigita energikonsumo de la cifereca signal-pretiga unuo.
Teknikaj datenoj de kelkaj modemoj por UAVoj
La Tabelo montras la teknikajn parametrojn de iuj modemoj por UAVs disponeblaj sur la merkato.
Notu ke kvankam la 3D Link-modemo havas la plej malsupran elsendan potencon komparite kun la Picoradio OEM kaj J11-modemoj (25 dBm kontraŭ 27−30 dBm), la 3D Link-potencbuĝeto estas pli alta ol tiuj modemoj pro la alta ricevilsentemo (kun la sama datumtransiga rapideco por la modemoj komparitaj). Tiel, la komunika gamo kiam uzado de 3D Link estos pli granda kun pli bona energiŝtelaĵo.
Tablo. Teknikaj datenoj de kelkaj larĝbendaj modemoj por UAVoj kaj robotiko
Parametro
(farita sur la modulo de Microhard)
(Vidu ankaŭ )
Fabrikisto, lando
Geoscan, RF
Mobilicom, Israelo
Airborne Innovations, Kanado
DTC, Britio
Redess, Ĉinio
Komunikada gamo [km]
20 − 60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Rapido [Mbps]
0.023 − 64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Prokrasto de transdono de datumoj [ms]
1 − 20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Dimensioj de la surŝipa unuo LxWxH [mm]
77h45h25
74h54h26
40x40x10 (sen loĝejo)
67h68h22
76h48h20
Enŝipa unuopezo [gramo]
89
105
17.6 (sen loĝejo)
135
88
Informaj interfacoj
Ethernet, RS232, CAN, USB
Eterreto, RS232, USB (laŭvola)
Eterreto, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Enŝipa unuo nutrado [Volt/Watt]
7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Terunua Potenco [Volt/Watt]
18−75aŭ PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Potenco de dissendilo [dBm]
25
n/a*
27 − 30
20
30
Ricevila sentemo [dBm] (por rapideco [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)
Modema energibuĝeto [dB] (por rapideco [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)
Subtenataj frekvencbendoj [MHz]
4 − 20
4.5; 8.5
2; 4; Xnumx
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; Xnumx
Simplex/dupleksa
Dupleksa
Dupleksa
Dupleksa
Simplex
Dupleksa
Subteno de diverseco
jes
jes
jes
jes
jes
Aparta kanalo por kontrolo/telemetrio
jes
jes
jes
neniu
jes
Subtenataj UAV-kontrolprotokoloj en la kontrolo/telemetria kanalo
MAVLink, proprieta
MAVLink, proprieta
neniu
neniu
MAV Ligo
Multipleksa subteno en kontrolo/telemetria kanalo
jes
jes
neniu
neniu
n/a*
Retaj topologioj
PTP, PMP, relajso
PTP, PMP, relajso
PTP, PMP, relajso
PTP
PTP, PMP, relajso
Rimedoj por pliigi bruan imunecon
DSSS, mallarĝa bendo kaj pulssubpremantoj
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Radioprotokolo
proprietaj
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - neniuj datumoj.
Pri la aŭtoro
Aleksandro Smorodinov [[retpoŝte protektita]] estas ĉefa specialisto ĉe Geoscan LLC en la kampo de sendrataj komunikadoj. De 2011 ĝis la nuntempo, li evoluigis radioprotokolojn kaj signaltraktadalgoritmojn por larĝbendaj radiomodemoj por diversaj celoj, same kiel efektivigis la evoluintajn algoritmojn bazitajn sur programeblaj logikaj blatoj. La areoj de intereso de la verkinto inkludas la evoluon de sinkronigado-algoritmoj, kanalpropriettakson, moduladon/demoduladon, bru-rezistan kodigon, same kiel kelkajn amaskomunikilaran alirtavolon (MAC) algoritmojn. Antaŭ ol aliĝi al Geoscan, la aŭtoro laboris en diversaj organizoj, disvolvante kutimajn sendratajn komunikajn aparatojn. De 2002 ĝis 2007, li laboris ĉe Proteus LLC kiel plej elstara specialisto en la evoluo de komunikadsistemoj bazitaj sur la IEEE802.16 (WiMAX) normo. De 1999 ĝis 2002, la verkinto estis implikita en la evoluo de bru-rezistemaj kodigoritmoj kaj modeligado de radioligitineroj ĉe la Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". La aŭtoro ricevis diplomon de Kandidato de Teknikaj Sciencoj de la Peterburga Universitato de Aerokosma Instrumentado en 1998 kaj diplomon de Radio-Inĝenierio de la sama universitato en 1995. Aleksandro estas nuna membro de IEEE kaj la IEEE Komunikado-Socio.
fonto: www.habr.com