El desafío de transmitir grandes cantidades de datos desde un vehículo aéreo no tripulado (UAV) o robótica terrestre no es infrecuente en las aplicaciones modernas. Este artículo analiza los criterios de selección de módems de banda ancha y problemas relacionados. El artículo fue escrito para desarrolladores de robótica y vehículos aéreos no tripulados.
Criterios de selección
Los principales criterios para elegir un módem de banda ancha para vehículos aéreos no tripulados o robótica son:
- Rango de comunicación.
- Velocidad máxima de transferencia de datos.
- Retraso en la transmisión de datos.
- Parámetros de peso y dimensiones.
- Interfaces de información soportadas.
- Requerimientos nutricionales.
- Canal de control/telemetría independiente.
Rango de comunicación
El alcance de la comunicación depende no sólo del módem, sino también de las antenas, los cables de antena, las condiciones de propagación de las ondas de radio, las interferencias externas y otras razones. Para separar los parámetros del módem en sí de otros parámetros que afectan el alcance de la comunicación, considere la ecuación de alcance [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Propagación de ondas de radio y operación de radioenlaces. Conexión. Moscú. 1971]
$$mostrar$$ 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}},$$mostrar$$
donde
$inline$R$inline$ — rango de comunicación requerido en metros;
$inline$F$inline$ — frecuencia en Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — potencia del transmisor del módem en dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — ganancia de la antena del transmisor en dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — pérdidas en el cable desde el módem hasta la antena del transmisor en dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — ganancia de la antena del receptor en dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — pérdidas en el cable desde el módem hasta la antena del receptor en dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — sensibilidad del receptor del módem en dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ es un factor de atenuación que tiene en cuenta las pérdidas adicionales debidas a la influencia de la superficie de la Tierra, la vegetación, la atmósfera y otros factores en dB.
De la ecuación de alcance queda claro que el alcance depende solo de dos parámetros del módem: la potencia del transmisor $inline$P_{TXdBm}$inline$ y la sensibilidad del receptor $inline$P_{RXdBm}$inline$, o más bien de su diferencia - el presupuesto de energía del módem
$$mostrar$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$mostrar$$
Los parámetros restantes en la ecuación de alcance describen las condiciones de propagación de la señal y los parámetros de los dispositivos alimentadores de antena, es decir. No tiene nada que ver con el módem.
Entonces, para aumentar el rango de comunicación, debe elegir un módem con un valor $inline$B_m$inline$ grande. A su vez, $inline$B_m$inline$ se puede aumentar aumentando $inline$P_{TXdBm}$inline$ o disminuyendo $inline$P_{RXdBm}$inline$. En la mayoría de los casos, los desarrolladores de vehículos aéreos no tripulados buscan un módem con una alta potencia de transmisión y prestan poca atención a la sensibilidad del receptor, aunque deben hacer exactamente lo contrario. Un potente transmisor a bordo de un módem de banda ancha conlleva los siguientes problemas:
- alto consumo de energía;
- necesidad de enfriamiento;
- deterioro de la compatibilidad electromagnética (EMC) con otros equipos a bordo del UAV;
- Secreto de baja energía.
Los dos primeros problemas están relacionados con el hecho de que los métodos modernos de transmisión de grandes cantidades de información a través de un canal de radio, por ejemplo OFDM, requieren lineal transmisor. La eficiencia de los transmisores de radio lineales modernos es baja: entre un 10% y un 30%. Así, entre el 70 y el 90% de la valiosa energía de la fuente de alimentación del UAV se convierte en calor, que debe eliminarse eficazmente del módem; de lo contrario, fallará o su potencia de salida disminuirá debido al sobrecalentamiento en el momento más inoportuno. Por ejemplo, un transmisor de 2 W consumirá entre 6 y 20 W de la fuente de alimentación, de los cuales entre 4 y 18 W se convertirán en calor.
El sigilo energético de un enlace de radio es importante para aplicaciones especiales y militares. Un bajo sigilo significa que la señal del módem es detectada con una probabilidad relativamente alta por el receptor de reconocimiento de la estación de interferencia. En consecuencia, la probabilidad de suprimir un enlace de radio con sigilo de baja energía también es alta.
La sensibilidad de un receptor módem caracteriza su capacidad para extraer información de las señales recibidas con un determinado nivel de calidad. Los criterios de calidad pueden variar. Para los sistemas de comunicación digital, se utiliza con mayor frecuencia la probabilidad de un error de bit (tasa de error de bit - BER) o la probabilidad de un error en un paquete de información (tasa de error de trama - FER). En realidad, la sensibilidad es el nivel de la propia señal de la que se debe extraer información. Por ejemplo, una sensibilidad de −98 dBm con BER = 10−6 indica que la información con dicha BER puede extraerse de una señal con un nivel de −98 dBm o superior, pero información con un nivel de, digamos, −99 dBm puede ya no se puede extraer de una señal con un nivel de, digamos, −1 dBm. Por supuesto, la disminución de la calidad a medida que disminuye el nivel de la señal se produce gradualmente, pero vale la pena tener en cuenta que la mayoría de los módems modernos tienen el llamado. Efecto de umbral en el que se produce muy rápidamente una disminución de la calidad cuando el nivel de la señal disminuye por debajo de la sensibilidad. Basta con reducir la señal entre 2 y 10 dB por debajo de la sensibilidad para que el BER aumente a 1-XNUMX, lo que significa que ya no verá el vídeo del UAV. El efecto umbral es una consecuencia directa del teorema de Shannon para un canal ruidoso y no puede eliminarse. La destrucción de información cuando el nivel de la señal cae por debajo de la sensibilidad se produce debido a la influencia del ruido que se forma dentro del propio receptor. El ruido interno de un receptor no se puede eliminar por completo, pero es posible reducir su nivel o aprender a extraer información de forma eficiente de una señal ruidosa. Los fabricantes de módems están utilizando ambos enfoques, mejorando los bloques de RF del receptor y mejorando los algoritmos de procesamiento de señales digitales. Mejorar la sensibilidad del receptor del módem no conduce a un aumento tan dramático en el consumo de energía y la disipación de calor como aumentar la potencia del transmisor. Por supuesto, hay un aumento en el consumo de energía y en la generación de calor, pero es bastante modesto.
Se recomienda el siguiente algoritmo de selección de módem desde el punto de vista de lograr el rango de comunicación requerido.
- Decide la tasa de transferencia de datos.
- Seleccione un módem con la mejor sensibilidad para la velocidad requerida.
- Determine el rango de comunicación mediante cálculo o experimento.
- Si el alcance de la comunicación resulta ser menor de lo necesario, intente utilizar las siguientes medidas (dispuestas en orden de prioridad decreciente):
- reducir las pérdidas en los cables de antena $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ utilizando un cable con menor atenuación lineal en la frecuencia de operación y/o reduciendo la longitud de los cables;
- aumentar la ganancia de la antena $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- aumentar la potencia del transmisor del módem.
Los valores de sensibilidad dependen de la velocidad de transferencia de datos según la regla: mayor velocidad, peor sensibilidad. Por ejemplo, una sensibilidad de −98 dBm para 8 Mbps es mejor que una sensibilidad de −95 dBm para 12 Mbps. Puede comparar módems en términos de sensibilidad solo para la misma velocidad de transferencia de datos.
Los datos sobre la potencia del transmisor casi siempre están disponibles en las especificaciones del módem, pero los datos sobre la sensibilidad del receptor no siempre están disponibles o son insuficientes. Como mínimo, esto es un motivo para tener cuidado, ya que no tiene sentido ocultar números bonitos. Además, al no publicar datos de sensibilidad, el fabricante priva al consumidor de la oportunidad de estimar el alcance de la comunicación mediante cálculo. a compras de módem.
Velocidad máxima en baudios
Seleccionar un módem basándose en este parámetro es relativamente sencillo si los requisitos de velocidad están claramente definidos. Pero hay algunos matices.
Si el problema a resolver requiere garantizar el máximo rango de comunicación posible y al mismo tiempo es posible asignar una banda de frecuencia suficientemente amplia para un enlace de radio, entonces es mejor elegir un módem que admita una banda de frecuencia amplia (ancho de banda). El hecho es que la velocidad de información requerida se puede lograr en una banda de frecuencia relativamente estrecha utilizando tipos de modulación densos (16QAM, 64QAM, 256QAM, etc.), o en una banda de frecuencia amplia utilizando modulación de baja densidad (BPSK, QPSK ). Es preferible el uso de modulación de baja densidad para tales tareas debido a su mayor inmunidad al ruido. Por lo tanto, la sensibilidad del receptor es mejor y, en consecuencia, aumenta el presupuesto de energía del módem y, como resultado, el alcance de la comunicación.
A veces, los fabricantes de vehículos aéreos no tripulados establecen la velocidad de información del enlace de radio mucho más alta que la velocidad de la fuente, literalmente 2 o más veces, argumentando que fuentes como los códecs de video tienen una tasa de bits variable y la velocidad del módem debe seleccionarse teniendo en cuenta el valor máximo. de emisiones de bitrate. En este caso, el alcance de la comunicación naturalmente disminuye. No debe utilizar este enfoque a menos que sea absolutamente necesario. La mayoría de los módems modernos tienen un gran búfer en el transmisor que puede suavizar los picos de velocidad de bits sin pérdida de paquetes. Por tanto, no se requiere una reserva de velocidad superior al 25%. Si hay motivos para creer que la capacidad de búfer del módem adquirido es insuficiente y se requiere un aumento de velocidad significativamente mayor, entonces es mejor negarse a comprar dicho módem.
Retraso en la transferencia de datos
Al evaluar este parámetro, es importante separar el retraso asociado con la transmisión de datos a través del enlace de radio del retraso creado por el dispositivo de codificación/decodificación de la fuente de información, como un códec de vídeo. El retraso en el enlace de radio consta de 3 valores.
- Retardo debido al procesamiento de la señal en el transmisor y receptor.
- Retraso debido a la propagación de la señal del transmisor al receptor.
- Retardo debido al almacenamiento en búfer de datos en el transmisor en módems dúplex por división de tiempo (TDD).
La latencia de tipo 1, según la experiencia del autor, oscila entre decenas de microsegundos y un milisegundo. El retardo de tipo 2 depende del alcance de la comunicación, por ejemplo, para un enlace de 100 km es de 333 μs. El retraso de tipo 3 depende de la longitud de la trama TDD y de la relación entre la duración del ciclo de transmisión y la duración total de la trama y puede variar de 0 a la duración de la trama, es decir, es una variable aleatoria. Si el paquete de información transmitido está en la entrada del transmisor mientras el módem está en el ciclo de transmisión, entonces el paquete se transmitirá al aire con cero retraso tipo 3. Si el paquete llega un poco tarde y el ciclo de recepción ya ha comenzado, entonces se retrasará en el buffer del transmisor mientras dure el ciclo de recepción. Las longitudes de trama TDD típicas varían de 2 a 20 ms, por lo que el retraso de tipo 3 en el peor de los casos no excederá los 20 ms. Por tanto, el retraso total en el enlace de radio estará en el rango de 3 a 21 ms.
La mejor manera de descubrir el retraso en un enlace de radio es un experimento a gran escala utilizando utilidades para evaluar las características de la red. No se recomienda medir el retraso utilizando el método de solicitud-respuesta, ya que el retraso en las direcciones directa e inversa puede no ser el mismo para los módems TDD.
Parámetros de peso y dimensiones.
Elegir una unidad de módem de a bordo según este criterio no requiere comentarios especiales: cuanto más pequeña y ligera, mejor. No olvide también la necesidad de enfriar la unidad de a bordo; es posible que se necesiten radiadores adicionales y, en consecuencia, el peso y las dimensiones también pueden aumentar. Aquí se debe dar preferencia a unidades ligeras, de tamaño pequeño y con bajo consumo de energía.
Para una unidad terrestre, los parámetros dimensionales de masa no son tan críticos. La facilidad de uso e instalación pasa a primer plano. La unidad de tierra debe ser un dispositivo protegido de manera confiable contra influencias externas con un sistema de montaje conveniente en un mástil o trípode. Una buena opción es cuando la unidad de tierra está integrada en la misma carcasa que la antena. Idealmente, la unidad de tierra debería conectarse al sistema de control a través de un conector conveniente. Esto le evitará palabras fuertes cuando necesite realizar trabajos de despliegue a una temperatura de -20 grados.
Requisitos dieteticos
Las unidades a bordo, por regla general, se fabrican con soporte para una amplia gama de voltajes de suministro, por ejemplo, 7-30 V, que cubre la mayoría de las opciones de voltaje en la red eléctrica del UAV. Si tiene la oportunidad de elegir entre varios voltajes de suministro, dé preferencia al valor de voltaje de suministro más bajo. Como regla general, los módems se alimentan internamente con voltajes de 3.3 y 5.0 V a través de fuentes de alimentación secundarias. La eficiencia de estas fuentes de alimentación secundarias es mayor cuanto menor es la diferencia entre la tensión de entrada y la interna del módem. Una mayor eficiencia significa un menor consumo de energía y generación de calor.
Las unidades de tierra, por otro lado, deben soportar energía de una fuente de voltaje relativamente alto. Esto permite el uso de un cable de alimentación de pequeña sección, lo que reduce el peso y simplifica la instalación. En igualdad de condiciones, dé preferencia a las unidades terrestres con soporte PoE (alimentación a través de Ethernet). En este caso, sólo se requiere un cable Ethernet para conectar la unidad de tierra a la estación de control.
Canal de control/telemetría independiente
Una característica importante en los casos en que no queda espacio en el UAV para instalar un módem de telemetría de comando separado. Si hay espacio, entonces se puede utilizar como respaldo un canal de control/telemetría separado del módem de banda ancha. Al elegir un módem con esta opción, preste atención al hecho de que el módem admite el protocolo deseado para la comunicación con el UAV (MAVLink o propietario) y la capacidad de multiplexar datos de telemetría/canal de control en una interfaz conveniente en la estación terrestre (GS ). Por ejemplo, la unidad de a bordo de un módem de banda ancha está conectada al piloto automático a través de una interfaz como RS232, UART o CAN, y la unidad de tierra está conectada a la computadora de control a través de una interfaz Ethernet a través de la cual es necesario intercambiar comandos. , telemetría e información de vídeo. En este caso, el módem debe poder multiplexar el flujo de comando y telemetría entre las interfaces RS232, UART o CAN de la unidad de a bordo y la interfaz Ethernet de la unidad de tierra.
Otros parámetros a los que prestar atención
Disponibilidad de modo dúplex. Los módems de banda ancha para vehículos aéreos no tripulados admiten modos de funcionamiento simplex o dúplex. En modo simplex, la transmisión de datos solo está permitida en la dirección del UAV a NS, y en modo dúplex, en ambas direcciones. Como regla general, los módems simplex tienen un códec de video incorporado y están diseñados para funcionar con cámaras de video que no tienen códec de video. Un módem simplex no es adecuado para conectarse a una cámara IP ni a ningún otro dispositivo que requiera una conexión IP. Por el contrario, un módem dúplex, por regla general, está diseñado para conectar la red IP a bordo del UAV con la red IP del NS, es decir, admite cámaras IP y otros dispositivos IP, pero es posible que no tenga un en códec de vídeo, ya que las cámaras de vídeo IP suelen tener su códec de vídeo. La compatibilidad con la interfaz Ethernet solo es posible en módems full-duplex.
Recepción de diversidad (diversidad RX). La presencia de esta capacidad es obligatoria para garantizar una comunicación continua a lo largo de toda la distancia del vuelo. Cuando se propagan sobre la superficie de la Tierra, las ondas de radio llegan al punto de recepción en dos haces: a lo largo de una trayectoria directa y con reflexión desde la superficie. Si la suma de ondas de dos haces se produce en fase, entonces el campo en el punto receptor se intensifica, y si está en antifase, se debilita. El debilitamiento puede ser bastante significativo, hasta la pérdida total de la comunicación. La presencia de dos antenas en el NS, ubicadas a diferentes alturas, ayuda a resolver este problema, porque si en la ubicación de una antena los haces se agregan en antifase, en la ubicación de la otra no. Como resultado, puede lograr una conexión estable a lo largo de toda la distancia.
Topologías de red soportadas. Es recomendable elegir un módem que brinde soporte no solo para la topología punto a punto (PTP), sino también para las topologías punto a multipunto (PMP) y de retransmisión (repetidor). El uso de retransmisión a través de un UAV adicional permite ampliar significativamente el área de cobertura del UAV principal. El soporte PMP le permitirá recibir información simultáneamente de varios UAV en un NS. Tenga en cuenta también que admitir PMP y retransmisión requerirá un aumento en el ancho de banda del módem en comparación con el caso de la comunicación con un solo UAV. Por lo tanto, para estos modos se recomienda elegir un módem que admita una banda de frecuencia amplia (al menos 15-20 MHz).
Disponibilidad de medios para aumentar la inmunidad al ruido. Una opción útil, dado el intenso entorno de interferencia en áreas donde se utilizan vehículos aéreos no tripulados. Se entiende por inmunidad al ruido la capacidad que tiene un sistema de comunicación para realizar su función en presencia de interferencias de origen artificial o natural en el canal de comunicación. Hay dos enfoques para combatir la interferencia. Enfoque 1: diseñar el receptor del módem de modo que pueda recibir información de manera confiable incluso en presencia de interferencias en la banda del canal de comunicación, a costa de cierta reducción en la velocidad de transmisión de la información. Método 2: Suprimir o atenuar la interferencia en la entrada del receptor. Ejemplos de la implementación del primer enfoque son los sistemas de espectro ensanchado, a saber: salto de frecuencia (FH), espectro ensanchado de secuencia pseudoaleatoria (DSSS) o un híbrido de ambos. La tecnología FH se ha generalizado en los canales de control de vehículos aéreos no tripulados debido a la baja tasa de transferencia de datos requerida en dicho canal de comunicación. Por ejemplo, para una velocidad de 16 kbit/s en una banda de 20 MHz, se pueden organizar alrededor de 500 posiciones de frecuencia, lo que permite una protección fiable contra interferencias de banda estrecha. El uso de FH para un canal de comunicación de banda ancha es problemático porque la banda de frecuencia resultante es demasiado grande. Por ejemplo, para obtener 500 posiciones de frecuencia cuando se trabaja con una señal con un ancho de banda de 4 MHz, ¡necesitará 2 GHz de ancho de banda libre! Demasiado para ser real. Más relevante es el uso de DSSS para un canal de comunicación de banda ancha con vehículos aéreos no tripulados. En esta tecnología, cada bit de información se duplica simultáneamente en varias (o incluso en todas) las frecuencias de la banda de la señal y, en presencia de interferencias de banda estrecha, se puede separar de partes del espectro que no se ven afectadas por la interferencia. El uso de DSSS, así como FH, implica que cuando aparezcan interferencias en el canal, será necesaria una reducción en la velocidad de transmisión de datos. Sin embargo, es obvio que es mejor recibir vídeo de un UAV en una resolución más baja que nada en absoluto. El método 2 utiliza el hecho de que las interferencias, a diferencia del ruido interno del receptor, llegan al enlace de radio desde el exterior y, si existen ciertos medios en el módem, se pueden suprimir. La supresión de la interferencia es posible si está localizada en los dominios espectral, temporal o espacial. Por ejemplo, la interferencia de banda estrecha se localiza en la región espectral y se puede "eliminar" del espectro mediante un filtro especial. De manera similar, el ruido pulsado se localiza en el dominio del tiempo; para suprimirlo, el área afectada se elimina de la señal de entrada del receptor. Si la interferencia no es de banda estrecha ni pulsada, entonces se puede utilizar un supresor espacial para suprimirla, ya que La interferencia ingresa a la antena receptora desde una fuente desde una determinada dirección. Si el cero del diagrama de radiación de la antena receptora se sitúa en la dirección de la fuente de interferencia, se suprimirán las interferencias. Estos sistemas se denominan sistemas adaptativos de formación de haces y anulación de haces.
Protocolo de radio utilizado. Los fabricantes de módems pueden utilizar un protocolo de radio estándar (WiFi, DVB-T) o propietario. Este parámetro rara vez se indica en las especificaciones. El uso de DVB-T está indicado indirectamente por las bandas de frecuencia admitidas 2/4/6/7/8, a veces 10 MHz y la mención en el texto de la especificación de la tecnología COFDM (OFDM codificado) en la que se utiliza OFDM junto con con codificación resistente al ruido. De paso, observamos que COFDM es puramente un eslogan publicitario y no tiene ninguna ventaja sobre OFDM, ya que en la práctica nunca se utiliza OFDM sin codificación resistente al ruido. Ecualice COFDM y OFDM cuando vea estas abreviaturas en las especificaciones del módem de radio.
Los módems que utilizan un protocolo estándar suelen construirse sobre la base de un chip especializado (WiFi, DVB-T) que funciona junto con un microprocesador. El uso de un chip personalizado libera al fabricante del módem de muchos de los dolores de cabeza asociados con el diseño, modelado, implementación y prueba de su propio protocolo de radio. El microprocesador se utiliza para darle al módem la funcionalidad necesaria. Estos módems tienen las siguientes ventajas.
- Precio bajo
- Buenos parámetros de peso y tamaño.
- Bajo consumo de energía.
También hay desventajas.
- Imposibilidad de cambiar las características de la interfaz de radio cambiando el firmware.
- Baja estabilidad del suministro en el largo plazo.
- Capacidades limitadas para brindar soporte técnico calificado al resolver problemas no estándar.
La baja estabilidad del suministro se debe a que los fabricantes de chips se centran principalmente en los mercados de masas (televisores, ordenadores, etc.). Los fabricantes de módems para vehículos aéreos no tripulados no son una prioridad para ellos y no pueden influir de ninguna manera en la decisión del fabricante del chip de interrumpir la producción sin un reemplazo adecuado por otro producto. Esta característica se ve reforzada por la tendencia a empaquetar interfaces de radio en microcircuitos especializados como "sistema en chip" (System on Chip - SoC) y, por lo tanto, los chips de interfaz de radio individuales están siendo eliminados gradualmente del mercado de semiconductores.
Las capacidades limitadas para brindar soporte técnico se deben al hecho de que los equipos de desarrollo de módems basados en el protocolo de radio estándar cuentan con personal especializado, principalmente en electrónica y tecnología de microondas. Es posible que allí no haya ningún especialista en comunicaciones por radio, ya que no tienen problemas que resolver. Por lo tanto, los fabricantes de vehículos aéreos no tripulados que buscan soluciones a problemas de comunicación por radio no triviales pueden verse decepcionados en términos de consultas y asistencia técnica.
Los módems que utilizan un protocolo de radio patentado se basan en chips universales de procesamiento de señales analógicas y digitales. La estabilidad del suministro de dichos chips es muy alta. Es cierto que el precio también es elevado. Estos módems tienen las siguientes ventajas.
- Amplias posibilidades de adaptación del módem a las necesidades del cliente, incluida la adaptación de la interfaz radio cambiando el firmware.
- Capacidades de interfaz de radio adicionales que son interesantes para su uso en vehículos aéreos no tripulados y que están ausentes en los módems construidos sobre la base de protocolos de radio estándar.
- Alta estabilidad de los suministros, incl. a largo plazo.
- Alto nivel de soporte técnico, incluida la resolución de problemas no estándar.
Desventajas
- Precio alto
- Los parámetros de peso y tamaño pueden ser peores que los de los módems que utilizan protocolos de radio estándar.
- Mayor consumo de energía de la unidad de procesamiento de señales digitales.
Datos técnicos de algunos módems para UAV
La Tabla muestra los parámetros técnicos de algunos módems para UAV disponibles en el mercado.
Tenga en cuenta que, aunque el módem 3D Link tiene la potencia de transmisión más baja en comparación con los módems Picoradio OEM y J11 (25 dBm frente a 27-30 dBm), el presupuesto de energía de 3D Link es mayor que el de esos módems debido a la alta sensibilidad del receptor (con el misma velocidad de transferencia de datos para los módems que se comparan). Por lo tanto, el alcance de comunicación al usar 3D Link será mayor y con un mejor sigilo de energía.
Mesa. Datos técnicos de algunos módems de banda ancha para UAV y robótica
Parámetro
(realizado en el módulo de Microhard)
(ver también )
fabricante, país
Geoescaneo, RF
Mobilicom, Israel
Innovaciones aéreas, Canadá
DTC, Reino Unido
Redess, China
Alcance de comunicación [km]
20-60
5
n / A*
n / A*
10-20
Velocidad [Mbps]
0.023-64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Retraso en la transferencia de datos [ms]
1-20
25
n / A*
15-100
15-30
Dimensiones de la unidad de a bordo LxWxH [mm]
77h45h25
74h54h26
40x40x10 (sin carcasa)
67h68h22
76h48h20
Peso unitario a bordo [gramo]
89
105
17.6 (sin vivienda)
135
88
Interfaces de información
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (opcional)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Fuente de alimentación de la unidad de a bordo [Voltios/Vatios]
7-30/6.7
7-26/n/d*
5-58/4.8
5.9-17.8/4.5-7
7-18/8
Potencia de la unidad de tierra [voltios/vatios]
18-75 o PoE/7
7-26/n/d*
5-58/4.8
6-16/8
7-18/5
Potencia del transmisor [dBm]
25
n / A*
27-30
20
30
Sensibilidad del receptor [dBm] (para velocidad [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101(n/d*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(n/a*) −104(n/a*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Presupuesto de energía del módem [dB] (para velocidad [Mbit/seg])
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)
Bandas de frecuencia admitidas [MHz]
4-20
4.5; 8.5
2, 4, 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2, 4, 8
Simplex/dúplex
Duplex
Duplex
Duplex
simplex
Duplex
Apoyo a la diversidad
sí
sí
sí
sí
sí
Canal separado para control/telemetría
sí
sí
sí
no
sí
Protocolos de control de UAV admitidos en el canal de control/telemetría
MAVLink, propietario
MAVLink, propietario
no
no
MAVLink
Soporte de multiplexación en canal de control/telemetría
sí
sí
no
no
n / A*
Topologias de red
PTP, PMP, relé
PTP, PMP, relé
PTP, PMP, relé
PTP
PTP, PMP, relé
Medios para aumentar la inmunidad al ruido.
DSSS, banda estrecha y supresores de pulso
n / A*
n / A*
n / A*
n / A*
protocolo de radio
propiedad
n / A*
n / A*
DVB-T
n / A*
* n/a - sin datos.
Acerca del Autor
Alejandro Smorodinov [[email protected]] es un especialista líder de Geoscan LLC en el campo de las comunicaciones inalámbricas. Desde 2011 hasta la actualidad, ha estado desarrollando protocolos de radio y algoritmos de procesamiento de señales para módems de radio de banda ancha para diversos fines, además de implementar los algoritmos desarrollados basados en chips lógicos programables. Las áreas de interés del autor incluyen el desarrollo de algoritmos de sincronización, estimación de propiedades de canal, modulación/demodulación, codificación resistente al ruido, así como algunos algoritmos de capa de acceso a medios (MAC). Antes de unirse a Geoscan, el autor trabajó en varias organizaciones, desarrollando dispositivos de comunicación inalámbricos personalizados. De 2002 a 2007 trabajó en Proteus LLC como especialista líder en el desarrollo de sistemas de comunicación basados en el estándar IEEE802.16 (WiMAX). De 1999 a 2002, el autor participó en el desarrollo de algoritmos de codificación resistentes al ruido y el modelado de rutas de enlaces de radio en el Instituto Central de Investigación de la Empresa Unitaria del Estado Federal "Granit". El autor obtuvo el título de Candidato en Ciencias Técnicas de la Universidad de Instrumentación Aeroespacial de San Petersburgo en 1998 y el título de Ingeniero de Radio de la misma universidad en 1995. Alexander es miembro actual de IEEE y de IEEE Communications Society.
Fuente: habr.com