Mehitamata õhusõidukist (UAV) või maapealsest robootikast suurte andmemahtude edastamise väljakutse pole tänapäevastes rakendustes haruldane. Selles artiklis käsitletakse lairiba modemite valikukriteeriume ja nendega seotud probleeme. Artikkel on kirjutatud mehitamata õhusõidukite ja robootika arendajatele.
Valikukriteeriumid
UAV-de või robootika jaoks lairiba modemi valimise peamised kriteeriumid on järgmised:
- Suhtlusulatus.
- Maksimaalne andmeedastuskiirus.
- Andmeedastuse viivitus.
- Kaalu ja mõõtmete parameetrid.
- Toetatud teabeliidesed.
- Toitumisnõuded.
- Eraldi juhtimis-/telemeetriakanal.
Suhtlusulatus
Sideulatus ei sõltu ainult modemist, vaid ka antennidest, antennikaablitest, raadiolainete levimistingimustest, välistest häiretest ja muudest põhjustest. Modemi enda parameetrite eraldamiseks muudest sidevahemikku mõjutavatest parameetritest kaaluge vahemiku võrrandit [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Raadiolainete levik ja raadiolinkide toimimine. Ühendus. Moskva. 1971]
$$kuva$$ 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}},$$kuva$$
kus
$inline$R$inline$ — nõutav sidevahemik meetrites;
$inline$F$inline$ — sagedus hertsides;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modemi saatja võimsus dBm-des;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — saatja antenni võimendus dB-des;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — modemi ja saatja antenni vahelise kaabli kaod dB-des;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — vastuvõtja antenni võimendus dB-des;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — modemi ja vastuvõtja antenni vahelise kaabli kaod dB-des;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — modemi vastuvõtja tundlikkus dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ on sumbumistegur, mis võtab arvesse maapinna, taimestiku, atmosfääri ja muude tegurite mõjust tulenevaid lisakadusid dB-des.
Vahemiku võrrandist on selge, et ulatus sõltub ainult kahest modemi parameetrist: saatja võimsusest $inline$P_{TXdBm}$inline$ ja vastuvõtja tundlikkusest $inline$P_{RXdBm}$inline$ või pigem nende erinevusest - modemi energiaeelarve
$$kuva$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$kuva$$
Ülejäänud parameetrid vahemiku võrrandis kirjeldavad signaali levimise tingimusi ja antenni toiteseadmete parameetreid, st. pole modemiga midagi pistmist.
Seega tuleb sideulatuse suurendamiseks valida suure $inline$B_m$inline$ väärtusega modem. Omakorda saab $inline$B_m$inline$ suurendada, suurendades $inline$P_{TXdBm}$inline$ või vähendades $inline$P_{RXdBm}$inline$. Enamasti otsivad UAV arendajad suure saatja võimsusega modemit ja pööravad vähe tähelepanu vastuvõtja tundlikkusele, kuigi nad peavad tegema täpselt vastupidist. Lairiba modemi võimas pardasaatja põhjustab järgmisi probleeme:
- suur energiatarve;
- jahutuse vajadus;
- elektromagnetilise ühilduvuse (EMC) halvenemine mehitamata õhusõiduki muude pardaseadmetega;
- madal energiasaladus.
Esimesed kaks probleemi on seotud asjaoluga, et tänapäevased meetodid suure hulga teabe edastamiseks raadiokanali kaudu, näiteks OFDM, nõuavad lineaarne saatja. Kaasaegsete lineaarraadiosaatjate kasutegur on madal: 10–30%. Nii muundub 70-90% UAV toiteallika hinnalisest energiast soojuseks, mis tuleb modemist tõhusalt eemaldada, vastasel juhul läheb see rikki või langeb selle väljundvõimsus ülekuumenemise tõttu kõige ebasobivamal hetkel. Näiteks 2 W saatja võtab toiteallikast 6–20 W, millest 4–18 W muundatakse soojuseks.
Raadiolingi energiavargus on oluline eri- ja sõjaliste rakenduste jaoks. Madal stealth tähendab, et modemi signaali tuvastab suhteliselt suure tõenäosusega segamisjaama luurevastuvõtja. Sellest lähtuvalt on ka madala energiavaruga raadioühenduse summutamise tõenäosus suur.
Modemi vastuvõtja tundlikkus iseloomustab selle võimet saada vastuvõetud signaalidest teatud kvaliteeditasemega teavet. Kvaliteedikriteeriumid võivad erineda. Digitaalsete sidesüsteemide puhul kasutatakse kõige sagedamini bitivea tõenäosust (biti veamäär - BER) või vea tõenäosust teabepaketis (kaadri veamäär - FER). Tegelikult on tundlikkus selle signaali tase, millest tuleb teavet eraldada. Näiteks tundlikkus –98 dBm, kui BER = 10–6, näitab, et sellise BER-ga teavet saab eraldada signaalist, mille tase on –98 dBm või kõrgem, kuid näiteks –99 dBm tasemega teavet saab. ei saa enam eraldada signaalist, mille tase on näiteks –1 dBm. Kvaliteedi langus signaali taseme langedes toimub loomulikult järk-järgult, kuid tasub silmas pidada, et enamikul kaasaegsetest modemitest on nn. läviefekt, mille puhul kvaliteedi langus signaali taseme langemisel alla tundlikkuse toimub väga kiiresti. Piisab signaali vähendamisest 2-10 dB võrra allapoole tundlikkust, et BER tõuseks 1-XNUMX-ni, mis tähendab, et te ei näe enam UAV-st videot. Läviefekt on Shannoni teoreemi otsene tagajärg mürarikka kanali kohta; seda ei saa kõrvaldada. Teabe hävimine, kui signaali tase langeb alla tundlikkuse, toimub vastuvõtja enda sees tekkiva müra mõjul. Vastuvõtja sisemist müra ei saa täielikult kõrvaldada, kuid selle taset on võimalik vähendada või õppida mürarikkast signaalist tõhusalt teavet eraldama. Modemitootjad kasutavad mõlemat lähenemisviisi, täiustades vastuvõtja RF-plokke ja täiustades digitaalseid signaalitöötlusalgoritme. Modemi vastuvõtja tundlikkuse parandamine ei too kaasa nii dramaatilist energiatarbimise ja soojuse hajumise suurenemist kui saatja võimsuse suurendamine. Energiakulu ja soojatootmise kasv on muidugi näha, kuid see on üsna tagasihoidlik.
Nõutava sidevahemiku saavutamiseks on soovitatav kasutada järgmist modemi valimise algoritmi.
- Otsustage andmeedastuskiiruse üle.
- Valige vajaliku kiiruse jaoks parima tundlikkusega modem.
- Määrake sidevahemik arvutuse või katse abil.
- Kui sideulatus osutub vajalikust väiksemaks, proovige kasutada järgmisi meetmeid (järjestatud prioriteedi vähenemise järjekorras):
- vähendada kadusid antennikaablites $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$, kasutades töösagedusel madalama lineaarse sumbumisega kaablit ja/või vähendades kaablite pikkust;
- suurendada antenni võimendust $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- suurendada modemi saatja võimsust.
Tundlikkuse väärtused sõltuvad andmeedastuskiirusest vastavalt reeglile: suurem kiirus - halvem tundlikkus. Näiteks –98 dBm tundlikkus 8 Mbps puhul on parem kui –95 dBm tundlikkus 12 Mbps puhul. Modemeid saate tundlikkuse osas võrrelda ainult sama andmeedastuskiiruse korral.
Andmed saatja võimsuse kohta on peaaegu alati saadaval modemi spetsifikatsioonides, kuid andmed vastuvõtja tundlikkuse kohta pole alati saadaval või on ebapiisavad. Vähemalt on see põhjus ettevaatlikuks, sest ilusaid numbreid pole peaaegu mõtet varjata. Lisaks jätab tootja tundlikkuse andmete avaldamata jätmisega tarbijalt võimaluse sideulatust arvutuslikult hinnata. kuni modemi ostmine.
Maksimaalne andmeedastuskiirus
Modemi valimine selle parameetri alusel on suhteliselt lihtne, kui kiirusnõuded on selgelt määratletud. Kuid on mõned nüansid.
Kui lahendatav probleem eeldab maksimaalse võimaliku sideulatuse tagamist ja samas on võimalik eraldada raadiolingile piisavalt lai sagedusala, siis on parem valida laia sagedusriba (ribalaiust) toetav modem. Fakt on see, et vajaliku infokiiruse saab saavutada suhteliselt kitsas sagedusalas kasutades tihedaid modulatsioonitüüpe (16QAM, 64QAM, 256QAM jne) või laias sagedusalas kasutades madala tihedusega modulatsiooni (BPSK, QPSK). ). Madala tihedusega modulatsiooni kasutamine selliste ülesannete jaoks on selle kõrgema mürakindluse tõttu eelistatav. Seetõttu on vastuvõtja tundlikkus parem, vastavalt suureneb modemi energiaeelarve ja selle tulemusena ka sideulatus.
Mõnikord määravad UAV-i tootjad raadiolingi teabekiiruse palju suuremaks kui allika kiirus, sõna otseses mõttes 2 või enam korda, väites, et sellistel allikatel nagu videokoodekid on muutuva bitikiirusega ja modemi kiirus tuleks valida, võttes arvesse maksimaalset väärtust. bitikiiruse emissioonidest. Sel juhul suhtlusulatus loomulikult väheneb. Te ei tohiks seda meetodit kasutada, välja arvatud juhul, kui see on hädavajalik. Enamikul kaasaegsetest modemitest on saatjas suur puhver, mis suudab bitikiiruse hüppeid tasandada ilma pakettide kadumiseta. Seetõttu pole kiirusreservi üle 25% vaja. Kui on põhjust arvata, et ostetava modemi puhvermaht on ebapiisav ja vaja on oluliselt suuremat kiiruse kasvu, siis on parem sellise modemi ostmisest keelduda.
Andmeedastuse viivitus
Selle parameetri hindamisel on oluline eraldada raadiolingi kaudu andmete edastamisega seotud viivitus teabeallika kodeerimis-/dekodeerimisseadme, näiteks videokodeki, tekitatud viivitusest. Raadiolingi viivitus koosneb 3 väärtusest.
- Viivitus signaali töötlemisest saatjas ja vastuvõtjas.
- Viivitus signaali levimise tõttu saatjast vastuvõtjasse.
- Viivitus andmepuhverdamise tõttu saatjas ajajaotusega dupleksmodemites (TDD).
1. tüüpi latentsusaeg ulatub autori kogemuste kohaselt kümnetest mikrosekunditest ühe millisekundini. 2. tüüpi viivitus sõltub sideulatusest, näiteks 100 km pikkusel lingil on see 333 μs. Tüüp 3 viivitus sõltub TDD kaadri pikkusest ja edastustsükli kestuse ja kaadri kogukestuse suhtest ning võib varieeruda 0-st kaadri kestuseni, st see on juhuslik muutuja. Kui edastatud infopakett on saatja sisendis ajal, mil modem on edastustsüklis, siis edastatakse pakett eetris nullviivitusega tüüp 3. Kui pakett hilineb veidi ja vastuvõtutsükkel on juba alanud, siis see viibib saatja puhvris vastuvõtutsükli kestel. Tavalised TDD kaadri pikkused jäävad vahemikku 2–20 ms, seega ei ületa halvimal juhul 3. tüüpi viivitus 20 ms. Seega jääb raadiolingi koguviivitus vahemikku 3–21 ms.
Parim viis raadiolingi viivituse väljaselgitamiseks on täismahus katse, milles kasutatakse võrguomaduste hindamiseks utiliite. Viivituse mõõtmine päring-vastuse meetodil ei ole soovitatav, kuna edasi- ja tagasisuuna viivitus ei pruugi TDD-modemite puhul olla sama.
Kaalu ja mõõtmete parameetrid
Sisseehitatud modemiüksuse valimine selle kriteeriumi järgi ei nõua erilisi kommentaare: mida väiksem ja kergem, seda parem. Ärge unustage ka pardaseadme jahutamise vajadust; võib vaja minna täiendavaid radiaatoreid ning vastavalt võib suureneda ka kaal ja mõõtmed. Siin tuleks eelistada kergeid väikesemahulisi ja väikese energiatarbimisega seadmeid.
Maapealse seadme puhul ei ole massimõõtme parameetrid nii kriitilised. Kasutus- ja paigalduslihtsus tuleb esile. Maapealne seade peaks olema välismõjude eest usaldusväärselt kaitstud seade, millel on mugav kinnitussüsteem masti või statiivi külge. Hea võimalus on see, kui maandusseade on integreeritud antenniga samasse korpusesse. Ideaalis peaks maandusseade olema ühendatud juhtimissüsteemiga ühe mugava pistiku kaudu. See säästab teid tugevate sõnade eest, kui peate teostama paigaldustöid temperatuuril –20 kraadi.
Toitumisnõuded
Pardaseadmeid toodetakse reeglina laia toitepinge toega, näiteks 7-30 V, mis katab enamiku UAV toitevõrgu pingevalikutest. Kui teil on võimalus valida mitme toitepinge vahel, siis eelista madalaimat toitepinge väärtust. Reeglina saavad modemid sisemise toite 3.3 ja 5.0 V pingest sekundaarsete toiteallikate kaudu. Nende sekundaarsete toiteallikate kasutegur on seda suurem, mida väiksem on erinevus modemi sisend- ja sisepinge vahel. Suurenenud efektiivsus tähendab väiksemat energiatarbimist ja soojuse tootmist.
Maapealsed seadmed peavad seevastu toetama suhteliselt kõrge pingeallika toidet. See võimaldab kasutada väikese ristlõikega toitekaablit, mis vähendab kaalu ja lihtsustab paigaldamist. Kui kõik muud tingimused on võrdsed, eelistage PoE (Power over Ethernet) toega maapealseid seadmeid. Sel juhul on maandusseadme juhtjaamaga ühendamiseks vaja ainult ühte Etherneti kaablit.
Eraldi juhtimis-/telemeetriakanal
Oluline funktsioon juhtudel, kui UAV-l ei jää ruumi eraldi käsu-telemeetria modemi paigaldamiseks. Kui ruumi on, siis varukoopiana saab kasutada lairiba modemi eraldi juhtimis/telemeetria kanalit. Selle valikuga modemi valimisel pöörake tähelepanu asjaolule, et modem toetab soovitud UAV-ga suhtlemise protokolli (MAVLink või patenteeritud) ja võimalust multipleksida juhtimiskanaleid/telemeetriaandmeid mugavasse liidesesse maajaamas (GS). ). Näiteks on lairiba modemi pardaseade ühendatud autopiloodiga liidese nagu RS232, UART või CAN kaudu ning maapealne seade on ühendatud juhtarvutiga Etherneti liidese kaudu, mille kaudu on vaja käsklusi vahetada. , telemeetria- ja videoteave. Sel juhul peab modem suutma multipleksida käsu- ja telemeetriavoogu pardaseadme RS232, UART või CAN liideste ja maapealse seadme Etherneti liidese vahel.
Muud parameetrid, millele tähelepanu pöörata
Dupleksrežiimi saadavus. UAV-de lairiba modemid toetavad kas simpleks- või dupleksrežiimi. Simpleksrežiimis on andmeedastus lubatud ainult suunas UAV-st NS-i ja dupleksrežiimis - mõlemas suunas. Reeglina on simpleksmodemidel sisseehitatud videokodek ja need on loodud töötama videokaameratega, millel pole videokodekit. Simpleksmodem ei sobi ühendamiseks IP-kaamera või muude IP-ühendust vajavate seadmetega. Vastupidi, dupleksmodem on reeglina mõeldud UAV-i pardal oleva IP-võrgu ühendamiseks NS-i IP-võrguga, st see toetab IP-kaameraid ja muid IP-seadmeid, kuid sellel ei pruugi olla sisseehitatud. videokoodekis, kuna IP-videokaameratel on tavaliselt teie videokodek. Etherneti liidese tugi on võimalik ainult täisdupleksmodemites.
Mitmekesine vastuvõtt (RX mitmekesisus). Selle võimaluse olemasolu on kohustuslik pideva side tagamiseks kogu lennukauguse jooksul. Üle Maa pinna levides jõuavad raadiolained vastuvõtupunkti kahe kiirena: mööda otseteed ja peegeldudes pinnalt. Kui kahe kiire lainete liitmine toimub faasis, siis vastuvõtupunkti väli tugevneb ja kui antifaasis, siis see nõrgeneb. Nõrgenemine võib olla üsna märkimisväärne - kuni side täieliku katkemiseni. Seda probleemi aitab lahendada kahe erineva kõrgusega antenni olemasolu NS-il, sest kui ühe antenni asukohas liidetakse kiired antifaasis, siis teise asukohas mitte. Selle tulemusel saate saavutada stabiilse ühenduse kogu distantsi jooksul.
Toetatud võrgu topoloogiad. Soovitatav on valida modem, mis pakub tuge mitte ainult punkt-punkti (PTP) topoloogiale, vaid ka punkt-multipunkti (PMP) ja relee (repeater) topoloogiatele. Relee kasutamine täiendava UAV kaudu võimaldab teil märkimisväärselt laiendada peamise UAV leviala. PMP tugi võimaldab teil saada teavet üheaegselt mitmelt UAV-lt ühel NS-il. Pange tähele, et PMP ja relee toetamine nõuab modemi ribalaiuse suurendamist võrreldes ühe UAV-ga suhtlemise korral. Seetõttu on nende režiimide jaoks soovitatav valida laia sagedusriba (vähemalt 15-20 MHz) toetav modem.
Mürakindluse suurendamise vahendite olemasolu. Kasulik valik, arvestades intensiivset häirekeskkonda piirkondades, kus UAV-sid kasutatakse. Mürakindluse all mõistetakse sidesüsteemi võimet täita oma funktsiooni tehisliku või loodusliku päritoluga häirete olemasolul sidekanalis. Häirete vastu võitlemiseks on kaks lähenemisviisi. 1. lähenemisviis: kujundage modemi vastuvõtja nii, et see saaks usaldusväärselt teavet vastu võtta isegi sidekanali sagedusalas esinevate häirete korral teabeedastuskiiruse mõningase vähenemise hinnaga. 2. lähenemine: summutage või summutage häireid vastuvõtja sisendis. Esimese lähenemisviisi rakendamise näideteks on spektri hajutamise süsteemid, nimelt: sagedushüplemine (FH), pseudojuhusliku järjestuse hajuspekter (DSSS) või mõlema hübriid. FH-tehnoloogia on UAV juhtimiskanalites laialt levinud tänu madalale nõutavale andmeedastuskiirusele sellises sidekanalis. Näiteks kiiruse 16 kbit/s jaoks 20 MHz sagedusalas saab organiseerida umbes 500 sageduspositsiooni, mis võimaldab usaldusväärset kaitset kitsaribaliste häirete eest. FH kasutamine lairiba sidekanali jaoks on problemaatiline, kuna sellest tulenev sagedusriba on liiga suur. Näiteks 500 MHz ribalaiusega signaaliga töötamisel 4 sageduspositsiooni saamiseks vajate 2 GHz vaba ribalaiust! Liiga palju, et olla tõsi. DSSS-i kasutamine lairiba sidekanaliks UAV-dega on asjakohasem. Selles tehnoloogias dubleeritakse iga teabebitti samaaegselt mitmel (või isegi kõigil) signaaliriba sagedustel ja kitsaribaliste häirete korral saab selle eraldada spektri osadest, mida häired ei mõjuta. DSSS-i ja ka FH kasutamine tähendab, et kui kanalis ilmnevad häired, on vaja andmeedastuskiirust vähendada. Sellegipoolest on ilmne, et parem on UAV-lt videot vastu võtta madalama eraldusvõimega kui mitte midagi. 2. lähenemisviis kasutab seda, et erinevalt vastuvõtja sisemisest mürast sisenevad häired raadiolinki väljastpoolt ja kui modemis on teatud vahendid olemas, saab neid summutada. Häirete summutamine on võimalik, kui see on lokaliseeritud spektri-, aja- või ruumipiirkonnas. Näiteks kitsasriba häired lokaliseeritakse spektripiirkonnas ja neid saab spetsiaalse filtri abil spektrist välja lõigata. Samamoodi lokaliseeritakse impulssmüra ajapiirkonnas, selle summutamiseks eemaldatakse mõjutatud piirkond vastuvõtja sisendsignaalist. Kui häire ei ole kitsariba ega impulss, saab selle summutamiseks kasutada ruumilist summutit, kuna häired sisenevad vastuvõtuantenni allikast teatud suunast. Kui vastuvõtuantenni kiirgusmustri null asetseb häireallika suunas, siis häired summutatakse. Selliseid süsteeme nimetatakse adaptiivseteks beamforming & beam nulling süsteemideks.
Kasutatud raadioprotokolli. Modemitootjad saavad kasutada standardset (WiFi, DVB-T) või patenteeritud raadioprotokolli. See parameeter on spetsifikatsioonides harva näidatud. DVB-T kasutamisele viitavad kaudselt toetatud sagedusalad 2/4/6/7/8, mõnikord 10 MHz, ja tekstis mainitud COFDM (kodeeritud OFDM) tehnoloogia spetsifikatsiooni, milles OFDM-i kasutatakse koos mürakindla kodeeringuga. Möödaminnes märgime, et COFDM on puhtalt reklaamlause ja sellel ei ole OFDM-i ees mingeid eeliseid, kuna ilma mürakindla kodeeringuta OFDM-i praktikas ei kasutata kunagi. Võrdlustage COFDM ja OFDM, kui näete neid lühendeid raadiomodemi spetsifikatsioonides.
Standardprotokolli kasutavad modemid on tavaliselt ehitatud spetsiaalse kiibi (WiFi, DVB-T) baasil, mis töötab koos mikroprotsessoriga. Kohandatud kiibi kasutamine vabastab modemitootja paljudest peavaludest, mis on seotud nende enda raadioprotokolli kavandamise, modelleerimise, juurutamise ja testimisega. Mikroprotsessorit kasutatakse modemile vajaliku funktsionaalsuse andmiseks. Sellistel modemitel on järgmised eelised.
- Madal hind.
- Head kaalu ja suuruse parameetrid.
- Madal energiatarve.
On ka puudusi.
- Suutmatus muuta raadioliidese omadusi püsivara muutmisega.
- Tarnete madal stabiilsus pikas perspektiivis.
- Piiratud võimalused mittestandardsete probleemide lahendamisel kvalifitseeritud tehnilise toe pakkumisel.
Tarnete madal stabiilsus on tingitud sellest, et kiibitootjad keskenduvad eelkõige massturgudele (telerid, arvutid jne). Mehitamata õhusõidukite modemitootjad ei ole nende jaoks prioriteetsed ning nad ei saa kuidagi mõjutada kiibitootja otsust lõpetada tootmine ilma adekvaatselt mõne teise tootega asendamata. Seda funktsiooni tugevdab suundumus pakkida raadioliideseid spetsiaalsetesse mikroskeemidesse, nagu "kiibil olev süsteem" (System on Chip - SoC), ja seetõttu pestakse üksikud raadioliidese kiibid pooljuhtide turult järk-järgult välja.
Piiratud võimalused tehnilise toe pakkumisel on tingitud sellest, et standardse raadioprotokollil põhinevate modemite arendusmeeskonnad on hästi komplekteeritud eelkõige elektroonika ja mikrolainetehnoloogia spetsialistidega. Raadiosidespetsialiste ei pruugi seal üldse olla, kuna neil pole probleeme lahendada. Seetõttu võivad UAV-tootjad, kes otsivad lahendusi mittetriviaalsetele raadiosideprobleemidele, olla pettunud konsultatsiooni ja tehnilise abi osas.
Patenditud raadioprotokolli kasutavad modemid on ehitatud universaalsete analoog- ja digitaalsete signaalitöötluskiipide baasil. Selliste kiipide tarnestabiilsus on väga kõrge. Tõsi, ka hind on kõrge. Sellistel modemitel on järgmised eelised.
- Laialdased võimalused modemi kohandamiseks vastavalt kliendi vajadustele, sealhulgas raadioliidese kohandamiseks püsivara muutmisega.
- Täiendavad raadioliidese võimalused, mis pakuvad huvi UAV-des kasutamiseks ja mis puuduvad standardsete raadioprotokollide alusel ehitatud modemites.
- Tarnete kõrge stabiilsus, sh. pikas perspektiivis.
- Kõrgetasemeline tehniline tugi, sealhulgas mittestandardsete probleemide lahendamine.
Puudused.
- Kõrge hind
- Kaalu ja suuruse parameetrid võivad olla halvemad kui standardseid raadioprotokolle kasutavatel modemitel.
- Digitaalse signaalitöötlusseadme suurenenud energiatarve.
Mõne UAV-i modemi tehnilised andmed
Tabel näitab mõnede turul saadaolevate mehitamata õhusõidukite modemite tehnilisi parameetreid.
Pange tähele, et kuigi 3D Link modemil on Picoradio OEM ja J11 modemitega võrreldes madalaim edastusvõimsus (25 dBm vs. 27–30 dBm), on 3D Linki võimsuseelarve nendel modemitel kõrgem vastuvõtja kõrge tundlikkuse tõttu (koos sama andmeedastuskiirus võrreldavate modemite jaoks). Seega on sideulatus 3D Linki kasutamisel suurem ja energiavarjamine parem.
Tabel. Mõnede UAV-de ja robootika lairiba modemi tehnilised andmed
Parameeter
(teostatakse moodulil Microhardilt)
(Vaata ka )
Tootja, riik
Geoscan, RF
Mobilicom, Iisrael
Airborne Innovations, Kanada
DTC, Ühendkuningriik
Redess, Hiina
Sideulatus [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Kiirus [Mbit/s] 0.023–64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Andmeedastuse viivitus [ms] 1–20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Pardaseadme mõõtmed PxLxK [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (ilma korpuseta)
67h68h22
76h48h20
Pardaüksuse kaal [grammi] 89
105
17.6 (ilma korpuseta)
135
88
Infoliidesed
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (valikuline)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Pardaseadme toiteallikas [Volt/Watt] 7−30/6.7
7–26/n/a*
5-58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7-18/8
Maandusseadme toiteallikas [Volt/Watt] 18–75 või PoE/7
7–26/n/a*
5-58/4.8
6-16/8
7-18/5
Saatja võimsus [dBm] 25
n/a*
27 − 30
20
30
Vastuvõtja tundlikkus [dBm] (kiiruse jaoks [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101 (ei kasutata*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95 (n/a*) −104 (n/a*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Modemi energiaeelarve [dB] (kiiruse jaoks [Mbit/s])
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)
Toetatud sagedusribad [MHz] 4–20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simpleks/dupleks
Dupleks
Dupleks
Dupleks
Lihtne
Dupleks
Mitmekesisuse toetus
jah
jah
jah
jah
jah
Eraldi kanal juhtimiseks/telemeetriaks
jah
jah
jah
ei
jah
Toetatud UAV-juhtimisprotokollid juhtimis-/telemeetriakanalis
MAVLink, patenteeritud
MAVLink, patenteeritud
ei
ei
MAV link
Multipleksimise tugi juhtimis-/telemeetriakanalis
jah
jah
ei
ei
n/a*
Võrgu topoloogiad
PTP, PMP, relee
PTP, PMP, relee
PTP, PMP, relee
PTP
PTP, PMP, relee
Vahendid mürakindluse suurendamiseks
DSSS, kitsasriba ja impulsssummutid
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Raadioprotokoll
varaline
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a – andmed puuduvad.
Teave Autor
Aleksander Smorodinov [[meiliga kaitstud]] on Geoscan LLC juhtiv spetsialist traadita side valdkonnas. Alates 2011. aastast kuni tänapäevani on ta töötanud välja raadioprotokolle ja signaalitöötlusalgoritme erinevatel eesmärkidel lairiba raadiomodemidele, samuti juurutanud väljatöötatud programmeeritavatel loogikakiipidel põhinevaid algoritme. Autori huvialade hulka kuuluvad sünkroniseerimisalgoritmide väljatöötamine, kanali omaduste hindamine, modulatsioon/demodulatsioon, mürakindel kodeerimine, aga ka mõned meedia juurdepääsukihi (MAC) algoritmid. Enne Geoscaniga liitumist töötas autor erinevates organisatsioonides, arendades kohandatud traadita side seadmeid. Aastatel 2002–2007 töötas ta ettevõttes Proteus LLC juhtiva spetsialistina IEEE802.16 (WiMAX) standardil põhinevate sidesüsteemide arendamisel. Aastatel 1999–2002 tegeles autor mürakindlate kodeerimisalgoritmide väljatöötamisega ja raadiolinkide marsruutide modelleerimisega Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit" juures. Autor sai 1998. aastal Peterburi lennundusinstrumentide ülikoolist tehnikateaduste kandidaadi kraadi ja 1995. aastal samas ülikoolis raadioinseneri kraadi. Alexander on praegu IEEE ja IEEE Communications Society liige.
Allikas: www.habr.com