Tripulatutako aireko ibilgailu batetik (UAV) edo lurreko robotikatik datu kopuru handiak transmititzeko erronka ez da ohikoa aplikazio modernoetan. Artikulu honek banda zabaleko modemak aukeratzeko irizpideak eta erlazionatutako arazoak aztertzen ditu. Artikulua UAV eta robotika garatzaileentzat idatzi zen.
Hautapen irizpideak
UAV edo robotikako banda zabaleko modem bat aukeratzeko irizpide nagusiak hauek dira:
- Komunikazio eremua.
- Datuen transferentzia-tasa maximoa.
- Datuen transmisioan atzerapena.
- Pisu eta dimentsio parametroak.
- Onartutako informazio-interfazeak.
- Nutrizio-beharrak.
- Kontrol/telemetria kanal bereizia.
Komunikazio eremua
Komunikazio-eremua modemaren araberakoa ez ezik, antenen, antenen kableen, irrati-uhinen hedapen-baldintzen, kanpoko interferentziaren eta beste arrazoi batzuen araberakoa da. Modemaren beraren parametroak komunikazio-eremuan eragina duten beste parametroetatik bereizteko, kontuan hartu barrutiaren ekuazioa [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Irrati-uhinen hedapena eta irrati-loturen funtzionamendua. Konexioa. Mosku. 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}},$$pantaila$$
non
$inline$R$inline$ — beharrezko komunikazio-tartea metrotan;
$inline$F$inline$ — maiztasuna Hz-tan;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modem-igorlearen potentzia dBm-tan;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — igorle-antenen irabazia dB-tan;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — modemetik transmisorearen antenarako kablearen galerak dB-tan;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — hargailuaren antena irabazia dB-tan;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — modemetik hartzailearen antenarako kablearen galerak dB-tan;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — modem-hargailuaren sentsibilitatea dBm-tan;
$inline$|V|_{dB}$inline$ Lurraren gainazalaren, landarediaren, atmosferaren eta dB-ko beste faktore batzuen eraginaren ondoriozko galera gehigarriak kontuan hartzen dituen atenuazio-faktore bat da.
Barrutiaren ekuaziotik argi dago barrutia modemaren bi parametroren araberakoa dela soilik: igorlearen potentzia $inline$P_{TXdBm}$inline$ eta hartzailearen sentsibilitatea $inline$P_{RXdBm}$inline$, edo hobeto esanda, haien diferentziaren arabera. - modemaren energia aurrekontua
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Sormen-ekuazioaren gainerako parametroek seinalearen hedapen-baldintzak eta antena-elikadura-gailuen parametroak deskribatzen dituzte, hau da. ez dauka zerikusirik modemarekin.
Beraz, komunikazio-eremua handitzeko, $inline$B_m$inline$ balio handia duen modem bat aukeratu behar duzu. Era berean, $inline$B_m$inline$ handitu daiteke $inline$P_{TXdBm}$inline$ handituz edo $inline$P_{RXdBm}$inline$ murriztuz. Gehienetan, UAV garatzaileek igorle-potentzia handiko modem baten bila dabiltza eta hargailuaren sentikortasunari arreta gutxi jartzen diote, nahiz eta guztiz kontrakoa egin behar duten. Banda zabaleko modem baten barneko transmisore indartsu batek arazo hauek dakartza:
- energia-kontsumo handia;
- hozteko beharra;
- bateragarritasun elektromagnetikoa (EMC) hondatzea UAV-ko beste ekipo batzuekin;
- sekretu energetiko baxua.
Lehenengo bi arazoak irrati-kanal baten bidez informazio kantitate handiak transmititzeko metodo modernoek, adibidez OFDM, eskatzen dutenarekin lotuta daude. lineala igorlea. Irrati-igorle lineal modernoen eraginkortasuna baxua da: % 10-30. Horrela, UAV elikadura-horniduraren energia preziatuaren % 70-90 bero bihurtzen da, eta modu eraginkorrean kendu behar da modemetik, bestela huts egingo du edo irteerako potentzia jaitsi egingo da unerik desegokienean gehiegi berotzearen ondorioz. Adibidez, 2 W-ko transmisore batek 6-20 W aterako ditu elikadura-iturritik, eta horietatik 4-18 W bero bihurtuko dira.
Irrati-esteka baten energia ezkutua garrantzitsua da aplikazio berezi eta militarretarako. Stealth baxuak esan nahi du modemaren seinalea probabilitate handiarekin detektatzen duela jamming-estazioko errekonozimendu-hargailuak. Horren arabera, energia baxuko stealth duen irrati-lotura ezabatzeko probabilitatea ere handia da.
Modem-hartzaile baten sentikortasunak kalitate-maila jakin batekin jasotako seinaleetatik informazioa ateratzeko duen gaitasuna ezaugarritzen du. Kalitate-irizpideak alda daitezke. Komunikazio-sistem digitaletarako, bit-errorearen probabilitatea (bit errore-tasa - BER) edo informazio-pakete batean errore bat izateko probabilitatea (frame error rate - FER) erabiltzen da gehien. Izan ere, sentikortasuna informazioa atera behar den seinalearen maila da. Esate baterako, −98 dBm-ko sentikortasunak BER = 10-6-rekin adierazten du BER hori duen informazioa −98 dBm-ko edo handiagoa duen seinale batetik atera daitekeela, baina, demagun, −99 dBm-ko maila duen informazioa. jada ez da aterako, esate baterako, -1 dBm-ko maila duen seinale batetik. Jakina, seinale-maila jaisten den heinean kalitatearen murrizketa pixkanaka gertatzen da, baina kontuan izan behar da modem moderno gehienek deiturikoak dituztela. atalase-efektua zeinetan kalitatearen murrizketa seinalearen maila sentikortasunetik behera jaisten denean oso azkar gertatzen den. Nahikoa da seinalea sentsibilitatearen azpitik 2-10 dB murriztea BER 1-XNUMXera igotzeko, hau da, ez duzu UAV-ko bideorik ikusiko. Atalase-efektua Shannon-en teoremaren ondorio zuzena da kanal zaratatsu baterako; ezin da ezabatu. Seinalearen maila sentsibilitatearen azpitik jaisten denean informazioaren suntsipena hargailuaren beraren barnean sortzen den zarataren eraginez gertatzen da. Hargailu baten barneko zarata ezin da guztiz ezabatu, baina posible da haren maila murriztea edo seinale zaratatsu batetik informazioa modu eraginkorrean ateratzen ikastea. Modem fabrikatzaileak bi ikuspegi hauek erabiltzen ari dira, hargailuaren RF blokeetan hobekuntzak eginez eta seinale digitala prozesatzeko algoritmoak hobetuz. Modem-hargailuaren sentsibilitatea hobetzeak ez du energia-kontsumoaren eta beroaren xahupenaren igoera izugarririk ekartzen igorlearen potentzia handituz. Noski, energia-kontsumoa eta bero-sorkuntza areagotu egiten da, baina nahiko apala da.
Beharrezko komunikazio-tartea lortzeko hurrengo modem-algoritmoa gomendatzen da.
- Erabaki datuen transferentzia-tasa.
- Hautatu behar den abiadurarako sentsibilitate onena duen modem bat.
- Komunikazio-tartea zehaztea kalkulu edo esperimentu bidez.
- Komunikazio-eremua beharrezkoa baino txikiagoa bada, saiatu hurrengo neurriak erabiltzen (lehentasun txikiagoko ordenan antolatuta):
- antena-kableetan galerak murriztea $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ funtzionamendu-maiztasunean atenuazio lineal txikiagoa duen kable bat erabiliz eta/edo kableen luzera murriztuz;
- areagotu antenaren irabazia $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- modem igorlearen potentzia handitu.
Sentsibilitate-balioak datuen transferentzia-tasaren araberakoak dira arauaren arabera: abiadura handiagoa - sentikortasun okerragoa. Adibidez, −98 dBm-ko sentikortasuna 8 Mbps-rako hobea da -95 dBm-ko sentikortasuna 12 Mbps-rako baino. Sentsibilitate aldetik modemak konparatu ditzakezu datu-transferentzia-abiadura berdinerako soilik.
Igorlearen potentziari buruzko datuak ia beti eskuragarri daude modemaren zehaztapenetan, baina hartzailearen sentikortasunari buruzko datuak ez daude beti eskuragarri edo ez dira nahikoak. Gutxienez, kontuz ibiltzeko arrazoia da, zenbaki politak ez baitute zentzurik ezkutatzeko. Gainera, sentsibilitate-datuak ez argitaratuz, fabrikatzaileak kontsumitzaileari komunikazio-tartea kalkulatzeko aukera kentzen dio. to modem erosketak.
Datuen transferentzia-tasa maximoa
Parametro honetan oinarritutako modem bat hautatzea nahiko erraza da abiadura-eskakizunak argi zehaztuta badaude. Baina badira ñabardura batzuk.
Konpontzen ari den arazoak komunikazio-tarte maximoa bermatzea eskatzen badu eta, aldi berean, irrati-lotura baterako maiztasun-banda nahiko zabala esleitzea posible bada, hobe da maiztasun-banda zabala (banda-zabalera) onartzen duen modem bat aukeratzea. Kontua da behar den informazio-abiadura maiztasun-banda estu samarrean lor daitekeela modulazio mota trinkoak erabiliz (16QAM, 64QAM, 256QAM, etab.), edo maiztasun-banda zabal batean dentsitate baxuko modulazioa erabiliz (BPSK, QPSK). ). Horrelako zereginetarako dentsitate baxuko modulazioa erabiltzea hobe da zarata immunitate handiagoa duelako. Beraz, hargailuaren sentsibilitatea hobea da; horrenbestez, modemaren energia aurrekontua handitzen da eta, ondorioz, komunikazio-esparrua.
Batzuetan, UAV fabrikatzaileek irrati-loturaren informazio-abiadura iturriaren abiadura baino askoz ere handiagoa ezartzen dute, literalki 2 aldiz edo gehiagotan, bideo-kodek bezalako iturriek bit-tasa aldakorra dutela eta modem-abiadura gehienezko balioa kontuan hartuta hautatu behar dela argudiatuta. bit-abiaduraren emisioen. Kasu honetan, komunikazio-eremua berez murrizten da. Ez zenuke planteamendu hau erabili behar guztiz beharrezkoa ez bada. Modem moderno gehienek buffer handi bat dute transmisorean, bit-abiaduraren pikorrak leun ditzakeena paketerik galdu gabe. Beraz, ez da beharrezkoa %25etik gorako abiadura-erreserbarik. Erosten den modemaren buffer-ahalmena nahikoa ez dela eta abiadura nabarmen handitu behar dela uste izateko arrazoirik badago, hobe da modem hori erostea ukatzea.
Datuak transferitzeko atzerapena
Parametro hau ebaluatzean, garrantzitsua da irrati-lotura bidezko datu-transmisioari lotutako atzerapena bereiztea informazio-iturriaren kodetze/deskodetze gailuak sortutako atzerapenetik (bideo-kodeka adibidez). Irrati-loturaren atzerapena 3 baliok osatzen dute.
- Atzerapena igorlean eta hartzailearen seinaleen prozesatzearen ondorioz.
- Atzerapena seinalea igorletik hartzailera hedatzearen ondorioz.
- Atzerapena denbora-zatiketa duplex (TDD) modemetan transmisorean datuen bufferengatik.
1 motako latentzia, egilearen esperientziaren arabera, hamarnaka mikrosegundotik milisegundo batera bitartekoa da. 2 motako atzerapena komunikazio-tartearen araberakoa da, adibidez, 100 km-ko loturarako 333 μs-koa da. 3 motako atzerapena TDD fotogramaren luzeraren eta transmisio-zikloaren iraupenaren iraupen osoaren arteko erlazioaren araberakoa da eta 0tik fotogramaren iraupenera alda daiteke, hau da, ausazko aldagaia da. Igorritako informazio paketea transmisorearen sarreran badago modema transmisio-zikloan dagoen bitartean, paketea airean transmitituko da zero atzerapen motarekin 3. Paketea berandu pixka bat bada eta harrera-zikloa dagoeneko hasi bada, orduan igorlearen bufferean atzeratuko da harrera zikloak irauten duen bitartean . TDD fotogramen luzera tipikoak 2 eta 20 ms bitartekoak dira, beraz, 3 motako atzerapenak ez du 20 ms gaindituko. Horrela, irrati-loturako atzerapen osoa 3-21 ms bitartekoa izango da.
Irrati-lotura baten atzerapena ezagutzeko modurik onena sarearen ezaugarriak ebaluatzeko utilitateak erabiliz eskala osoko esperimentu bat da. Ez da gomendagarria eskaera-erantzun metodoa erabiliz atzerapena neurtzea, izan ere, aurrerantzean eta atzerantzean atzerapena ez da berdina izango TDD modementzat.
Pisu eta dimentsio parametroak
Irizpide honen arabera barneko modem-unitatea aukeratzeak ez du komentario berezirik behar: zenbat eta txikiagoa eta arinagoa, orduan eta hobeto. Ez ahaztu ontziko unitatea hozteko beharraz ere; baliteke erradiadore osagarriak behar izatea eta, ondorioz, pisua eta neurriak ere handitu daitezke. Hemen lehentasuna eman behar zaie energia-kontsumo baxuko tamaina txikiko unitate argiei.
Lurrean oinarritutako unitate baterako, masa-dimentsioko parametroak ez dira hain kritikoak. Erabilera eta instalazio erraztasuna nabarmentzen da. Beheko unitatea kanpoko eraginetatik fidagarriki babestuta dagoen gailu bat izan behar du, masta edo tripode batean muntatzeko sistema eroso batekin. Aukera ona da lurreko unitatea antenarekin dagoen etxebizitza berean integratuta egotea. Egokiena, lurreko unitatea kontrol-sistemara konektatu behar da konektore eroso baten bidez. Horrek hitz sendoetatik salbatuko zaitu hedapen-lana -20 graduko tenperaturan egin behar duzunean.
Dieta Baldintzak
Onboard-unitateak, oro har, hornidura-tentsio sorta zabal batekin ekoizten dira, adibidez 7-30 V, UAV sareko tentsio-aukera gehienak estaltzen dituena. Hainbat hornidura-tentsioren artean aukeratzeko aukera baduzu, eman lehentasuna hornidura-tentsio baxuenari. Oro har, modemak 3.3 eta 5.0 V-ko tentsioetatik elikatzen dira bigarren mailako elikadura-iturrien bidez. Bigarren mailako elikadura-iturri horien eraginkortasuna handiagoa da, orduan eta txikiagoa da modemaren sarreraren eta barne-tentsioaren arteko aldea. Eraginkortasuna handitzeak energia-kontsumoa eta bero-sorkuntza murriztea dakar.
Lurreko unitateek, berriz, tentsio altu samarreko iturri bateko potentzia jasan behar dute. Horri esker, sekzio txikiko elikatze-kable bat erabil daiteke, eta horrek pisua murrizten du eta instalazioa errazten du. Beste gauza guztiak berdinak izanik, lehentasuna eman PoE (Power over Ethernet) euskarria duten lurreko unitateei. Kasu honetan, Ethernet kable bakarra behar da lurreko unitatea kontrol-estaziora konektatzeko.
Kontrol/telemetria kanal bereizia
Ezaugarri garrantzitsu bat UAVan lekurik geratzen ez den kasuetan, komando-telemetria modem bereizia instalatzeko. Lekurik badago, banda zabaleko modemaren kontrol/telemetria kanal bereizi bat erabil daiteke babeskopia gisa. Aukera honekin modem bat aukeratzerakoan, kontutan izan modemak UAVrekin komunikatzeko nahi den protokoloa onartzen duela (MAVLink edo jabeduna) eta kontrol-kanala/telemetria-datuak lurreko estazioko interfaze eroso batean multiplexatzeko gaitasuna (GS). ). Adibidez, banda zabaleko modem baten barneko unitatea pilotu automatikora konektatzen da RS232, UART edo CAN bezalako interfaze baten bidez, eta lurreko unitatea kontrol-ordenagailura konektatzen da Ethernet interfaze baten bidez, zeinaren bidez komandoa trukatu behar den. , telemetria eta bideo informazioa. Kasu honetan, modemak komando eta telemetria korrontea multiplexatu ahal izan behar du barneko unitatearen RS232, UART edo CAN interfazeen eta lurreko unitatearen Ethernet interfazearen artean.
Erreparatu beharreko beste parametro batzuk
Duplex moduaren erabilgarritasuna. UAVentzako banda zabaleko modemek simplex edo duplex funtzionamendu moduak onartzen dituzte. Simplex moduan, datuen transmisioa UAVtik NSrako norabidean soilik onartzen da eta duplex moduan - bi noranzkoetan. Oro har, simplex modemek bideo-kodeka bat daukate eta bideo-kodekarik ez duten bideo-kamerekin lan egiteko diseinatuta daude. Simplex modem bat ez da egokia IP kamera batera edo IP konexioa behar duten beste gailu batera konektatzeko. Aitzitik, duplex modem bat, normalean, UAV-ren barneko IP sarea NSko IP sarearekin konektatzeko diseinatuta dago, hau da, IP kamerak eta beste IP gailu batzuk onartzen ditu, baina baliteke ez edukitzea. bideo-kodekan, IP bideo-kamerek zure bideo-kodeka izan ohi baitute. Ethernet interfazearen euskarria duplex osoko modemetan bakarrik da posible.
Aniztasunaren harrera (RX aniztasuna). Gaitasun horren presentzia derrigorrezkoa da hegaldiaren distantzia osoan etengabeko komunikazioa bermatzeko. Lurraren gainazalean hedatzen direnean, irrati-uhinak bi izpitan iristen dira puntu hartzailera: bide zuzenetik eta gainazaletik isladatuz. Bi izpiren uhinen gehikuntza fasean gertatzen bada, orduan eremu hartzailearen puntuan indartu egiten da, eta antifasean badago, ahuldu egiten da. Ahultzea nahiko garrantzitsua izan daiteke - komunikazioa erabat galtzeraino. NSn bi antena egoteak, altuera ezberdinetan kokatuak, arazo hau konpontzen laguntzen du, zeren antena baten kokalekuan habeak antifasean gehitzen badira, bestearen kokalekuan ez dute egiten. Ondorioz, konexio egonkorra lor dezakezu distantzia osoan zehar.
Onartutako sare-topologiak. Puntu-punturako (PTP) topologiarako ez ezik, puntutik-puntu anitzeko (PMP) eta errele (errepikagailu) topologietarako laguntza eskaintzen duen modem bat aukeratzea komeni da. UAV osagarri baten bidez erreleboa erabiltzeak UAV nagusiaren estaldura-eremua nabarmen zabaltzeko aukera ematen du. PMP laguntzak hainbat UAV-ren informazioa aldi berean jasotzeko aukera emango dizu NS batean. Kontuan izan, halaber, PMP eta errelearen euskarriak modemaren banda-zabalera handitu beharko duela UAV bakarrarekin komunikatzeko kasuarekin alderatuta. Hori dela eta, modu hauetarako maiztasun-banda zabala (gutxienez 15-20 MHz) onartzen duen modem bat aukeratzea gomendatzen da.
Zarataren immunitatea areagotzeko bitartekoen erabilgarritasuna. Aukera erabilgarria, UAVak erabiltzen diren eremuetako interferentzia ingurune bizia kontuan hartuta. Zarataren immunitatea komunikazio-sistema batek komunikazio-kanalean jatorri artifizial edo naturala duen interferentziaren aurrean bere funtzioa betetzeko duen gaitasuna bezala ulertzen da. Interferentziari aurre egiteko bi ikuspegi daude. 1. Planteamendua: diseina ezazu modem-hartzailea, komunikazio-kanalaren bandan interferentziak egon arren informazioa modu fidagarrian jaso dezan, informazioa transmititzeko abiaduraren nolabaiteko murrizketaren truke. 2. planteamendua: Hargailuaren sarreran interferentziak kendu edo arintzea. Lehen planteamenduaren ezarpenaren adibideak dira espektroaren hedapen-sistemak, hots: maiztasun-jauzia (FH), sasi-ausazko sekuentzia hedatutako espektroa (DSSS) edo bien hibrido bat. FH teknologia UAV kontrol-kanaletan hedatu egin da komunikazio-kanal batean beharrezkoa den datu-transferentzia-tasa baxua dela eta. Adibidez, 16 MHz-ko banda batean 20 kbit/s-ko abiadurarako, 500 bat maiztasun-posizio antolatu daitezke, eta horrek banda estuko interferentziaren aurkako babes fidagarria ahalbidetzen du. Banda zabaleko komunikazio kanal baterako FH erabiltzea arazotsua da, ondoriozko maiztasun-banda handiegia delako. Adibidez, 500 MHz-ko banda-zabalera duen seinale batekin lan egitean 4 maiztasun-posizio lortzeko, 2 GHz-ko banda-zabalera librea beharko duzu! Gehiegi benetakoa izateko. Garrantzitsuagoa da DSSS-a UAVekin banda zabaleko komunikazio kanal baterako erabiltzea. Teknologia honetan, informazio-bit bakoitza aldi berean bikoiztu egiten da seinale-bandan hainbat frekuentziatan (edo guztietan) eta, banda estu-interferentziaren aurrean, interferentziak eragiten ez duen espektroaren zatietatik bereiz daiteke. DSSS erabiltzeak, baita FH ere, kanalean interferentziak agertzen direnean datuen transmisio-abiadura murriztu beharko dela esan nahi du. Hala ere, argi dago hobe dela UAV batetik bideoa bereizmen baxuagoan jasotzea ezer baino. 2. hurbilketak erabiltzen du interferentziak, hargailuaren barneko zarata ez bezala, irrati-lotura kanpotik sartzen direla eta, modemean bitarteko batzuk badaude, ezabatu daitezkeela. Interferentzia kentzea posible da eremu espektralean, denboralean edo espazioan kokatuta badago. Adibidez, banda estuko interferentzia eskualde espektralean kokatzen da eta iragazki berezi bat erabiliz espektrotik "moztu" daiteke. Era berean, pultsatutako zarata denbora-eremuan kokatzen da; hura kentzeko, kaltetutako eremua hargailuaren sarrerako seinaletik kentzen da. Interferentzia banda estua edo pultsatua ez bada, zapaltzaile espazial bat erabil daiteke ezabatzeko, izan ere interferentziak noranzko jakin batetik iturri batetik antena hartzailera sartzen dira. Antena hartzailearen erradiazio-ereduaren zeroa interferentzia iturriaren norabidean kokatzen bada, interferentzia kendu egingo da. Horrelako sistemak beamforming eta beam nulling sistema moldagarriak deitzen dira.
Erabilitako irrati-protokoloa. Modem fabrikatzaileek estandar bat (WiFi, DVB-T) edo jabedun irrati-protokolo bat erabil dezakete. Parametro hau oso gutxitan adierazten da zehaztapenetan. DVB-T erabilera zeharka adierazten du onartzen diren 2/4/6/7/8 maiztasun bandek, batzuetan 10 MHz-ek eta testuan COFDM (kodetutako OFDM) teknologiaren zehaztapenaren aipamena zeinetan OFDM batera erabiltzen den. zaratari erresistenteak dituen kodeketarekin. Bide batez, ohartzen gara COFDM publizitate eslogan hutsa dela eta ez duela inolako abantailarik OFDMren aldean, zaratarekiko kodeketarik gabeko OFDM ez baita inoiz praktikan erabiltzen. Berdindu COFDM eta OFDM laburdura hauek irrati-modemaren zehaztapenetan ikusten dituzunean.
Protokolo estandarra erabiltzen duten modemak mikroprozesadore batekin batera lan egiten duen txip espezializatu batean (WiFi, DVB-T) oinarrituta eraiki ohi dira. Txip pertsonalizatua erabiltzeak modem-ekoizleak bere irrati-protokolo propioa diseinatu, modelatu, inplementatu eta probatzearekin lotutako buruhauste asko arintzen ditu. Mikroprozesadorea modemi beharrezko funtzionaltasuna emateko erabiltzen da. Horrelako modemek abantaila hauek dituzte.
- Prezio baxua.
- Pisu eta tamaina parametro onak.
- Energia kontsumo txikia.
Desabantailak ere badaude.
- Irrati-interfazearen ezaugarriak aldatzeko ezintasuna firmwarea aldatuz.
- Horniduraren egonkortasun baxua epe luzera.
- Arazo ez-estandarrak konpontzerakoan laguntza tekniko kualifikatua emateko gaitasun mugatuak.
Hornikuntzaren egonkortasun baxua txip fabrikatzaileak batez ere merkatu masiboetara bideratzen direlako da (telebistak, ordenagailuak, etab.). UAVentzako modemak fabrikatzaileak ez dira lehentasuna beraientzat eta ezin dute inola ere eragin txip fabrikatzaileak ekoizpena eteteko erabakian, beste produktu batekin ordezkatu gabe. Ezaugarri hau irrati-interfazeak mikrozirkuitu espezializatuetan ontziratzeko joerak indartzen du, hala nola "sisteman txip" (System on Chip - SoC), eta, beraz, irrati-interfaze indibidualak erdieroaleen merkatutik pixkanaka garbitzen dira.
Laguntza teknikoa eskaintzeko gaitasun mugatuak irrati-protokolo estandarrean oinarritutako modem-taldeen garapen-taldeek espezialistekin hornituta daudelako, batez ere elektronika eta mikrouhinen teknologian. Irrati-komunikazioetako espezialistarik ez egotea bertan, ez baitago arazorik konpontzeko. Hori dela eta, irrati-komunikazio-arazo ez hutsaletarako irtenbideak bilatzen dituzten UAV fabrikatzaileek etsita aurki dezakete kontsulta eta laguntza teknikoari dagokionez.
Irrati-protokolo jabedun bat erabiltzen duten modemak seinale analogiko eta digitalen prozesatzeko txip unibertsaletan oinarrituta eraikitzen dira. Txip horien hornikuntza-egonkortasuna oso handia da. Egia da, prezioa ere altua da. Horrelako modemek abantaila hauek dituzte.
- Modema bezeroaren beharretara egokitzeko aukera zabalak, irrati-interfazea firmwarea aldatuz egokitzea barne.
- UAVetan erabiltzeko interesgarriak diren irrati-interfaze gaitasun gehigarriak eta irrati-protokolo estandarretan oinarrituta eraikitako modemetan falta direnak.
- Hornigaien egonkortasun handia, barne. epe luzera.
- Laguntza tekniko maila altua, estandarrak ez diren arazoak konpontzea barne.
Desabantailak.
- Prezio altua
- Pisu- eta tamaina-parametroak irrati-protokolo estandarrak erabiltzen dituzten modemenak baino okerragoak izan daitezke.
- Seinale digitala prozesatzeko unitatearen energia-kontsumoa handitu da.
UAVentzako modem batzuen datu teknikoak
Taulak merkatuan dauden UAVentzako modem batzuen parametro teknikoak erakusten ditu.
Kontuan izan 3D Link modemak Picoradio OEM eta J11 modemekin alderatuta transmisio-potentzia txikiena duen arren (25 dBm vs. 27−30 dBm), 3D Link-en potentzia-aurrekontua modem horiek baino handiagoa dela, hartzailearen sentsibilitate handia dela eta. datu-transferentzia-abiadura bera alderatzen ari diren modementzat). Horrela, 3D Link erabiltzean komunikazio-esparrua handiagoa izango da energia-ezkutu hobeagoarekin.
Taula. UAV eta robotikako banda zabaleko modem batzuen datu teknikoak
Parametroa
(moduluan egiten da Microhard-en eskutik)
(ikusi ere )
Fabrikatzailea, herrialdea
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Kanada
DTC, Erresuma Batua
Redess, Txina
Komunikazio-tartea [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10-20
Abiadura [Mbit/s] 0.023-64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Datuak transmititzeko atzerapena [ms] 1−20
25
n/a*
15-100
15-30
Ontziko unitatearen neurriak LxWxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (etxebizitzarik gabe)
67h68h22
76h48h20
Ontzi-unitatearen pisua [gramo] 89
105
17.6 (etxebizitzarik gabe)
135
88
Informazio-interfazeak
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (aukerakoa)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Unitate barneko elikadura hornidura [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/ez*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Lur-unitatearen elikadura-hornidura [Volt/Watt] 18−75 edo PoE/7
7−26/ez*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Igorlearen potentzia [dBm] 25
n/a*
27-30
20
30
Hargailuaren sentsibilitatea [dBm] (abiadurarako [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101(ez*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(ez*) −104(ez*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Modemaren energia aurrekontua [dB] (abiadurarako [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)
Onartutako maiztasun-bandak [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simplex/duplexa
Duplexa
Duplexa
Duplexa
Simplex
Duplexa
Aniztasunaren laguntza
Bai
Bai
Bai
Bai
Bai
Kontrol/telemetriarako kanal bereizia
Bai
Bai
Bai
нет
Bai
Onartutako UAV kontrol-protokoloak kontrol/telemetria kanalean
MAVLink, jabeduna
MAVLink, jabeduna
нет
нет
MAV esteka
Multiplexatzeko euskarria kontrol/telemetria kanalean
Bai
Bai
нет
нет
n/a*
Sare-topologiak
PTP, PMP, erreleboa
PTP, PMP, erreleboa
PTP, PMP, erreleboa
PTP
PTP, PMP, erreleboa
Zarata immunitatea areagotzeko bitartekoak
DSSS, banda estua eta pultsu-moteltzaileak
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Irrati-protokoloa
jabeduna
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - daturik ez.
Egileari buruz
Alexander Smorodinov [[posta elektroniko bidez babestua]] Geoscan LLC-n espezialista nagusi bat da haririk gabeko komunikazioen arloan. 2011tik gaur egunera arte, banda zabaleko irrati modemetarako irrati-protokoloak eta seinaleak prozesatzeko algoritmoak garatzen aritu da hainbat helburutarako, baita txip logiko programagarrietan oinarritutako garatutako algoritmoak inplementatzen ere. Egilearen interes-eremuak sinkronizazio-algoritmoen garapena, kanal-propietateen estimazioa, modulazioa/demodulazioa, zaratari erresistentea den kodetzea eta multimedia sarbide-geruza (MAC) algoritmo batzuk dira. Geoscan-en sartu aurretik, egileak hainbat erakundetan lan egin zuen, hari gabeko komunikazio gailu pertsonalizatuak garatzen. 2002tik 2007ra, Proteus LLCn lan egin zuen IEEE802.16 (WiMAX) estandarrean oinarritutako komunikazio sistemen garapenean espezialista nagusi gisa. 1999tik 2002ra, egileak zaratarekiko erresistenteak diren kodetze algoritmoen garapenean eta irrati-esteken ibilbideen modelizazioan parte hartu zuen "Granit" Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute-n. Egileak 1998an San Petersburgoko Instrumentazio Aeroespazialeko Unibertsitateko Zientzia Teknikoetarako hautagaia lortu zuen eta 1995ean unibertsitate bereko Irrati Ingeniaritzako titulua. Alexander IEEEko eta IEEE Communications Societyko kidea da.
Iturria: www.habr.com