De útdaging fan it oerdragen fan grutte hoemannichten gegevens fan in ûnbemanne loftfeart (UAV) of grûnrobotika is net ûngewoan yn moderne applikaasjes. Dit artikel besprekt de seleksjekritearia foar breedbânmodems en relatearre problemen. It artikel is skreaun foar UAV- en robotika-ûntwikkelders.
Seleks kritearia
De wichtichste kritearia foar it kiezen fan in breedbânmodem foar UAV's as robotika binne:
- Kommunikaasje berik.
- Maksimum gegevens oerdracht taryf.
- Fertraging yn gegevens oerdracht.
- Gewicht en ôfmjittings parameters.
- Stipe ynformaasje ynterfaces.
- Nutritional easken.
- Separate kontrôle / telemetry kanaal.
Kommunikaasje berik
It kommunikaasjeberik hinget net allinich ôf fan 'e modem, mar ek fan antennes, antennekabels, betingsten foar radiowelle-propagaasje, eksterne ynterferinsje en oare redenen. Om de parameters fan it modem sels te skieden fan oare parameters dy't ynfloed hawwe op it kommunikaasjeberik, beskôgje de berikfergeliking [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Fersprieding fan radioweagen en wurking fan radiolinks. Ferbining. Moskou. 1971]
$$display$$ R=frac{3 cdot 10^8}{4 pi F}10^{frac{P_{TXdBm}+G_{TXdB}+L_{TXdB}+G_{RXdB}+L_{RXdB}+ |V|_{dB}-P_{RXdBm}}{20}},$$display$$
wêr
$inline$R$inline$ - fereaske kommunikaasjeberik yn meters;
$inline$F$inline$ — frekwinsje yn Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modemstjoerderkrêft yn dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — fersterking fan de stjoerderantenne yn dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — ferlies yn 'e kabel fan it modem nei de stjoerderantenne yn dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — ûntfangerantennewinst yn dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ - ferlies yn 'e kabel fan it modem nei de ûntfangerantenne yn dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — gefoelichheid fan de modemûntfanger yn dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ is in attenuaasjefaktor dy't rekken hâldt mei ekstra ferliezen troch de ynfloed fan it ierdoerflak, fegetaasje, sfear en oare faktoaren yn dB.
Ut de berikfergeliking is it dúdlik dat it berik allinich hinget fan twa parameters fan it modem: stjoerderkrêft $inline$P_{TXdBm}$inline$ en ûntfangergefoelichheid $inline$P_{RXdBm}$inline$, of leaver op har ferskil - it enerzjybudzjet fan it modem
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
De oerbleaune parameters yn de berik fergeliking beskriuwe de sinjaal propagaasje betingsten en de parameters fan de antenne-feeder apparaten, d.w.s. hawwe neat te krijen mei de modem.
Dus, om it kommunikaasjeberik te fergrutsjen, moatte jo in modem kieze mei in grutte $inline$B_m$inline$wearde. Op syn beurt kin $inline$B_m$inline$ ferhege wurde troch $inline$P_{TXdBm}$inline$ te ferheegjen of troch $inline$P_{RXdBm}$inline$ te ferleegjen. Yn 'e measte gefallen sykje UAV-ûntwikkelders in modem mei hege stjoerderkrêft en betelje net folle omtinken foar de gefoelichheid fan' e ûntfanger, hoewol se krekt it tsjinoerstelde moatte dwaan. In krêftige onboard-stjoerder fan in breedbânmodem bringt de folgjende problemen mei:
- hege enerzjyferbrûk;
- needsaak foar koeling;
- efterútgong fan elektromagnetyske kompatibiliteit (EMC) mei oare apparatuer oan board fan 'e UAV;
- leech enerzjy geheim.
De earste twa problemen binne relatearre oan it feit dat moderne metoaden foar it ferstjoeren fan grutte hoemannichten ynformaasje oer in radiokanaal, bygelyks OFDM, fereaskje lineêr stjoerder. De effisjinsje fan moderne lineêre radiostjoerders is leech: 10–30%. Sa wurdt 70-90% fan 'e kostbere enerzjy fan' e UAV-enerzjy omset yn waarmte, dy't effisjint fan 'e modem fuortsmiten wurde moat, oars sil it mislearje of syn útfierkrêft sil falle fanwege oververhitting op it meast ûnopportune momint. Bygelyks, in 2 W-stjoerder sil 6-20 W lûke fan 'e stroomfoarsjenning, wêrfan 4-18 W wurdt omboud ta waarmte.
De enerzjy stealth fan in radio keppeling is wichtich foar spesjale en militêre tapassingen. Low stealth betsjut dat de modem sinjaal wurdt ûntdutsen mei in relatyf hege kâns troch de ferkenning ûntfanger fan it jamming stasjon. Dêrtroch is de kâns op it ûnderdrukken fan in radiokeppeling mei lege enerzjy ek heech.
De gefoelichheid fan in modemûntfanger karakterisearret syn fermogen om ynformaasje te ûntfangen fan ûntfongen sinjalen mei in bepaald kwaliteitsnivo. Kwaliteitskritearia kinne ferskille. Foar digitale kommunikaasjesystemen wurdt de kâns op in bitflater (bit flaterrate - BER) of de kâns op in flater yn in ynformaasjepakket (frame error rate - FER) meast brûkt. Eigentlik is gefoelichheid it nivo fan it sinjaal wêrút ynformaasje moat wurde ekstrahearre. Bygelyks, gefoelichheid fan -98 dBm mei BER = 10-6 jout oan dat ynformaasje mei sa'n BER kin wurde helle út in sinjaal mei in nivo fan -98 dBm of heger, mar ynformaasje mei in nivo fan bygelyks -99 dBm kin net mear wurde helle út in sinjaal mei in nivo fan bygelyks -1 dBm. Fansels, de fermindering fan kwaliteit as it sinjaal nivo nimt ôf komt stadichoan, mar it is de muoite wurdich ûnthâlden dat de measte moderne modems hawwe de saneamde. drompeleffekt wêrby't in fermindering fan kwaliteit as it sinjaalnivo ôfnimt ûnder de gefoelichheid tige fluch foarkomt. It is genôch om it sinjaal te ferminderjen mei 2-10 dB ûnder de gefoelichheid foar de BER om te ferheegjen nei 1-XNUMX, wat betsjut dat jo gjin fideo mear sille sjen fan 'e UAV. It drompeleffekt is in direkte gefolch fan Shannon's stelling foar in lawaaierich kanaal; it kin net eliminearre wurde. De ferneatiging fan ynformaasje as it sinjaalnivo ôfnimt ûnder de gefoelichheid komt foar troch de ynfloed fan lûd dat wurdt foarme binnen de ûntfanger sels. It ynterne lûd fan in ûntfanger kin net folslein elimineare wurde, mar it is mooglik om har nivo te ferminderjen of te learen om effisjint ynformaasje út in lawaaierich sinjaal te ekstrahearjen. Modemfabrikanten brûke dizze beide oanpakken, meitsje ferbetteringen oan 'e RF-blokken fan' e ûntfanger en ferbetterje digitale sinjaalferwurkingsalgoritmen. It ferbetterjen fan de gefoelichheid fan 'e modemûntfanger liedt net ta sa'n dramatyske ferheging fan enerzjyferbrûk en waarmteferbrûk as it fergrutsjen fan de stjoerderkrêft. Der is fansels in taname fan enerzjyferbrûk en waarmtegeneraasje, mar it is frij beskieden.
De folgjende modem seleksje algoritme wurdt oanrikkemandearre út it eachpunt fan it berikken fan de fereaske kommunikaasje berik.
- Beslute oer de gegevens oerdracht taryf.
- Selektearje in modem mei de bêste gefoelichheid foar de fereaske snelheid.
- Bepale de kommunikaasje berik troch berekkening of eksperimint.
- As it kommunikaasjeberik minder blykt te wêzen dan nedich, besykje dan de folgjende maatregels te brûken (arrangearre yn folchoarder fan ôfnimmende prioriteit):
- ferliezen yn antennekabels $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ ferminderje troch in kabel te brûken mei legere lineêre attenuaasje by de wurkfrekwinsje en/of de lingte fan de kabels te ferminderjen;
- fergrutsje antenne gain $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- fergrutsje de modem stjoerder macht.
Gefoelichheidswearden binne ôfhinklik fan 'e gegevensferfiersnelheid neffens de regel: hegere snelheid - slimmer gefoelichheid. Bygelyks, -98 dBm gefoelichheid foar 8 Mbps is better as -95 dBm gefoelichheid foar 12 Mbps. Jo kinne modems fergelykje yn termen fan gefoelichheid allinich foar deselde gegevensferfiersnelheid.
Gegevens oer stjoerder macht is hast altyd beskikber yn modem spesifikaasjes, mar gegevens oer ûntfanger gefoelichheid is net altyd beskikber of is net genôch. Op syn minst is dit in reden om foarsichtich te wêzen, om't prachtige sifers amper sin hawwe om te ferbergjen. Derneist, troch net te publisearjen fan gefoelichheidsgegevens, ûntslacht de fabrikant de konsumint de kâns om it kommunikaasjeberik troch berekkening te skatten. до modem oankeapen.
Maksimum gegevens oerdracht taryf
Selektearje in modem basearre op dizze parameter is relatyf ienfâldich as de snelheid easken binne dúdlik definiearre. Mar der binne wat nuânses.
As it probleem dat wurdt oplost fereasket it garandearjen fan it maksimale mooglike kommunikaasjeberik en tagelyk is it mooglik om in foldwaande brede frekwinsjebân foar in radioferbining te tawizen, dan is it better om in modem te kiezen dy't in brede frekwinsjebân (bânbreedte) stipet. It feit is dat de fereaske ynformaasjesnelheid kin wurde berikt yn in relatyf smelle frekwinsjebân troch te brûken dichte soarten modulaasje (16QAM, 64QAM, 256QAM, ensfh.), Of yn in brede frekwinsjebân troch gebrûk fan lege-tichtensmodulaasje (BPSK, QPSK) ). It gebrûk fan modulaasje mei lege tichtheid foar sokke taken is de foarkar fanwegen syn hegere lûdimmuniteit. Dêrom is de gefoelichheid fan 'e ûntfanger better; dêrtroch nimt it enerzjybudzjet fan it modem ta en, as gefolch, it kommunikaasjeberik.
Soms sette UAV-fabrikanten de ynformaasjesnelheid fan 'e radiokeppeling folle heger as de snelheid fan' e boarne, letterlik 2 of mear kearen, mei it argumint dat boarnen lykas fideokodeks in fariabele bitrate hawwe en de modemsnelheid moat wurde selektearre mei rekkening mei de maksimale wearde fan bitrate útstjit. Yn dit gefal nimt it kommunikaasjeberik fansels ôf. Jo moatte dizze oanpak net brûke, útsein as perfoarst nedich. De measte moderne modems hawwe in grutte buffer yn 'e stjoerder dat kin glêd út bitrate spikes sûnder pakket ferlies. Dêrom is in snelheidsreserve fan mear as 25% net nedich. As d'r reden is om te leauwen dat de bufferkapasiteit fan 'e modem dy't kocht is net genôch is en in signifikant gruttere snelheid nedich is, dan is it better om te wegerjen om sa'n modem te keapjen.
Data oerdracht fertraging
By it evaluearjen fan dizze parameter is it wichtich om de fertraging te skieden dy't ferbûn is mei gegevensoerdracht oer de radiokeppeling fan 'e fertraging dy't makke is troch it kodearjen / dekodearjen apparaat fan' e ynformaasjeboarne, lykas in fideokodek. De fertraging yn 'e radiolink bestiet út 3 wearden.
- Fertraging troch sinjaalferwurking yn 'e stjoerder en ûntfanger.
- Fertraging fanwege sinjaalpropagaasje fan stjoerder nei ûntfanger.
- Fertraging troch gegevensbuffer yn 'e stjoerder yn time division duplex (TDD) modems.
Type 1 latency, yn 'e ûnderfining fan' e auteur, farieart fan tsientallen mikrosekonden oant ien millisekonde. Type 2 fertraging hinget ôf fan de kommunikaasje berik, bygelyks, foar in 100 km link is it 333 μs. Type 3-fertraging hinget ôf fan 'e lingte fan' e TDD-frame en op 'e ferhâlding fan' e transmissiesyklusdoer nei de totale framedoer en kin fariearje fan 0 oant de frame-doer, d.w.s. it is in willekeurige fariabele. As it útstjoerde ynformaasjepakket by de ynput fan 'e stjoerder is, wylst it modem yn' e oerdrachtsyklus is, dan sil it pakket yn 'e loft wurde ferstjoerd mei nul fertraging type 3. As it pakket in bytsje let is en de ûntfangstsyklus is al begon, dan it sil fertrage wurde yn 'e stjoerderbuffer foar de doer fan' e ûntfangstsyklus. Typyske TDD-frame-lingten fariearje fan 2 oant 20 ms, sadat it slimste gefal Type 3-fertraging net mear as 20 ms sil. Sa sil de totale fertraging yn 'e radioferbining yn it berik fan 3-21 ms wêze.
De bêste manier om de fertraging yn in radioferbining út te finen is in folslein eksperimint mei help fan nutsbedriuwen om netwurkkarakteristiken te evaluearjen. It is net oan te rieden om fertraging te mjitten mei de metoade foar fersyk-antwurd, om't de fertraging yn 'e foarút- en omkearde rjochtingen miskien net itselde wêze foar TDD-modems.
Gewicht en ôfmjittings parameters
It kiezen fan in modem-ienheid oan board neffens dit kritearium fereasket gjin spesjale opmerkings: hoe lytser en lichter, hoe better. Ferjit net ek oer de needsaak om de onboard-ienheid te koelen; ekstra radiatoren kinne nedich wêze, en dêrtroch kinne it gewicht en de dimensjes ek ferheegje. De foarkar hjir moat jûn wurde oan ljochte, lytse ienheden mei leech enerzjyferbrûk.
Foar in grûn-basearre ienheid binne de massa-dimensionale parameters net sa kritysk. Gebrûksgemak en ynstallaasje komt nei foaren. De grûn ienheid moat wêze in apparaat betrouber beskerme út eksterne ynfloeden mei in handige mounting systeem oan in mêst of tripod. In goede opsje is as de grûn ienheid wurdt yntegrearre yn deselde húsfesting mei de antenne. Ideal, de grûn ienheid moat wurde ferbûn mei it kontrôle systeem fia ien handige ferbining. Dit sil jo besparje fan sterke wurden as jo ynsetwurk moatte útfiere by in temperatuer fan -20 graden.
Dietary Requirements
Onboard-ienheden wurde yn 'e regel produsearre mei stipe foar in breed oanbod fan oanbodspanningen, bygelyks 7-30 V, dy't de measte spanningsopsjes yn it UAV-netwurk beslacht. As jo de kâns hawwe om te kiezen út ferskate leveringsspanningen, jouwe dan de foarkar oan 'e leechste oanbodspanningswearde. Yn 'e regel wurde modems yntern oandreaun fan spanningen fan 3.3 en 5.0 V fia sekundêre stroomfoarsjenningen. De effisjinsje fan dizze sekundêre macht foarrieden is heger, hoe lytser it ferskil tusken de ynfier en ynterne spanning fan it modem. Ferhege effisjinsje betsjut minder enerzjyferbrûk en waarmtegeneraasje.
Grûnienheden, oan 'e oare kant, moatte macht stypje fan in relatyf hege spanningsboarne. Dit makket it mooglik om te brûken in macht kabel mei in lytse dwerstrochsneed, dat ferleget gewicht en simplifies ynstallaasje. Alle oare dingen binne gelyk, jouwe foarkar oan grûn-basearre ienheden mei PoE (Power over Ethernet) stipe. Yn dit gefal is mar ien Ethernet-kabel nedich om de grûn-ienheid te ferbinen mei it kontrôlestasjon.
Separate kontrôle / telemetry kanaal
In wichtige funksje yn gefallen dêr't der gjin romte oerbleaun op 'e UAV te ynstallearjen in aparte kommando-telemetry modem. As der romte is, dan kin in apart kontrôle-/telemetrykanaal fan it breedbânmodem brûkt wurde as reservekopy. By it kiezen fan in modem mei dizze opsje, betelje omtinken oan it feit dat it modem it winske protokol foar kommunikaasje mei de UAV (MAVLink of proprietary) stipet en de mooglikheid om multiplex te kontrolearjen fan kanaal / telemetrygegevens yn in handige ynterface op it grûnstasjon (GS) ). Bygelyks, de onboard ienheid fan in breedbân modem is ferbûn mei de autopilot fia in ynterface lykas RS232, UART of CAN, en de grûn ienheid is ferbûn mei de kontrôle kompjûter fia in Ethernet ynterface troch dêr't it nedich is om te wikseljen kommando , telemetry en fideo ynformaasje. Yn dit gefal moat it modem de kommando- en telemetrystream kinne multiplexearje tusken de RS232, UART of CAN-ynterfaces fan 'e onboard-ienheid en de Ethernet-ynterface fan' e grûn-ienheid.
Oare parameters om omtinken te jaan
Beskikberens fan duplex modus. Breedbânmodems foar UAV's stypje sawol simplex as dupleks bestjoeringsmodus. Yn simplex modus is gegevens oerdracht allinich tastien yn 'e rjochting fan' e UAV nei de NS, en yn duplexmodus - yn beide rjochtingen. Yn 'e regel hawwe simplex modems in ynboude fideokodek en binne ûntwurpen om te wurkjen mei fideokamera's dy't gjin fideokodek hawwe. In simpleksmodem is net geskikt foar ferbining mei in IP-kamera of oare apparaten dy't in IP-ferbining nedich binne. Krektoarsom, in duplex modem, yn 'e regel, is ûntwurpen om te ferbinen it onboard IP-netwurk fan' e UAV mei it IP-netwurk fan 'e NS, d.w.s. it stipet IP-kamera's en oare IP-apparaten, mar hat miskien gjin ynboude- yn fideokodek, om't IP-fideokamera's gewoanlik jo fideokodek hawwe. Ethernet-ynterface-stipe is allinnich mooglik yn full-duplex modems.
Ferskaat ûntfangst (RX ferskaat). De oanwêzigens fan dizze mooglikheid is ferplichte om te garandearjen kontinu kommunikaasje oer de hiele flecht ôfstân. By it propagearjen oer it oerflak fan 'e ierde komme radiogolven yn twa stralen op it ûntfangende punt: lâns in direkte paad en mei refleksje fan it oerflak. As de tafoeging fan weagen fan twa balken yn faze komt, dan wurdt it fjild op it ûntfangende punt fersterke, en as yn 'e antifase, wurdt it ferswakke. De ferswakking kin frij signifikant wêze - oant it folsleine ferlies fan kommunikaasje. De oanwêzigens fan twa antennes op 'e NS, lizzend op ferskate hichten, helpt om dit probleem op te lossen, om't as op' e lokaasje fan ien antenne de balken yn 'e antifase tafoege wurde, dan op' e lokaasje fan 'e oare dogge se net. As resultaat kinne jo in stabile ferbining berikke oer de heule ôfstân.
Stipe netwurktopologyen. It is oan te rieden om in modem te kiezen dy't net allinich stipe leveret foar punt-nei-punt (PTP) topology, mar ek foar punt-nei-multipunt (PMP) en relais (repeater) topologyen. It gebrûk fan estafette fia in ekstra UAV lit jo it dekkingsgebiet fan 'e wichtichste UAV signifikant útwreidzje. PMP-stipe sil jo tagelyk ynformaasje kinne ûntfange fan ferskate UAV's op ien NS. Tink derom ek dat it stypjen fan PMP en estafette in ferheging fan modembânbreedte sil fereaskje yn ferliking mei it gefal fan kommunikaasje mei in inkele UAV. Dêrom, foar dizze modi is it oan te rieden om te kiezen foar in modem dat stipet in brede frekwinsje band (op syn minst 15-20 MHz).
Beskikberens fan middels om lûdimmuniteit te fergrutsjen. In nuttige opsje, sjoen de yntinsive ynterferinsjeomjouwing yn gebieten wêr't UAV's wurde brûkt. Lûdimmuniteit wurdt begrepen as it fermogen fan in kommunikaasjesysteem om syn funksje út te fieren yn 'e oanwêzigens fan ynterferinsje fan keunstmjittige of natuerlike oarsprong yn it kommunikaasjekanaal. D'r binne twa oanpak om ynterferinsje te bestriden. Oanpak 1: ûntwerp de modemûntfanger sadat it betrouber ynformaasje kin ûntfange, sels yn 'e oanwêzigens fan ynterferinsje yn' e kommunikaasjekanaalbân, op kosten fan wat fermindering fan 'e ynformaasjeferstjoersnelheid. Oanpak 2: Underdrukke of ferswakke ynterferinsje by de ûntfangerynput. Foarbylden fan de ymplemintaasje fan de earste oanpak binne spektrum sprieding systemen, nammentlik: frekwinsje hopping (FH), pseudo-willekeurich sequence sprieding spektrum (DSSS) of in hybride fan beide. FH-technology is wiidferspraat wurden yn UAV-kontrôlekanalen troch de lege fereaske gegevensferfiersnelheid yn sa'n kommunikaasjekanaal. Bygelyks, foar in snelheid fan 16 kbit / s yn in 20 MHz-band, kinne sa'n 500 frekwinsjeposysjes organisearre wurde, wat betroubere beskerming makket tsjin smelle-bân ynterferinsje. It brûken fan FH foar in breedbân kommunikaasje kanaal is problematysk omdat de resultearjende frekwinsje band is te grut. Om bygelyks 500 frekwinsjeposysjes te krijen by it wurkjen mei in sinjaal mei in 4 MHz bânbreedte, sille jo 2 GHz frije bânbreedte nedich wêze! Tefolle om echt te wêzen. It brûken fan DSSS foar in breedbân kommunikaasje kanaal mei UAVs is relevanter. Yn dizze technology wurdt elke ynformaasjebit tagelyk duplikearre op ferskate (of sels alle) frekwinsjes yn 'e sinjaalbân en kin, yn' e oanwêzigens fan smelbandinterferinsje, skieden wurde fan dielen fan it spektrum dat net beynfloede wurdt troch ynterferinsje. It brûken fan DSSS, lykas FH, ymplisearret dat as ynterferinsje ferskynt yn it kanaal, in reduksje fan 'e gegevensferfiersnelheid sil ferplicht wurde. Dochs is it fanselssprekkend dat it better is om fideo te ûntfangen fan in UAV yn in legere resolúsje dan hielendal neat. Approach 2 brûkt it feit dat ynterferinsje, yn tsjinstelling ta it ynterne lûd fan 'e ûntfanger, de radioferbining fan bûten komt en, as bepaalde middels oanwêzich binne yn' e modem, kinne wurde ûnderdrukt. Underdrukking fan ynterferinsje is mooglik as it pleatst is yn 'e spektrale, tydlike of romtlike domeinen. Bygelyks, smelbân ynterferinsje is pleatst yn 'e spektrale regio en kin wurde "útsnien" út it spektrum mei help fan in spesjale filter. Lykas wurdt pulsearre lûd lokalisearre yn it tiiddomein; om it te ûnderdrukken, wurdt it troffen gebiet fuortsmiten fan it ynfiersinjaal fan 'e ûntfanger. As de ynterferinsje net smelbân of pulsearre is, dan kin in romtlike ûnderdrukker brûkt wurde om it te ûnderdrukken, om't ynterferinsje komt de ûntfangende antenne yn fan in boarne út in bepaalde rjochting. As de nul fan it stralingspatroan fan 'e ûntfangende antenne is pleatst yn' e rjochting fan 'e ynterferinsjeboarne, sil de ynterferinsje ûnderdrukt wurde. Sokke systemen wurde adaptive beamforming & beam nulling systemen neamd.
Radioprotokol brûkt. Modemfabrikanten kinne in standert (WiFi, DVB-T) as proprietêr radioprotokol brûke. Dizze parameter wurdt selden oanjûn yn spesifikaasjes. It brûken fan DVB-T wurdt yndirekt oanjûn troch de stipe frekwinsje bands 2/4/6/7/8, soms 10 MHz en de fermelding yn 'e tekst fan' e spesifikaasje fan COFDM (kodearre OFDM) technology wêryn OFDM wurdt brûkt yn gearhing mei noise-resistant kodearring. Yn it foarbygean konstatearje wy dat COFDM suver in reklameslogan is en gjin foardielen hat boppe OFDM, om't OFDM sûnder lûdbestindige kodearring nea yn 'e praktyk wurdt brûkt. Equalize COFDM en OFDM as jo sjogge dizze ôfkoartings yn radio modem spesifikaasjes.
Modems mei help fan in standert protokol wurde meastal boud op basis fan in spesjalisearre chip (WiFi, DVB-T) wurkje yn gearhing mei in mikroprosessor. It brûken fan in oanpaste chip ferleget de modemfabrikant fan in protte fan 'e hoofdpijn dy't ferbûn binne mei it ûntwerpen, modelleren, ymplemintearjen en testen fan har eigen radioprotokol. De mikroprosessor wurdt brûkt om it modem de nedige funksjonaliteit te jaan. Sokke modems hawwe de folgjende foardielen.
- Lege priis.
- Goede gewicht en grutte parameters.
- Leech enerzjyferbrûk.
Der binne ek neidielen.
- Unfermogen om de skaaimerken fan 'e radio-ynterface te feroarjen troch de firmware te feroarjen.
- Lege stabiliteit fan leveringen op 'e lange termyn.
- Beheinde mooglikheden by it leverjen fan kwalifisearre technyske stipe by it oplossen fan net-standertproblemen.
De lege stabiliteit fan leveringen komt troch it feit dat chipfabrikanten har primêr rjochtsje op massamerken (tv's, kompjûters, ensfh.). Fabrikanten fan modems foar UAV's binne gjin prioriteit foar har en se kinne op gjin inkelde manier it beslút fan 'e chipfabrikant beynfloedzje om de produksje te stopjen sûnder in adekwate ferfanging mei in oar produkt. Dizze funksje wurdt fersterke troch de trend fan ferpakking fan radio-ynterfaces yn spesjalisearre mikrocircuits lykas "systeem op chip" (Systeem op chip - SoC), en dêrom wurde yndividuele radio-ynterface-chips stadichoan út 'e semiconductormerk wosken.
Beheinde mooglikheden by it jaan fan technyske stipe binne te tankjen oan it feit dat de ûntwikkelingsteams fan modems basearre op it standert radioprotokol goed bemanne binne mei spesjalisten, benammen yn elektroanika en mikrogolftechnology. D'r binne miskien hielendal gjin radiokommunikaasjespesjalisten, om't d'r gjin problemen binne om op te lossen. Dêrom kinne UAV-fabrikanten op syk nei oplossingen foar net-triviale radiokommunikaasjeproblemen harsels teloarsteld fine yn termen fan oerlis en technyske bystân.
Modems dy't in proprietêr radioprotokol brûke binne boud op basis fan universele analoge en digitale sinjaalferwurkingschips. De leveringstabiliteit fan sokke chips is tige heech. True, de priis is ek heech. Sokke modems hawwe de folgjende foardielen.
- Wide mooglikheden foar it oanpassen fan it modem oan de behoeften fan de klant, ynklusyf it oanpassen fan de radio-ynterface troch de firmware te feroarjen.
- Oanfoljende radio-ynterface-mooglikheden dy't ynteressant binne foar gebrûk yn UAV's en binne ôfwêzich yn modems boud op basis fan standert radioprotokollen.
- Hege stabiliteit fan foarrieden, incl. op lange termyn.
- Heech nivo fan technyske stipe, ynklusyf it oplossen fan net-standertproblemen.
Nijsberjochten.
- Heech priis
- De parameters foar gewicht en grutte kinne slimmer wêze dan dy fan modems dy't standert radioprotokollen brûke.
- Ferhege enerzjyferbrûk fan 'e digitale sinjaalferwurkingsienheid.
Technyske gegevens fan guon modems foar UAVs
De tabel toant de technyske parameters fan guon modems foar UAV's te krijen op 'e merke.
Tink derom dat hoewol it 3D Link-modem de leechste útstjoerkrêft hat yn ferliking mei de Picoradio OEM- en J11-modems (25 dBm tsjin 27-30 dBm), it 3D Link-powerbudzjet heger is dan dy modems troch de hege ûntfangergefoelichheid (mei de deselde gegevensoerdrachtsnelheid foar de modems dy't wurde fergelike). Sa sil it kommunikaasjeberik by it brûken fan 3D Link grutter wêze mei bettere enerzjy stealth.
Tafel. Technyske gegevens fan guon breedbânmodems foar UAV's en robotika
Parameter
(útfierd op de module fan Microhard)
(Sjoch ek )
Fabrikant, lân
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Kanada
DTC, UK
Redess, Sina
Дальность связи [км]
20−60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Скорость [Мбит/сек]
0.023−64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Задержка передачи данных [мс]
1−20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Габариты бортового блока ДхШхВ [мм]
77х45х25
74x54x26
40x40x10 (sûnder húsfesting)
67x68x22
76x48x20
Масса бортового блока [грамм]
89
105
17.6 (sûnder húsfesting)
135
88
Ynformaasje Schnittstellen
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (opsjoneel)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Питание бортового блока [Вольт/Ватт]
7−30/6.7
7-26/n/a*
5-58/4.8
5.9-17.8/4.5-7
7-18/8
Питание наземного блока [Вольт/Ватт]
18−75или PoE/7
7-26/n/a*
5-58/4.8
6-16/8
7-18/5
Мощность передатчика [дБм]
25
n/a*
27 − 30
20
30
Untfangergefoelichheid [dBm] (foar snelheid [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
-101(n/b*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(n/b*) −104(n/b*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Modem enerzjybudzjet [dB] (foar snelheid [Mbit/sek])
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)
Поддерживаемые полосы частот [МГц]
4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simplex / duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Simplex
Duplex
Stipe foar ferskaat
ja
ja
ja
ja
ja
Apart kanaal foar kontrôle / telemetry
ja
ja
ja
gjin
ja
Stipe UAV-kontrôleprotokollen yn it kontrôle- / telemetrykanaal
MAVLink, proprietêr
MAVLink, proprietêr
gjin
gjin
MAV Link
Multiplexing stipe yn kontrôle / telemetry kanaal
ja
ja
gjin
gjin
n/a*
Netwurk topologyen
PTP, PMP, estafette
PTP, PMP, estafette
PTP, PMP, estafette
PTP
PTP, PMP, estafette
Middels foar it fergrutsjen fan lûdimmuniteit
DSSS, narrowband en puls suppressors
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Radio protokol
proprietary
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - gjin gegevens.
Oer de skriuwer
Alexander Smorodinov [[e-post beskerme]] is in liedende spesjalist by Geoscan LLC op it mêd fan draadloze kommunikaasje. Fan 2011 oant no hat hy foar ferskate doelen radioprotokollen en sinjaalferwurkingsalgoritmen foar breedbânradiomodems ûntwikkele, en ek de ûntwikkele algoritmen op basis fan programmearbere logika-chips ymplementearre. De ynteressegebieten fan 'e auteur omfetsje de ûntwikkeling fan syngronisaasjealgoritmen, skatting fan kanaaleigenskippen, modulaasje / demodulaasje, lûdbestindige kodearring, lykas ek guon algoritmen foar media tagongslaach (MAC). Foardat hy by Geoscan kaam, wurke de auteur yn ferskate organisaasjes, en ûntwikkele oanpaste draadloze kommunikaasjeapparaten. Fan 2002 oant 2007 wurke hy by Proteus LLC as in liedende spesjalist yn 'e ûntwikkeling fan kommunikaasjesystemen basearre op 'e IEEE802.16 (WiMAX) standert. Fan 1999 oant 2002, de skriuwer wie belutsen by de ûntwikkeling fan lûd-resistant kodearring algoritmen en modellering fan radio keppeling rûtes by de Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". De skriuwer krige in Candidate of Technical Sciences-graad fan 'e Sint-Petersburch University of Aerospace Instrumentation yn 1998 en in Radio Engineering-graad fan deselde universiteit yn 1995. Alexander is in hjoeddeiske lid fan IEEE en de IEEE Communications Society.
Boarne: www.habr.com