Chan eil an dùbhlan a bhith a’ sgaoileadh mòran dàta bho charbad adhair gun luchd-obrach (UAV) no innealan-fuadain talmhainn neo-chumanta ann an tagraidhean an latha an-diugh. Tha an artaigil seo a’ beachdachadh air na slatan-tomhais taghaidh airson modems bann-leathann agus duilgheadasan co-cheangailte riutha. Chaidh an artaigil a sgrìobhadh airson luchd-leasachaidh UAV agus robotics.
Slatan-tomhais Taghaidh
Is iad na prìomh shlatan-tomhais airson modem bann-leathann a thaghadh airson UAVn no robotics:
- Raon conaltraidh.
- Ìre gluasad dàta as àirde.
- Dàil ann an sgaoileadh dàta.
- Paramadairean cuideam agus tomhasan.
- Eadar-aghaidh fiosrachaidh le taic.
- Riatanasan beathachaidh.
- Sianal smachd / telemetry air leth.
Raon conaltraidh
Tha an raon conaltraidh an urra chan ann a-mhàin air a’ mhodem, ach cuideachd air antennas, càballan antenna, suidheachaidhean iomadachaidh tonn rèidio, eadar-theachd taobh a-muigh agus adhbharan eile. Gus crìochan a 'mhodem fhèin a sgaradh bho pharaimearan eile a bheir buaidh air an raon conaltraidh, beachdaich air an co-aontar raon [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Iomadachadh tonnan rèidio agus obrachadh cheanglaichean rèidio. Ceangal. Moscow. 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}}, $$display$$
far a bheil
$inline$R$inline$ - raon conaltraidh riatanach ann am meatairean;
$inline$F$inline$ - tricead ann an Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — cumhachd inneal-sgaoilidh modem ann an dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ - buannachd antenna sgaoilidh ann an dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ - call sa chàball bhon mhodem gu antenna an t-sgaoilidh ann an dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ - buannachd antenna cuidhteas ann an dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ - call sa chàball bhon mhodem gu antenna a' ghlacadair ann an dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ - cugallachd a' ghlacadair modem ann an dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ 'na fhactar lasachaidh a tha a' gabhail a-steach call a bharrachd ri linn buaidh uachdar na Talmhainn, fàsmhorachd, àile agus nithean eile ann an dB.
Bho cho-aontar an raoin tha e soilleir nach eil an raon a’ crochadh ach air dà pharamadair a’ mhodem: cumhachd sgaoilidh $ inline$P_{TXdBm}$inline$ agus cugallachd an ghlacadair $inline$P_{RXdBm}$inline$, no an àite an diofar a th’ aca - buidseat lùtha a’ mhodem
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Tha na paramadairean a tha air fhàgail anns a’ cho-aontar raon a’ toirt cunntas air na suidheachaidhean iomadachaidh chomharran agus paramadairean nan innealan biadhaidh antenna, i.e. Chan eil gnothach sam bith agad ris a’ mhodem.
Mar sin, gus an raon conaltraidh àrdachadh, feumaidh tu modem a thaghadh le luach mòr $ inline$B_m$inline$. An uair sin, faodar $inline$B_m$inline$ àrdachadh le bhith ag àrdachadh $inline$P_{TXdBm}$inline$ no le bhith a’ lùghdachadh $inline$P_{RXdBm}$inline$. Anns a 'mhòr-chuid de chùisean, tha luchd-leasachaidh UAV a' coimhead airson modem le cumhachd sgaoilidh àrd agus chan eil iad a 'toirt mòran aire do chugallachd a' ghlacadair, ged a dh'fheumas iad a dhèanamh dìreach mu choinneamh. Tha inneal-sgaoilidh cumhachdach air bòrd de mhodem bann-leathann a’ toirt a-steach na duilgheadasan a leanas:
- caitheamh lùtha àrd;
- feum air fuarachadh;
- crìonadh ann an co-chòrdalachd electromagnetic (EMC) le uidheamachd eile air bòrd an UAV;
- dìomhaireachd lùth ìosal.
Tha a’ chiad dà dhuilgheadas co-cheangailte ris an fhìrinn gu bheil feum air dòighean ùr-nodha airson tòrr fiosrachaidh a chuir thairis air sianal rèidio, mar eisimpleir OFDM. sreathach inneal-sgaoilidh. Tha èifeachdas luchd-sgaoilidh rèidio sreathach an latha an-diugh ìosal: 10-30%. Mar sin, tha 70-90% de lùth prìseil an t-solair cumhachd UAV air a thionndadh gu teas, a dh'fheumar a thoirt air falbh gu h-èifeachdach bhon mhodem, air neo bidh e a 'fàilligeadh air neo bidh a chumhachd toraidh a' tuiteam mar thoradh air cus teasachadh aig an àm as mì-fhreagarrach. Mar eisimpleir, tarraingidh inneal-sgaoilidh 2 W 6-20 W bhon t-solar cumhachd, agus thèid 4-18 W de sin a thionndadh gu teas.
Tha stealth lùth ceangal rèidio cudromach airson tagraidhean sònraichte agus armachd. Tha stealth ìosal a’ ciallachadh gu bheil an comharra modem air a lorg le coltachd an ìre mhath àrd le neach-gleidhidh taisgealaidh an stèisein jamming. Mar sin, tha an coltachd gun tèid ceangal rèidio a chumail fodha le stealth lùth ìosal cuideachd àrd.
Tha cugallachd cuidhteas modem a’ comharrachadh a chomas air fiosrachadh a thoirt a-mach à comharran a fhuaireadh le ìre càileachd sònraichte. Faodaidh slatan-tomhais càileachd a bhith eadar-dhealaichte. Airson siostaman conaltraidh didseatach, thathas a’ cleachdadh coltachd beagan mearachd (ìre mearachd bit - BER) no coltachd mearachd ann am pasgan fiosrachaidh (ìre mearachd frèam - FER). Gu fìrinneach, is e cugallachd ìre an dearbh chomharra às am feumar fiosrachadh a thoirt a-mach. Mar eisimpleir, tha cugallachd −98 dBm le BER = 10−6 a’ nochdadh gum faodar fiosrachadh le leithid de BER a thoirt a-mach à comharra le ìre −98 dBm no nas àirde, ach faodaidh fiosrachadh le ìre de, can, −99 dBm gun a bhith air a thoirt a-mach à comharra tuilleadh le ìre de, can, −1 dBm. Gu dearbh, tha an lùghdachadh ann an càileachd mar a tha ìre nan comharran a 'dol sìos a' tachairt mean air mhean, ach is fhiach a bhith mothachail gu bheil a 'mhòr-chuid de mhodems an latha an-diugh ris an canar sin. buaidh stairsneach anns am bi lùghdachadh ann an càileachd nuair a bhios ìre nan comharran a’ dol sìos fo chugallachd a’ tachairt gu math luath. Tha e gu leòr an comharra a lughdachadh le 2-10 dB fon chugallachd airson an BER àrdachadh gu 1-XNUMX, a tha a’ ciallachadh nach fhaic thu bhidio bhon UAV tuilleadh. Tha buaidh na stairsnich mar thoradh dhìreach air teòirim Shannon airson sianal fuaimneach; chan urrainnear cuir às dha. Bidh sgrios fiosrachaidh nuair a bhios ìre nan comharran a’ dol sìos fo chugallachd mar thoradh air buaidh fuaim a tha air a chruthachadh taobh a-staigh a’ ghlacadair fhèin. Chan urrainnear cuir às gu tur fuaim a-staigh cuidhteas, ach tha e comasach an ìre aige a lughdachadh no ionnsachadh gus fiosrachadh a tharraing gu h-èifeachdach bho chomharran fuaimneach. Tha luchd-saothrachaidh modem a’ cleachdadh an dà dhòigh-obrach sin, a’ dèanamh leasachaidhean air blocaichean RF a’ ghlacadair agus a’ leasachadh algorithms giollachd chomharran didseatach. Chan eil a bhith a’ leasachadh cugallachd a’ ghlacadair modem a’ leantainn gu àrdachadh cho mòr ann an caitheamh cumhachd agus sgaoileadh teas ri àrdachadh cumhachd an tar-chuir. Tha, gu dearbh, àrdachadh ann an caitheamh lùtha agus gineadh teas, ach tha e gu math beag.
Thathas a’ moladh an algairim taghaidh modem a leanas a thaobh a bhith a’ coileanadh an raoin conaltraidh a tha a dhìth.
- Dèan co-dhùnadh air an ìre gluasad dàta.
- Tagh modem leis an cugallachd as fheàrr airson an astar a tha a dhìth.
- Obraich a-mach an raon conaltraidh le àireamhachadh no deuchainn.
- Ma tha an raon conaltraidh nas lugha na tha riatanach, feuch ris na ceumannan a leanas a chleachdadh (air an cur air dòigh ann an òrdugh lùghdachadh prìomhachais):
- lughdaich call ann an càballan antenna $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ le bhith a’ cleachdadh càball le lasachadh sreathach nas ìsle aig tricead obrachaidh agus/no a’ lughdachadh fad nan càbaill;
- àrdachadh àrdachadh antenna $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- àrdachadh cumhachd inneal-sgaoilidh modem.
Tha luachan cugallachd an urra ris an ìre gluasad dàta a rèir na riaghailt: astar nas àirde - cugallachd nas miosa. Mar eisimpleir, tha cugallachd −98 dBm airson 8 Mbps nas fheàrr na cugallachd −95 dBm airson 12 Mbps. Faodaidh tu coimeas a dhèanamh eadar modems a thaobh cugallachd a-mhàin airson an aon astar gluasad dàta.
Tha dàta mu chumhachd tar-chuir cha mhòr an-còmhnaidh ri fhaighinn ann an sònrachaidhean modem, ach chan eil dàta mu chugallachd glacadair an-còmhnaidh ri fhaighinn no chan eil e gu leòr. Aig a 'char as lugha, tha seo na adhbhar a bhith faiceallach, oir cha mhòr gu bheil àireamhan brèagha a' dèanamh ciall falach. A bharrachd air an sin, le bhith gun a bhith a’ foillseachadh dàta cugallachd, bheir an neach-dèanamh cothrom don neach-cleachdaidh tuairmse a dhèanamh air an raon conaltraidh le àireamhachadh. gu modem a cheannach.
Ìre gluasad dàta as àirde
Tha taghadh modem stèidhichte air a’ pharamadair seo gu math sìmplidh ma tha na riatanasan astair air am mìneachadh gu soilleir. Ach tha cuid de nuances.
Ma dh’ fheumas an duilgheadas fhuasgladh dèanamh cinnteach gu bheil an raon conaltraidh as àirde comasach agus aig an aon àm gu bheil e comasach bann tricead farsaing gu leòr a riarachadh airson ceangal rèidio, tha e nas fheàrr modem a thaghadh a bheir taic do chòmhlan tricead farsaing (bandwidth). Is e an fhìrinn gum faodar an astar fiosrachaidh a tha a dhìth a choileanadh ann am bann tricead caran cumhang le bhith a’ cleachdadh seòrsaichean modaladh dùmhail (16QAM, 64QAM, 256QAM, msaa), no ann am bann tricead farsaing le bhith a’ cleachdadh modaladh dùmhlachd ìosal (BPSK, QPSK). ). Tha e nas fheàrr modaladh dùmhlachd ìosal a chleachdadh airson gnìomhan mar sin air sgàth an dìonachd fuaim nas àirde. Mar sin, tha cugallachd a’ ghlacadair nas fheàrr; a rèir sin, bidh buidseat lùtha a’ mhodem ag àrdachadh agus, mar thoradh air an sin, an raon conaltraidh.
Aig amannan bidh luchd-saothrachaidh UAV a ’suidheachadh astar fiosrachaidh a’ cheangail rèidio mòran nas àirde na astar an stòr, gu litearra 2 uair no barrachd, ag argamaid gu bheil bitrate caochlaideach aig stòran leithid codecs bhidio agus gum bu chòir astar modem a thaghadh a ’toirt aire don luach as àirde. de sgaoilidhean bitrate. Anns a 'chùis seo, tha an raon conaltraidh a' lùghdachadh gu nàdarra. Cha bu chòir dhut an dòigh-obrach seo a chleachdadh mura h-eil e gu tur riatanach. Tha bufair mòr aig a’ mhòr-chuid de mhodems an latha an-diugh anns an inneal-sgaoilidh as urrainn spìcean bitrate a dhèanamh rèidh gun chall pacaid. Mar sin, chan eil feum air tèarmann astair nas motha na 25%. Ma tha adhbhar ann a bhith a 'creidsinn nach eil comas bufair a' mhodem a thathar a 'ceannach gu leòr agus gu bheil feum air àrdachadh mòran nas motha ann an astar, tha e nas fheàrr diùltadh a leithid de mhodem a cheannach.
Dàil gluasad dàta
Nuair a thathar a’ measadh a’ pharamadair seo, tha e cudromach an dàil co-cheangailte ri sgaoileadh dàta thairis air a’ cheangal rèidio a sgaradh bhon dàil a chruthaich inneal còdaidh/còdaidh an stòr fiosrachaidh, leithid codec bhidio. Tha an dàil anns a’ cheangal rèidio air a dhèanamh suas de 3 luachan.
- Dàil mar thoradh air giullachd chomharran anns an inneal-sgaoilidh agus an cuidhteas.
- Dàil mar thoradh air gluasad chomharran bho inneal-sgaoilidh gu inneal-glacaidh.
- Dàil mar thoradh air bufferadh dàta anns an inneal-sgaoilidh ann am modems dàphuing roinneadh ùine (TDD).
Tha latency seòrsa 1, ann an eòlas an ùghdair, a’ dol bho dheich microseconds gu aon millisecond. Tha dàil seòrsa 2 an urra ris an raon conaltraidh, mar eisimpleir, airson ceangal 100 km tha e 333 μs. Tha dàil seòrsa 3 an urra ri fad an fhrèam TDD agus air a’ cho-mheas eadar fad a’ chearcall tar-chuir agus fad an fhrèam iomlan agus faodaidh e atharrachadh bho 0 gu fad an fhrèam, ie is e caochladair air thuaiream a th’ ann. Ma tha am pasgan fiosrachaidh tar-chuir aig cuir a-steach an inneal-sgaoilidh fhad ‘s a tha am modem anns a’ chearcall tar-chuir, thèid am pacaid a chuir a-null air an èadhar le dàil neoni seòrsa 3. Ma tha am pacaid beagan fadalach agus gu bheil an cearcall fàilteachaidh air tòiseachadh mar-thà, an uairsin bidh dàil air anns a’ bhufair sgaoilidh fad a’ chearcall fàilteachaidh. Tha faid frèam àbhaisteach TDD a’ dol bho 2 gu 20 ms, agus mar sin cha bhith an dàil Seòrsa 3 as miosa nas àirde na 20 ms. Mar sin, bidh an dàil iomlan anns a’ cheangal rèidio anns an raon 3 – 21 ms.
Is e an dòigh as fheàrr air faighinn a-mach an dàil ann an ceangal rèidio deuchainn làn-sgèile a’ cleachdadh goireasan gus feartan lìonra a mheasadh. Chan eilear a’ moladh dàil a thomhas a’ cleachdadh an dòigh freagairt iarrtas, oir is dòcha nach bi an dàil anns an stiùireadh air adhart is air ais an aon rud airson modems TDD.
Paramadairean cuideam agus tomhasan
Chan eil a bhith a 'taghadh aonad modem air bòrd a rèir an t-slat-tomhais seo a' feumachdainn beachdan sònraichte sam bith: mar as lugha agus nas aotroime 's ann as fheàrr. Na dì-chuimhnich cuideachd mun fheum air an aonad air bòrd a fhuarachadh; dh'fhaodadh gum bi feum air rèididheatoran a bharrachd, agus mar sin faodaidh an cuideam agus an tomhas àrdachadh cuideachd. Bu chòir prìomhachas a thoirt an seo do dh'aonadan aotrom, beaga le caitheamh cumhachd ìosal.
Airson aonad stèidhichte air an talamh, chan eil na paramadairean mòr-mheudach cho riatanach. Tha e furasta a chleachdadh agus a stàladh. Bu chòir an aonad talmhainn a bhith na inneal air a dhìon gu h-earbsach bho bhuaidhean bhon taobh a-muigh le siostam sreap goireasach gu crann no tripod. Is e roghainn math nuair a tha an aonad talmhainn air a fhilleadh a-steach don aon taigheadas leis an antenna. Mas fheàrr, bu chòir an aonad talmhainn a bhith ceangailte ris an t-siostam smachd tro aon cheangal goireasach. Sàbhalaidh seo thu bho fhaclan làidir nuair a dh’ fheumas tu obair cleachdaidh a dhèanamh aig teòthachd −20 ceum.
Riatanasan Diadhaidh
Tha aonadan air bòrd, mar riaghailt, air an dèanamh le taic airson raon farsaing de bholtaids solair, mar eisimpleir 7-30 V, a tha a 'còmhdach a' mhòr-chuid de na roghainnean bholtachd anns an lìonra cumhachd UAV. Ma tha cothrom agad taghadh bho ghrunn bholtaids solair, thoir roghainn don luach bholtachd solair as ìsle. Mar riaghailt, tha modems air an cumhachd a-staigh bho bholtaids 3.3 agus 5.0 V tro sholarachadh cumhachd àrd-sgoile. Tha èifeachdas nan solar cumhachd àrd-sgoile sin nas àirde, is ann as lugha a bhios an eadar-dhealachadh eadar bholtadh a-steach agus bholtadh a-staigh a’ mhodem. Tha àrdachadh èifeachdais a’ ciallachadh nas lugha de chaitheamh lùtha agus gineadh teas.
Feumaidh aonadan talmhainn, air an làimh eile, taic a thoirt do chumhachd bho stòr bholtachd gu ìre àrd. Leigidh seo le càball cumhachd a chleachdadh le crois-roinn bheag, a lughdaicheas cuideam agus a nì an stàladh nas sìmplidhe. Leis a h-uile càil eile co-ionann, thoir roghainn do dh'aonadan stèidhichte air an talamh le taic PoE (Power over Ethernet). Anns a 'chùis seo, chan eil ach aon chàball Ethernet a dhìth gus an aonad talmhainn a cheangal ris an stèisean smachd.
Sianal smachd / telemetry air leth
Feart cudromach ann an cùisean far nach eil àite air fhàgail air an UAV gus modem àithne-telemetry air leth a chuir a-steach. Ma tha àite ann, faodar sianal smachd/telemetry air leth den mhodem bann-leathann a chleachdadh mar chùl-taic. Nuair a thaghas tu modem leis an roghainn seo, thoir aire don fhìrinn gu bheil am modem a ’toirt taic don phròtacal a tha thu ag iarraidh airson conaltradh leis an UAV (MAVLink no seilbh) agus an comas smachd a chumail air dàta seanail / telemetry gu eadar-aghaidh goireasach aig an stèisean talmhainn (GS). ). Mar eisimpleir, tha an aonad air bòrd de mhodem bann-leathann ceangailte ris an autopilot tro eadar-aghaidh leithid RS232, UART no CAN, agus tha an aonad talmhainn ceangailte ris a’ choimpiutair smachd tro eadar-aghaidh Ethernet tro bheil e riatanach àithne iomlaid. , telemetry agus fiosrachadh bhidio. Anns a 'chùis seo, feumaidh am modem a bhith comasach air an t-sruth àithne agus telemetry a dhèanamh eadar an eadar-aghaidh RS232, UART no CAN den aonad air bòrd agus eadar-aghaidh Ethernet an aonaid talmhainn.
Paramadairean eile airson aire a thoirt dhaibh
Modh duplex ri fhaighinn. Bidh modems bann-leathann airson UAVn a’ toirt taic do mhodhan obrachaidh simplex no duplex. Ann am modh simplex, chan eil tar-chuir dàta ceadaichte ach anns an stiùireadh bhon UAV chun NS, agus ann am modh duplex - an dà thaobh. Mar riaghailt, tha codec bhidio stèidhichte aig modems simplex agus tha iad air an dealbhadh gus obrachadh le camarathan bhidio aig nach eil codec bhidio. Chan eil modem simplex freagarrach airson ceangal ri camara IP no inneal sam bith eile a dh’ fheumas ceangal IP. Air an làimh eile, tha modem duplex, mar riaghailt, air a dhealbhadh gus lìonra IP air-bòrd an UAV a cheangal ri lìonra IP an NS, ie tha e a ’toirt taic do chamarathan IP agus innealan IP eile, ach is dòcha nach eil inneal togte aige. ann an codec bhidio, oir mar as trice bidh an codec bhidio agad aig camarathan bhidio IP. Chan eil taic eadar-aghaidh Ethernet comasach ach ann am modems làn-duplex.
Fàilteachas iomadachd (iomadachd RX). Tha làthaireachd a’ chomais seo riatanach gus dèanamh cinnteach à conaltradh leantainneach air feadh an astar itealaich gu lèir. Nuair a bhios iad a’ gluasad thairis air uachdar na Talmhainn, bidh tonnan rèidio a’ ruighinn an àite faighinn ann an dà ghiùlan: air slighe dhìreach agus le meòrachadh bhon uachdar. Ma thèid tonnan de dhà ghiùlan a chuir ris ann an ìre, tha an raon aig an àite faighinn air a neartachadh, agus ma tha e ann an antiphase, tha e air a lagachadh. Faodaidh an lagachadh a bhith gu math cudromach - suas ri call iomlan conaltraidh. Tha làthaireachd dà antennas air an NS, a tha suidhichte aig àirdean eadar-dhealaichte, a 'cuideachadh gus an duilgheadas seo fhuasgladh, oir ma thèid na sailean a chur ann an antiphase aig suidheachadh aon antenna, an uairsin aig an àite eile chan eil iad. Mar thoradh air an sin, faodaidh tu ceangal seasmhach a choileanadh air feadh an astair gu lèir.
Topologies lìonra le taic. Tha e ciallach modem a thaghadh a bheir taic chan ann a-mhàin airson topology puing-gu-puing (PTP), ach cuideachd airson topologies puing-gu-ioma-phuing (PMP) agus sealaidheachd (ath-aithris). Leigidh cleachdadh sealaidheachd tro UAV a bharrachd dhut farsaingeachd còmhdaich a’ phrìomh UAV a leudachadh gu mòr. Leigidh taic PMP leat fiosrachadh fhaighinn aig an aon àm bho ghrunn UAVan air aon NS. Thoir an aire cuideachd gum feum taic PMP agus sealaidheachd àrdachadh ann an leud-bann modem an taca ri cùis conaltraidh le aon UAV. Mar sin, airson na modhan sin thathar a 'moladh modem a thaghadh a bheir taic do chòmhlan tricead farsaing (co-dhiù 15-20 MHz).
Dòighean ri fhaighinn gus dìonachd fuaim àrdachadh. Roghainn feumail, leis an àrainneachd eadar-theachd dian ann an raointean far a bheilear a’ cleachdadh UAVan. Thathas a’ tuigsinn gur e dìonachd fuaim an comas a th’ aig siostam conaltraidh a dhleastanas a choileanadh ma tha bacadh bho thùs fuadain no nàdarra air an t-sianal conaltraidh. Tha dà dhòigh-obrach ann airson sabaid an-aghaidh. Dòigh-obrach 1: dealbhaich an inneal-glacaidh modem gus am faigh e fiosrachadh gu h-earbsach eadhon nuair a tha bacadh air a ’chòmhlan seanail conaltraidh, aig cosgais beagan lughdachadh ann an astar tar-chuir fiosrachaidh. Dòigh-obrach 2: Cuir stad air no lughdaich bacadh air cuir a-steach a’ ghlacadair. Is e eisimpleirean de bhuileachadh a’ chiad dòigh-obrach siostaman sgaoilidh speactram, is iad sin: hopadh tricead (FH), speactram sgaoilidh sreath pseudo-random (DSSS) no measgachadh den dà chuid. Tha teicneòlas FH air fàs farsaing ann an seanalan smachd UAV mar thoradh air an ìre gluasad dàta a tha a dhìth ann an sianal conaltraidh mar sin. Mar eisimpleir, airson astar 16 kbit / s ann an còmhlan 20 MHz, faodar timcheall air 500 suidheachadh tricead a chuir air dòigh, a leigeas le dìon earbsach an aghaidh bacadh bann cumhang. Tha duilgheadas ann a bhith a’ cleachdadh FH airson sianal conaltraidh bann-leathann leis gu bheil am bann tricead a thig às ro mhòr. Mar eisimpleir, gus 500 suidheachadh tricead fhaighinn nuair a bhios tu ag obair le comharra le leud-bann 4 MHz, feumaidh tu 2 GHz de leud-bann an-asgaidh! Tòrr airson a bhith fìor. Tha cleachdadh DSSS airson sianal conaltraidh bann-leathann le UAVan nas buntainniche. Anns an teicneòlas seo, tha gach pìos fiosrachaidh air a dhùblachadh aig an aon àm aig grunn (no eadhon a h-uile) tricead anns a 'chòmhlan chomharran agus, an làthair bacadh bann cumhang, faodar a sgaradh bho phàirtean den speactram nach eil a' toirt buaidh air eadar-theachd. Tha cleachdadh DSSS, a bharrachd air FH, a’ ciallachadh nuair a nochdas eadar-theachd san t-sianal, gum bi feum air lùghdachadh anns an ìre tar-chuir dàta. A dh’ aindeoin sin, tha e follaiseach gu bheil e nas fheàrr bhidio fhaighinn bho UAV ann an rùn nas ìsle na gun dad idir. Tha dòigh-obrach 2 a’ cleachdadh an fhìrinn gu bheil eadar-theachd, eu-coltach ri fuaim a-staigh a’ ghlacadair, a’ dol a-steach don cheangal rèidio bhon taobh a-muigh agus, ma tha dòighean sònraichte an làthair anns a’ mhodem, faodar a chumail fodha. Tha e comasach casg a chuir air bacadh ma tha e ionadail anns na raointean speurail, ùineail no spàsail. Mar eisimpleir, tha bacadh bann caol air a h-ionadail anns an roinn speactram agus faodar a “ghearradh a-mach” bhon speactram le bhith a ’cleachdadh criathrag sònraichte. San aon dòigh, tha fuaim pulsed air a h-ionadail anns an raon ùine; gus a chumail fodha, tha an raon air a bheil buaidh air a thoirt air falbh bho chomharradh cuir a-steach a ’ghlacadair. Mura h-eil bann cumhang no pulsed aig a’ bhacadh, faodar suppressor spàsail a chleachdadh gus a chumail fodha, leis gu bheil bidh bacadh a’ dol a-steach don antenna faighinn bho stòr bho stiùireadh sònraichte. Ma tha neoni pàtran rèididheachd an antenna a tha a’ faighinn air a shuidheachadh taobh an tùs eadar-theachd, thèid an eadar-theachd a chumail fodha. Canar siostaman beamforming atharrachail & nulling beam ris na siostaman sin.
Pròtacal rèidio air a chleachdadh. Faodaidh luchd-saothrachaidh modem àbhaisteach (WiFi, DVB-T) no protocol rèidio seilbh a chleachdadh. Is ann ainneamh a tha am paramadair seo air a chomharrachadh ann an sònrachaidhean. Tha cleachdadh DVB-T air a chomharrachadh gu neo-dhìreach leis na bannan tricead le taic 2/4/6/7/8, uaireannan 10 MHz agus an iomradh anns an teacsa air an t-sònrachadh air teicneòlas COFDM (còd OFDM) anns a bheil OFDM air a chleachdadh còmhla. le còdadh dìon-fuaim. Le bhith a’ dol seachad, tha sinn a’ toirt fa-near gur e sluagh-ghairm sanasachd a-mhàin a th’ ann an COFDM agus nach eil buannachdan sam bith aige thairis air OFDM, leis nach eilear a’ cleachdadh OFDM às aonais còdadh fuaimneach ann an cleachdadh. Dèan co-ionannachd COFDM agus OFDM nuair a chì thu na giorrachaidhean sin ann an sònrachaidhean modem rèidio.
Mar as trice bidh modalan a bhios a’ cleachdadh protocol àbhaisteach air an togail air bunait chip sònraichte (WiFi, DVB-T) ag obair còmhla ri microprocessor. Le bhith a’ cleachdadh chip àbhaisteach bidh an neach-dèanamh modem a’ faochadh mòran chinn-cinn co-cheangailte ri bhith a’ dealbhadh, a’ modaladh, a’ cur an gnìomh agus a’ dèanamh deuchainn air a’ phròtacal rèidio aca fhèin. Tha am microprocessor air a chleachdadh gus an comas-gnìomh riatanach a thoirt don mhodem. Tha na buannachdan a leanas aig modems mar sin.
- Prìs ìseal
- Paramadairean cuideam agus meud math.
- Caitheamh cumhachd ìosal.
Tha eas-bhuannachdan ann cuideachd.
- Neo-chomas feartan an eadar-aghaidh rèidio atharrachadh le bhith ag atharrachadh am firmware.
- Seasmhachd solarachaidh ìosal san fhad-ùine.
- Comasan cuibhrichte ann a bhith a’ toirt seachad taic theicnigeach le teisteanas nuair a tha thu a’ fuasgladh dhuilgheadasan neo-àbhaisteach.
Tha seasmhachd ìosal solair air sgàth gu bheil luchd-saothrachaidh chip gu sònraichte ag amas air mòr-mhargaidhean (Tbh, coimpiutairean, msaa). Chan eil luchd-saothrachaidh mhodems airson UAVan na phrìomhachas dhaibh agus chan urrainn dhaibh ann an dòigh sam bith buaidh a thoirt air co-dhùnadh an neach-dèanamh chip stad a chuir air cinneasachadh gun toradh iomchaidh eile a chuir na àite. Tha am feart seo air a dhaingneachadh le gluasad eadar-aghaidh rèidio pacaidh gu microcircuits sònraichte leithid “system on chip” (System on Chip - SoC), agus mar sin bidh sgoltagan eadar-aghaidh rèidio fa leth air an nighe a-mach mean air mhean bhon mhargaidh semiconductor.
Tha comasan cuibhrichte ann a bhith a’ toirt seachad taic theicnigeach mar thoradh air gu bheil sgiobaidhean leasachaidh modems stèidhichte air a’ phròtacal rèidio àbhaisteach làn luchd-obrach le eòlaichean, gu sònraichte ann an electronics agus teicneòlas microwave. Is dòcha nach eil eòlaichean conaltraidh rèidio ann idir, leis nach eil duilgheadasan ann dhaibh fhuasgladh. Mar sin, is dòcha gum bi luchd-saothrachaidh UAV a tha a’ coimhead airson fuasglaidhean air duilgheadasan conaltraidh rèidio neo-thrioblaideach gam faicinn fhèin briseadh-dùil a thaobh co-chomhairle agus taic theicnigeach.
Tha modalan a tha a’ cleachdadh protocol rèidio seilbh air an togail air bunait chips giollachd chomharran analog agus didseatach uile-choitcheann. Tha seasmhachd solair leithid de chips gu math àrd. Fìor, tha a 'phrìs àrd cuideachd. Tha na buannachdan a leanas aig modems mar sin.
- Comasan farsaing airson am modem atharrachadh a rèir feumalachdan an neach-ceannach, a’ toirt a-steach an eadar-aghaidh rèidio atharrachadh le bhith ag atharrachadh am firmware.
- Comasan eadar-aghaidh rèidio a bharrachd a tha inntinneach airson an cleachdadh ann an UAVn agus nach eil ann am modems a chaidh a thogail a rèir protocolaidhean rèidio àbhaisteach.
- Àrd seasmhachd solair, a’ toirt a-steach. san fhad-ùine.
- Ìre àrd de thaic theicnigeach, a’ toirt a-steach fuasgladh cheistean neo-àbhaisteach.
Eas-bhuannachdan.
- Prìs àrd
- Dh’ fhaodadh na crìochan cuideam is meud a bhith nas miosa na an fheadhainn aig modems a’ cleachdadh protocolaidhean rèidio àbhaisteach.
- Meudachadh air caitheamh cumhachd an aonad giollachd chomharran didseatach.
Dàta teicnigeach cuid de mhodems airson UAVan
Tha an Clàr a’ sealltainn crìochan teicnigeach cuid de mhodems airson UAVan a tha rim faighinn air a’ mhargaidh.
Thoir an aire, ged a tha an cumhachd tar-chuir as ìsle aig modem 3D Link an taca ri modems Picoradio OEM agus J11 (25 dBm vs. 27 - 30 dBm), tha buidseat cumhachd 3D Link nas àirde na na modems sin air sgàth cho cugallach ‘s a tha an cuidhteas an aon astar gluasad dàta airson na modems a thathar a’ dèanamh coimeas). Mar sin, bidh an raon conaltraidh nuair a bhios tu a’ cleachdadh 3D Link nas motha le stealth lùth nas fheàrr.
Clàr. Dàta teignigeach mu chuid de mhodalan bann-leathann airson UAVn agus innealan-fuadain
Parameter
(air a chluich air a’ mhodal bho Microhard)
(Faic cuideachd )
Dèanadair, dùthaich
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canada
DTC, RA
Redess, Sìona
Raon conaltraidh [km] 20 - 60
5
n/a*
n/a*
10 - 20
Astar [Mbit/s] 0.023 - 64.9
1.6 - 6
0.78 - 28
0.144 - 31.668
1.5 - 6
Dàil tar-chuir dàta [ms] 1 - 20
25
n/a*
15 - 100
15 - 30
Meudan an aonaid air bòrd LxWxH [mm] 77x45x25
74x54x26
40x40x10 (gun taigheadas)
67x68x22
76x48x20
Cuideam aonad air bòrd [gram] 89
105
17.6 (gun taigheadas)
135
88
Eadar-aghaidh fiosrachaidh
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (roghainneil)
Ethernet, RS232 / UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Solar cumhachd aonad air bòrd [Volt / Watt] 7 - 30 / 6.7
7 - 26/n/a*
5 – 58/4.8
5.9–17.8/4.5–7
7 – 18/8
Solar cumhachd aonad talmhainn [Volt/Watt] 18-75 no PoE/7
7 - 26/n/a*
5 – 58/4.8
6 – 16/8
7 – 18/5
Cumhachd tar-chuir [dBm] 25
n/a*
27 - 30
20
30
Cugallachd cuidhteas [dBm] (airson astar [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101(n/a*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(n/a*) -104(n/a*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Buidseit lùth modem [dB] (airson astar [Mbit/sec])
147(0.023) 126(4.06) 120.1(12.18) 103.6(64.96)
n/a*
131(0.78) 126(3.00) 103(28.0)
n/a*
127 (1.5) 124 (3.0) 120 (6.0)
Bannan tricead le taic [MHz] 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
Taic iomadachd
tha
tha
tha
tha
tha
Sianal air leth airson smachd / telemetry
tha
tha
tha
sam bith
tha
Pròtacalan smachd UAV le taic anns an t-sianal smachd / telemetry
MAVLink, seilbh
MAVLink, seilbh
sam bith
sam bith
Ceangal MAV
Taic ioma-fhillte ann an sianal smachd / telemetry
tha
tha
sam bith
sam bith
n/a*
Topologies lìonra
PTP, PMP, sealaidheachd
PTP, PMP, sealaidheachd
PTP, PMP, sealaidheachd
PTP
PTP, PMP, sealaidheachd
A’ ciallachadh àrdachadh dìonachd fuaim
DSSS, bann caol agus suppressors buillean
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Pròtacal rèidio
sealbhach
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - gun dàta.
Mun ùghdar
Alasdair Smorodinov [[post-d fo dhìon]] na phrìomh eòlaiche aig Geoscan LLC ann an raon conaltradh gun uèir. Bho 2011 chun an latha an-diugh, tha e air a bhith a’ leasachadh protocolaidhean rèidio agus algorithms giollachd chomharran airson modems rèidio bann-leathann airson diofar adhbharan, a bharrachd air a bhith a’ cur an gnìomh na h-algorithms leasaichte stèidhichte air sgoltagan loidsig prògramaichte. Tha raointean inntinneach an ùghdair a’ toirt a-steach leasachadh algoirmean sioncronaidh, tuairmse air seilbh seanail, atharrachadh / demodulation, còdadh dìon-fuaim, a bharrachd air cuid de algoirmean còmhdach ruigsinneachd mheadhanan (MAC). Mus deach e gu Geoscan, bha an t-ùghdar ag obair ann an grunn bhuidhnean, a’ leasachadh innealan conaltraidh gun uèir àbhaisteach. Bho 2002 gu 2007, bha e ag obair aig Proteus LLC mar phrìomh eòlaiche ann an leasachadh siostaman conaltraidh stèidhichte air inbhe IEEE802.16 (WiMAX). Bho 1999 gu 2002, bha an t-ùghdar an sàs ann an leasachadh algairim còdaidh dìon-fuaim agus modaladh slighean ceangail rèidio aig Institiud Sgrùdaidh Meadhan Iomairt Aonadach na Stàite Feadarail “Granit”. Fhuair an t-ùghdar ceum Tagraiche nan Saidheansan Teicnigeach bho Oilthigh St. Petersburg Aerospace Instrumentation ann an 1998 agus ceum innleadaireachd rèidio bhon aon oilthigh ann an 1995. Tha Alasdair na bhall làithreach de IEEE agus de Chomann Conaltraidh IEEE.
Source: www.habr.com