ʻO ka paʻakikī o ka hoʻouna ʻana i ka nui o nā ʻikepili mai kahi kaʻa mokulele unmanned (UAV) a i ʻole nā robotics honua ʻaʻole ia he mea maʻamau i nā noi hou. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā pae koho no nā modem broadband a me nā pilikia pili. Ua kākau ʻia ka ʻatikala no nā mea hoʻomohala UAV a me robotics.
Ka 'āpana koho
ʻO nā kumu nui no ke koho ʻana i kahi modem broadband no nā UAV a i ʻole robotics:
- Laulā kamaʻilio.
- Ka nui o ka hoʻoili ʻikepili.
- Hoʻopaneʻe i ka lawe ʻana i ka ʻikepili.
- Nā ʻāpana kaumaha a me nā ana.
- Kākoʻo ʻia nā ʻike pili.
- Nā mea e pono ai ka meaʻai.
- Hoʻokaʻawale i ka mana/telemetry channel.
Laulā kamaʻilio
ʻAʻole hilinaʻi ka laulā kamaʻilio ma ka modem wale nō, akā ma nā antennas, nā kaula antenna, nā kūlana hoʻolaha o ka hawewe lekiō, ke keakea o waho a me nā kumu ʻē aʻe. I mea e hoʻokaʻawale ai i nā ʻāpana o ka modem ponoʻī mai nā ʻāpana ʻē aʻe e pili ana i ka laulā kamaʻilio, e noʻonoʻo i ka hoʻohālikelike ākea [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. ʻO ka hoʻolaha ʻana i nā hawewe lekiō a me ka hana ʻana o nā loulou radio. Hoʻohui. Moscow. 1971]
$$hōʻike$$ 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}},$$hōʻike$$
kahi
$inline$R$inline$ - koi ʻia ka laulā kamaʻilio ma nā mika;
$inline$F$inline$ — alapine ma Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — mana hoʻolele modem ma dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ - loaʻa ka antena transmitter ma dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — nā poho ma ke kaula mai ka modem a i ka antena transmitter ma dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — loaʻa ka antenna loaʻa i ka dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — nā poho ma ke kaula mai ka modem a i ka antena hoʻokipa ma dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — ka ʻike o ka mea hoʻokipa modem ma dBm;
ʻO $inline$|V|_{dB}$inline$ kahi kumu hoʻemi e noʻonoʻo ana i nā poho hou ma muli o ka mana o ka ʻili o ka Honua, nā mea kanu, ka lewa a me nā mea ʻē aʻe i ka dB.
Mai ka hoʻohālikelike laulā ʻike maopopo ʻia ka pili ʻana o ka laulā ma nā ʻāpana ʻelua o ka modem: ka mana transmitter $inline$P_{TXdBm}$inline$ a me ka naʻau hoʻokipa $inline$P_{RXdBm}$inline$, a i ʻole ma ko lākou ʻokoʻa. - ka waihona ikehu o ka modem
$$hōʻike$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$hōʻike$$
ʻO nā palena i koe i ka hoʻohālikelike ākea e wehewehe i nā kūlana hoʻolaha hōʻailona a me nā ʻāpana o nā mea hana antenna-feeder, i.e. ʻaʻohe mea pili i ka modem.
No laila, i mea e hoʻonui ai i ka laulā kamaʻilio, pono ʻoe e koho i kahi modem me kahi waiwai nui $inline$B_m$inline$. Hiki ke hoʻonui ʻia ka $inline$B_m$inline$ ma ka hoʻonui ʻana i ka $inline$P_{TXdBm}$inline$ a i ʻole ma ka hoʻemi ʻana i ka $inline$P_{RXdBm}$inline$. I ka hapanui o nā hihia, ke ʻimi nei nā mea hoʻomohala UAV i kahi modem me ka mana transmitter kiʻekiʻe a nānā iki i ka naʻau o ka mea hoʻokipa, ʻoiai pono lākou e hana pololei. ʻO ka mea hoʻolele uila ma luna o ka papa o kahi modem broadband e pili ana i kēia mau pilikia:
- hoʻohana ikehu kiʻekiʻe;
- ka pono no ke anuanu;
- ka emi ʻana o ka hoʻohālikelike electromagnetic (EMC) me nā mea hana ma luna o ka UAV;
- huna ikehu haahaa.
ʻO nā pilikia mua ʻelua e pili ana i ka ʻoiaʻiʻo o nā ʻano hou o ka hoʻouna ʻana i nā ʻike nui ma luna o kahi lekiō, e like me OFDM, koi. laina laina mea hoʻouna. He haʻahaʻa ka maikaʻi o nā mea hoʻouna lekiō laina laina hou: 10-30%. No laila, 70-90% o ka ikehu makamae o ka UAV mana lako ua hoohuliia i ka wela, i pono e efficient wehe 'ia mai ka modem, i ole ia, e hāʻule a i ole kona mana puka e hāʻule ma muli o ka overheating i ka loa inopportune manawa. No ka laʻana, e huki ka mea hoʻolele 2 W i 6-20 W mai ka lako mana, a e hoʻololi ʻia ka 4-18 W i ka wela.
He mea koʻikoʻi ka huna huna o kahi loulou radio no nā noi kūikawā a me ka pūʻali koa. ʻO ka haʻahaʻa haʻahaʻa, ʻo ia hoʻi, ʻike ʻia ka hōʻailona modem me kahi kūlana kiʻekiʻe loa e ka mea hoʻokipa reconnaissance o ke kahua hoʻokūkū. No laila, ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka hiki ke hoʻopau i kahi loulou radio me ka haʻahaʻa haʻahaʻa.
ʻO ka naʻau o ka mea hoʻokipa modem e hōʻike i kona hiki ke unuhi i ka ʻike mai nā hōʻailona i loaʻa me kahi pae o ka maikaʻi. Hiki ke ʻokoʻa nā pae hoʻohālikelike. No nā ʻōnaehana kamaʻilio kikohoʻe, hoʻohana pinepine ʻia ka nui o ka hapa hapa (bit error rate - BER) a i ʻole ke kuhi hewa i loko o kahi ʻeke ʻike (frame error rate - FER). ʻOiaʻiʻo, ʻo ka sensitivity ke kiʻekiʻe o ka hōʻailona pono e lawe ʻia ai ka ʻike. No ka laʻana, ʻo ka ʻike o −98 dBm me BER = 10−6 e hōʻike ana e hiki ke unuhi ʻia ka ʻike me ia BER mai kahi hōʻailona me ke kiʻekiʻe o −98 dBm a i ʻole ke kiʻekiʻe, akā ʻo ka ʻike me kahi pae, e ʻōlelo, −99 dBm hiki ke ʻaʻole e unuhi hou ʻia mai kahi hōʻailona me kahi pae o, e ʻōlelo, −1 dBm. ʻOiaʻiʻo, ʻo ka emi ʻana o ka maikaʻi e like me ka emi ʻana o ka pae hōʻailona e hele mālie, akā pono e hoʻomanaʻo i ka hapa nui o nā modem hou i kapa ʻia. hopena paepae kahi e emi ai ka maikaʻi ke emi ka pae hōʻailona ma lalo o ka naʻau. Ua lawa ka hōʻemi ʻana i ka hōʻailona e 2-10 dB ma lalo o ka sensitivity no ka BER e hoʻonui i 1-XNUMX, ʻo ia hoʻi ʻaʻole ʻoe e ʻike hou i ke wikiō mai ka UAV. ʻO ka hopena paepae he hopena pololei ia o ka theorem a Shannon no ke kahawai walaʻau; ʻaʻole hiki ke hoʻopau ʻia. ʻO ka luku ʻana i ka ʻike i ka wā e emi ai ka pae hōʻailona ma lalo o ka naʻau ma muli o ka mana o ka walaʻau i hana ʻia i loko o ka mea hoʻokipa. ʻAʻole hiki ke hoʻopau loa ʻia ka walaʻau kūloko o ka mea hoʻokipa, akā hiki ke hoʻemi i kona pae a i ʻole ke aʻo ʻana e unuhi pono i ka ʻike mai kahi hōʻailona walaʻau. Ke hoʻohana nei nā mea hana modem i kēia mau ala ʻelua, e hoʻomaikaʻi ana i nā poloka RF o ka mea hoʻokipa a me ka hoʻomaikaʻi ʻana i nā algorithm hoʻoili hōʻailona digital. ʻO ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka noʻonoʻo o ka mea hoʻokipa modem ʻaʻole ia e alakaʻi i ka piʻi nui o ka hoʻohana ʻana i ka mana a me ka hoʻopau wela e like me ka hoʻonui ʻana i ka mana transmitter. Aia nō, ʻoiaʻiʻo, ka piʻi ʻana o ka hoʻohana ʻana i ka ikehu a me ka hana wela, akā he haʻahaʻa loa.
Manaʻo ʻia kēia algorithm koho modem mai ka manaʻo o ka hoʻokō ʻana i ka laulā kamaʻilio e pono ai.
- E hoʻoholo i ka helu hoʻoili ʻikepili.
- E koho i kahi modem me ka naʻau maikaʻi loa no ka wikiwiki e pono ai.
- E hoʻoholo i ka laulā kamaʻilio ma ka helu ʻana a i ʻole ka hoʻokolohua.
- Inā ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka laulima kamaʻilio ma mua o ka pono, a laila e hoʻāʻo e hoʻohana i kēia mau ana (i hoʻonohonoho ʻia ma ke ʻano o ka emi ʻana o ka mea nui):
- e hoemi i na poho ma na uwea antenna $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ ma o ka hoohana ana i ke kaula me ka attenuation laina haahaa ma ke alapine hana a/ai ole e hoemi ana i ka loihi o na kaula;
- hoʻonui i ka loaʻa ʻana o nā antena $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- hoʻonui i ka mana transmitter modem.
ʻO nā waiwai sensitivity e pili ana i ka helu hoʻoili data e like me ke kānāwai: ʻoi aku ka wikiwiki - ʻoi aku ka maikaʻi o ka naʻau. No ka laʻana, −98 dBm sensitivity no 8 Mbps ʻoi aku ka maikaʻi ma mua o −95 dBm sensitivity no 12 Mbps. Hiki iā ʻoe ke hoʻohālikelike i nā modem ma ke ʻano o ka naʻau no ka wikiwiki hoʻoili ʻikepili like.
ʻIke mau ʻia ka ʻikepili ma ka mana transmitter i nā kikoʻī modem, akā ʻaʻole i loaʻa mau ka ʻikepili e pili ana i ka ʻike o ka mea hoʻokipa. ʻO ka liʻiliʻi loa, he kumu kēia e makaʻala ai, no ka mea, ʻaʻole hiki ke hūnā ʻia nā helu nani. Eia kekahi, ma ka hoʻopuka ʻole ʻana i ka ʻikepili sensitivity, hoʻonele ka mea hana i ka mea kūʻai aku i ka manawa e koho ai i ka laulā kamaʻilio ma ka helu ʻana. i luna kūʻai modem.
Ka nui o ka hoʻoili ʻikepili
ʻO ke koho ʻana i kahi modem e pili ana i kēia ʻāpana he mea maʻalahi inā wehewehe maopopo ʻia nā koi wikiwiki. Akā aia kekahi mau nuances.
Inā pono ka pilikia e hoʻoholo ʻia e hōʻoia i ka nui o ka launa kamaʻilio ʻana a i ka manawa like hiki ke hoʻokaʻawale i kahi alapine ākea kūpono no kahi loulou radio, a laila ʻoi aku ka maikaʻi o ke koho ʻana i kahi modem e kākoʻo ana i kahi alapine ākea (bandwidth). ʻO ka mea ʻoiaʻiʻo, hiki ke hoʻokō ʻia ka wikiwiki o ka ʻike i makemake ʻia ma kahi ʻāpana haiki liʻiliʻi ma o ka hoʻohana ʻana i nā ʻano modulation paʻa (16QAM, 64QAM, 256QAM, a me nā mea ʻē aʻe), a i ʻole ma kahi alapine ākea me ka hoʻohana ʻana i ka modulation haʻahaʻa haʻahaʻa (BPSK, QPSK. ). ʻOi aku ka maikaʻi o ka hoʻohana ʻana i ka modulation haʻahaʻa haʻahaʻa no ia mau hana ma muli o kona ʻoi aku ka nui o ka leo. No laila, ʻoi aku ka maikaʻi o ka naʻau o ka mea hoʻokipa; no laila, hoʻonui ka ʻike kālā o ka modem a, ma muli o ka hopena, ka laulā kamaʻilio.
I kekahi manawa, hoʻonohonoho nā mea hana UAV i ka wikiwiki o ka leka uila i ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka wikiwiki o ke kumu, ʻo 2 mau manawa a ʻoi aku paha, me ka hoʻopaʻapaʻa ʻana i nā kumu e like me nā codec video he bitrate loli a pono ke koho ʻia ka wikiwiki modem me ka noʻonoʻo ʻana i ka waiwai nui. o ka bitrate emissions. I kēia hihia, emi maoli ka laulā kamaʻilio. ʻAʻole pono ʻoe e hoʻohana i kēia ala ke ʻole pono. ʻO ka hapa nui o nā modem hou he pale nui i ka transmitter e hiki ke hoʻomaʻemaʻe i ka bitrate spike me ka nalowale ʻole o ka ʻeke. No laila, ʻaʻole koi ʻia kahi mālama wikiwiki ma mua o 25%. Inā loaʻa ke kumu e manaʻoʻiʻo ai ʻaʻole lawa ka mana paʻa o ka modem i kūʻai ʻia a koi ʻia ka piʻi nui o ka wikiwiki, a laila ʻoi aku ka maikaʻi o ka hōʻole ʻana i ke kūʻai ʻana i ia modem.
Hoʻopaneʻe ka hoʻoili ʻikepili
I ka loiloi ʻana i kēia ʻāpana, pono e hoʻokaʻawale i ka lohi e pili ana i ka hoʻouna ʻana i ka ʻikepili ma luna o ka loulou radio mai ka lohi i hana ʻia e ka mea hoʻopili/decoding o ke kumu ʻike, e like me ke codec video. ʻO ka lohi o ka loulou radio he 3 mau waiwai.
- Hoʻopaneʻe ma muli o ka hana hōʻailona ma ka transmitter a me ka mea hoʻokipa.
- Hoʻopaneʻe ma muli o ka hoʻolaha ʻana o ka hōʻailona mai ka transmitter a i ka mea hoʻokipa.
- Hoʻopaneʻe ma muli o ka hoʻopaʻa ʻana i ka ʻikepili i ka transmitter i nā modem duplex time division (TDD).
ʻAno 1 latency, ma ka ʻike o ka mea kākau, mai nā ʻumi microseconds a i hoʻokahi milliseconds. ʻO ka lohi ʻano 2 e pili ana i ka laulā kamaʻilio, no ka laʻana, no kahi loulou 100 km he 333 μs. ʻO ka lohi ʻano 3 e pili ana i ka lōʻihi o ke kiʻi TDD a me ka ratio o ka lōʻihi o ka hoʻouna ʻana i ka lōʻihi holoʻokoʻa a hiki ke hoʻololi ʻia mai ka 0 a hiki i ka lōʻihi o ke kiʻi, ʻo ia hoʻi he ʻano hoʻololi. Inā ʻo ka ʻeke ʻike i hoʻouna ʻia ma ka hoʻokomo transmitter oiai ka modem i ka pōʻaiapili hoʻouna, a laila e hoʻouna ʻia ka ʻeke ma ka lewa me ke ʻano hoʻopaneʻe ʻole ʻano 3. Inā lohi iki ka ʻeke a ua hoʻomaka mua ka pōʻai hoʻokipa, a laila e hoʻopaneʻe ʻia i loko o ka mea hoʻolele uila no ka lōʻihi o ka pōʻai hoʻokipa. ʻO ka lōʻihi o ke kiʻi TDD maʻamau mai 2 a 20 ms, no laila, ʻaʻole ʻoi aku ka lōʻihi o ka lohi ʻana o Type 3 ma mua o 20 ms. No laila, ʻo ka lohi holoʻokoʻa o ka loulou lekiō ma kahi o 3−21 ms.
ʻO ke ala maikaʻi loa e ʻike ai i ka lohi ʻana i kahi loulou radio he hoʻokolohua piha piha me ka hoʻohana ʻana i nā pono hana e loiloi i nā ʻano o ka pūnaewele. ʻAʻole ʻōlelo ʻia ke ana ʻana i ka lohi me ka hoʻohana ʻana i ke ala noi-pane, no ka mea, ʻaʻole like ka lohi o ka ʻaoʻao i mua a me ka huli ʻana no nā modem TDD.
Nā ʻāpana kaumaha a me nā ana
ʻAʻole pono ke koho ʻana i kahi ʻāpana modem ma luna o ka papa e like me kēia koina: ʻoi aku ka maikaʻi o ka liʻiliʻi a me ka māmā. Mai poina hoʻi e pili ana i ka pono e hōʻoluʻolu i ka ʻāpana ma luna o ka papa; pono paha nā radiators hou aʻe, a no laila, hiki ke hoʻonui ʻia ke kaumaha a me nā ana. Pono e hāʻawi ʻia ka makemake ma ʻaneʻi i nā ʻāpana māmā liʻiliʻi me ka hoʻohana haʻahaʻa haʻahaʻa.
No kahi ʻāpana honua, ʻaʻole koʻikoʻi nā ʻāpana-dimensional. ʻO ka maʻalahi o ka hoʻohana ʻana a me ka hoʻonohonoho ʻana e hele mai i mua. ʻO ka ʻāpana honua he mea pono i pale ʻia mai nā hopena o waho me kahi ʻōnaehana hoʻopili kūpono i kahi mast a i ʻole tripod. ʻO kahi koho maikaʻi ke hoʻohui ʻia ka ʻāpana honua i ka hale like me ka antenna. ʻO ke kūpono, pono e hoʻopili ʻia ka ʻāpana honua i ka ʻōnaehana hoʻomalu ma o kahi mea hoʻohui kūpono. Mālama kēia iā ʻoe mai nā huaʻōlelo ikaika i ka wā e pono ai ʻoe e hoʻokō i ka hana deployment ma kahi mahana o −20 degere.
Nā Koina ʻai
ʻO nā ʻāpana ma luna, ma ke ʻano he kānāwai, ua hana ʻia me ke kākoʻo no kahi ākea o nā volta hoʻolako, no ka laʻana 7-30 V, e uhi ana i ka hapa nui o nā koho uila ma ka pūnaewele mana UAV. Inā loaʻa iā ʻoe ka manawa e koho ai mai kekahi mau volt supply, a laila e hāʻawi i ka makemake i ka waiwai haʻahaʻa haʻahaʻa haʻahaʻa. Ma ke ʻano maʻamau, hoʻohana ʻia nā modem mai nā voltages o 3.3 a me 5.0 V ma o nā lako mana lua. ʻOi aku ka maikaʻi o kēia mau lako mana lua, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka ʻokoʻa ma waena o ka hoʻokomo a me ka volta kūloko o ka modem. ʻO ka hoʻonui ʻana i ka maikaʻi ʻo ia ka hoʻemi ʻana i ka ikehu a me ka hana wela.
ʻO nā ʻāpana ʻāina, ma kekahi ʻaoʻao, pono e kākoʻo i ka mana mai kahi kumu uila kiʻekiʻe. ʻAe kēia i ka hoʻohana ʻana i kahi kaula mana me kahi ʻāpana liʻiliʻi liʻiliʻi, e hōʻemi ana i ke kaumaha a maʻalahi i ka hoʻonohonoho ʻana. Ua like nā mea ʻē aʻe a pau, hāʻawi i ka makemake i nā ʻāpana ʻāina me ke kākoʻo PoE (Power over Ethernet). I kēia hihia, pono hoʻokahi kelepona Ethernet e hoʻohui i ka ʻāpana honua i ke kahua hoʻomalu.
Hoʻokaʻawale i ka mana/telemetry channel
ʻO kahi hiʻohiʻona koʻikoʻi i nā hihia inā ʻaʻohe wahi i koe ma ka UAV e hoʻokomo i kahi modem kauoha-telemetry ʻokoʻa. Inā loaʻa kahi hakahaka, hiki ke hoʻohana ʻia kahi kaila mana/telemetry ʻokoʻa o ka modem broadband ma ke ʻano he kākoʻo. Ke koho ʻana i kahi modem me kēia koho, e hoʻolohe i ka ʻoiaʻiʻo e kākoʻo ka modem i ka protocol i makemake ʻia no ka kamaʻilio ʻana me ka UAV (MAVLink a i ʻole proprietary) a me ka hiki ke hoʻololi i ka ʻikepili mana / telemetry i kahi kikowaena kūpono ma ke kahua honua (GS). ). No ka laʻana, pili ka ʻāpana ma luna o ka modem broadband i ka autopilot ma o kahi interface e like me RS232, UART a i ʻole CAN, a ua pili ka ʻāpana honua i ka kamepiula hoʻomalu ma o kahi interface Ethernet kahi e pono ai ke hoʻololi i ke kauoha. , telemetry a me ka ʻike wikiō. I kēia hihia, pono e hiki i ka modem ke hoʻonui i ke kauoha a me ke kahawai telemetry ma waena o ka RS232, UART a i ʻole CAN interface o ka ʻāpana ma luna o ka papa a me ka interface Ethernet o ka ʻāpana honua.
ʻO nā ʻāpana ʻē aʻe e hoʻolohe ai
Loaʻa i ke ʻano duplex. Kākoʻo nā modem broadband no nā UAV i nā ʻano hana hana simplex a duplex paha. Ma ke ʻano simplex, ʻae ʻia ka lawe ʻana i ka ʻikepili ma ke kuhikuhi wale nō mai ka UAV a i ka NS, a ma ke ʻano duplex - ma nā ʻaoʻao ʻelua. Ma ke ʻano maʻamau, loaʻa i nā modem simplex kahi codec wikiō i kūkulu ʻia a hoʻolālā ʻia e hana me nā kiʻi wikiō ʻaʻohe codec wikiō. ʻAʻole kūpono ka modem simplex no ka hoʻopili ʻana i kahi kāmela IP a i ʻole nā mea hana ʻē aʻe e koi ana i kahi pilina IP. ʻO ka mea ʻē aʻe, ua hoʻolālā ʻia kahi modem duplex, ma ke ʻano he lula, e hoʻopili i ka pūnaewele IP ma luna o ka UAV me ka ʻoihana IP o ka NS, ʻo ia hoʻi. i ka wikiō codec, no ka mea, loaʻa i nā pahu kiʻi wikiō IP kāu codec wikiō. Hiki ke kākoʻo ʻo Ethernet interface i nā modem full-duplex.
Hoʻokipa ʻokoʻa (RX diversity). Pono ka loaʻa ʻana o kēia mana e hōʻoia i ka kamaʻilio mau ʻana ma ka mamao holoʻokoʻa holoʻokoʻa. I ka hoʻolaha ʻana ma luna o ka ʻili o ka Honua, hiki mai nā nalu lekiō i kahi e loaʻa ai i ʻelua kaola: ma ke ala pololei a me ka noʻonoʻo ʻana mai ka ʻili. Inā hoʻohui ʻia nā nalu o nā kaola ʻelua i ka pae, a laila e hoʻoikaika ʻia ke kahua ma ka wahi e loaʻa ai, a inā i ka antiphase, nāwaliwali ia. He mea koʻikoʻi ka nāwaliwali - a hiki i ka nalowale o ke kamaʻilio. ʻO ka loaʻa ʻana o nā antenna ʻelua ma ka NS, aia ma nā kiʻekiʻe kiʻekiʻe, kōkua i ka hoʻoponopono ʻana i kēia pilikia, no ka mea inā ma kahi o kahi antenna e hoʻohui ʻia nā kaola i ka antiphase, a laila ma kahi o kahi ʻē aʻe ʻaʻole lākou. ʻO ka hopena, hiki iā ʻoe ke hoʻokō i kahi pilina paʻa i ka mamao holoʻokoʻa.
Kākoʻo ʻia nā topologies pūnaewele. Pono e koho i ka modem e hāʻawi i ke kākoʻo ʻaʻole wale no ka topology point-to-point (PTP), akā no nā topologies point-to-multipoint (PMP) a me relay (repeater). ʻO ka hoʻohana ʻana i ka relay ma o kahi UAV hou e hiki ai iā ʻoe ke hoʻonui nui i ka wahi uhi o ka UAV nui. Na ke kākoʻo PMP e ʻae iā ʻoe e loaʻa ka ʻike i ka manawa like mai nā UAV ma hoʻokahi NS. E ʻoluʻolu e hoʻomaopopo hoʻi i ke kākoʻo ʻana i ka PMP a me ka relay e koi i ka hoʻonui ʻana i ka bandwidth modem i hoʻohālikelike ʻia me ka hihia o ke kamaʻilio ʻana me kahi UAV hoʻokahi. No laila, no kēia mau ʻano, ʻōlelo ʻia e koho i kahi modem e kākoʻo ana i kahi alapine ākea (ma ka liʻiliʻi 15-20 MHz).
Loaʻa i nā ala e hoʻonui ai i ka noise immunity. ʻO kahi koho kūpono, hāʻawi ʻia i ke kaiapuni keakea ikaika i nā wahi i hoʻohana ʻia ai nā UAV. Hoʻomaopopo ʻia ka noise immunity e like me ka hiki o kahi ʻōnaehana kamaʻilio e hoʻokō i kāna hana ma ke alo o ke keakea ʻana o ke kumu kūlohelohe a kūlohelohe paha i ke kahawai kamaʻilio. ʻElua ala e hakakā ai i ke keakea. Ke ala 1: e hoʻolālā i ka mea hoʻokipa modem i hiki iā ia ke loaʻa i ka ʻike me ka hilinaʻi ʻoiai ke alo o ke keʻakeʻa ʻana i ka pūna ala kamaʻilio, me ke kumu kūʻai o ka hoʻemi ʻana i ka wikiwiki o ka lawe ʻana i ka ʻike. Kaʻina 2: Kāohi a hōʻemi paha i ke keʻakeʻa ʻana ma ka mea hoʻokomo. ʻO nā laʻana o ka hoʻokō ʻana i ke ala mua, ʻo ia nā ʻōnaehana hoʻolaha spectrum, ʻo ia hoʻi: frequency hopping (FH), pseudo-random sequence spread spectrum (DSSS) a i ʻole kahi hybrid o nā mea ʻelua. Ua laha loa ka ʻenehana FH i nā kaila hoʻomalu UAV ma muli o ka haʻahaʻa haʻahaʻa o ka hoʻoili ʻana o ka ʻikepili i koi ʻia ma ia ala kamaʻilio. No ka laʻana, no ka wikiwiki o 16 kbit/s i loko o kahi pūʻulu 20 MHz, hiki ke hoʻonohonoho ʻia ma kahi o 500 mau kūlana alapine, kahi e hiki ai ke pale pono i ka hoʻopilikia ʻana i ka hui haiki. He pilikia ka hoʻohana ʻana i ka FH no kahi kaila kamaʻilio broadband no ka mea ʻoi aku ka nui o ka hopena alapine. No ka laʻana, no ka loaʻa ʻana o 500 mau kūlana alapine i ka wā e hana ana me kahi hōʻailona me ka bandwidth 4 MHz, pono ʻoe i 2 GHz o ka bandwidth manuahi! Nui loa ka mea maoli. ʻOi aku ka pili o ka hoʻohana ʻana o DSSS no kahi alaloa kamaʻilio ākea me nā UAV. Ma kēia ʻenehana, ua paʻi ʻia kēlā me kēia ʻikepili i ka manawa like ma nā alapine (a i ʻole nā mea āpau) i loko o ka pūna hōʻailona a, i mua o ka hoʻopili ʻana i ka ʻāpana haiki, hiki ke hoʻokaʻawale ʻia mai nā ʻāpana o ke kikoʻī ʻaʻole i hoʻopilikia ʻia e ke keakea. ʻO ka hoʻohana ʻana o DSSS, a me FH, e hōʻike ana i ka wā e ʻike ʻia ai ke keakea ma ke kahawai, e koi ʻia ka hoʻemi ʻana i ka helu hoʻouna ʻikepili. Eia nō naʻe, ʻoi aku ka maikaʻi o ka loaʻa ʻana o ka wikiō mai kahi UAV ma kahi haʻahaʻa haʻahaʻa ma mua o ka mea ʻole. Hoʻohana ʻo Approach 2 i ka ʻoiaʻiʻo o ka hoʻopili ʻana, ʻaʻole like me ka leo kūloko o ka mea hoʻokipa, komo i ka loulou radio mai waho a, inā aia kekahi mau ala i ka modem, hiki ke hoʻopaʻa ʻia. Hiki ke hoʻopaʻa ʻia ke keʻakeʻa inā loaʻa ia ma nā kikowaena spectral, temporal a spatial paha. No ka laʻana, hoʻokaʻawale ʻia ka narrowband interference ma ka ʻāpana spectral a hiki ke "ʻoki ʻia" mai ka spectrum me ka hoʻohana ʻana i kahi kānana kūikawā. Pēlā nō, hoʻokaʻawale ʻia ka leo pulsed i ka domain manawa; no ka hoʻopaʻa ʻana iā ia, wehe ʻia ka wahi i hoʻopili ʻia mai ka hōʻailona hoʻokomo o ka mea hoʻokipa. Inā ʻaʻole liiki a i ʻole pulsed ka interference, a laila hiki ke hoʻohana ʻia kahi suppressor spatial e hoʻopau iā ia, ʻoiai komo ka interference i ka antenna loaʻa mai kahi kumu mai kekahi ʻaoʻao. Inā hoʻonoho ʻia ka zero o ka hoʻohālike radiation o ka antenna e loaʻa ana ma ke ʻano o ke kumu hoʻopilikia, e hoʻopau ʻia ke keakea. Ua kapa ʻia ia ʻōnaehana adaptive beamforming & beam nulling system.
Hoʻohana ʻia ka radio protocol. Hiki i nā mea hana modem ke hoʻohana i kahi maʻamau (WiFi, DVB-T) a i ʻole protocol radio proprietary. ʻAʻole hōʻike ʻia kēia ʻāpana i nā kikoʻī. Hōʻike pololei ʻia ka hoʻohana ʻana o DVB-T e nā alapine i kākoʻo ʻia 2/4/6/7/8, i kekahi manawa 10 MHz a me ka haʻi ʻana ma ka kikokikona o ka ʻenehana COFDM (coded OFDM) kahi i hoʻohana ʻia ai ka OFDM i hui pū. me ka leo-pale coding. Ma ka hele ʻana, ʻike mākou he slogan hoʻolaha wale ʻo COFDM a ʻaʻohe ona pono ma mua o OFDM, ʻoiai ʻaʻole hoʻohana ʻia ʻo OFDM me ka ʻole o ka leo-kūpono coding i ka hana. E hoʻohālikelike i ka COFDM a me OFDM ke ʻike ʻoe i kēia mau pōkole i nā kikoʻī modem radio.
Hoʻokumu pinepine ʻia nā modem e hoʻohana ana i kahi protocol maʻamau ma ke kumu o kahi chip kūikawā (WiFi, DVB-T) e hana pū ana me kahi microprocessor. ʻO ka hoʻohana ʻana i kahi kīpē maʻamau e hōʻoluʻolu i ka mea hana modem i ka nui o nā poʻo e pili ana i ka hoʻolālā ʻana, hoʻohālike, hoʻokō, a me ka hoʻāʻo ʻana i kā lākou protocol radio. Hoʻohana ʻia ka microprocessor e hāʻawi i ka modem i ka hana pono. Loaʻa i ia mau modem nā mea maikaʻi.
- ʻO ke kumu kūʻai haʻahaʻa.
- Kaumaha maikaʻi a me nā ʻāpana nui.
- Haʻahaʻa mana hoʻohana.
Aia kekahi mau hemahema.
- ʻAʻole hiki ke hoʻololi i nā ʻano o ka lekiō ma o ka hoʻololi ʻana i ka firmware.
- Paʻa haʻahaʻa o nā lako i ka wā lōʻihi.
- Hiki ke kaupalena i ka hāʻawi ʻana i ke kākoʻo ʻenehana kūpono i ka wā e hoʻoponopono ai i nā pilikia maʻamau.
ʻO ka haʻahaʻa haʻahaʻa o nā lako ma muli o ka manaʻo nui o nā mea hana chip i nā mākeke lehulehu (TV, kamepiula, etc.). ʻO nā mea hana modem no nā UAV ʻaʻole ia he mea nui no lākou a ʻaʻole hiki iā lākou ke hoʻololi i ka hoʻoholo o ka mea hana chip e hoʻopau i ka hana ʻana me ka ʻole o ka hoʻololi ʻana i kahi huahana ʻē aʻe. Hoʻoikaika ʻia kēia hiʻohiʻona e ke ʻano o ka hoʻopili ʻana i nā lekiō i loko o nā microcircuits kūikawā e like me "system on chip" (System on Chip - SoC), a no laila ua holoi ʻia nā ʻāpana lekiō pākahi mai ka mākeke semiconductor.
ʻO nā hiki i kaupalena ʻia i ka hāʻawi ʻana i ke kākoʻo ʻenehana ma muli o ka ʻoiaʻiʻo o nā hui hoʻomohala o nā modem e pili ana i ka protocol radio maʻamau i hoʻohana maikaʻi ʻia me nā poʻe loea, ʻo ia hoʻi ma ka ʻenehana uila a me ka ʻenehana microwave. ʻAʻole paha he loea kamaʻilio lekiō ma laila, ʻoiai ʻaʻohe pilikia e hoʻoponopono ai lākou. No laila, ke ʻimi nei nā mea hana UAV i nā hoʻonā i nā pilikia kamaʻilio radio non-trivial e hōʻeha paha iā lākou iho ma ke ʻano o ke kūkākūkā a me ke kōkua ʻenehana.
Hoʻokumu ʻia nā modem e hoʻohana ana i kahi protocol radio proprietary ma ke kumu o nā ʻāpana hoʻoili hōʻailona hōʻailona honua. He kiʻekiʻe loa ka paʻa o ia mau ʻāpana. ʻOiaʻiʻo, ua kiʻekiʻe ke kumukūʻai. Loaʻa i ia mau modem nā mea maikaʻi.
- Hiki ke hoʻololi i ka modem i nā pono o ka mea kūʻai aku, me ka hoʻololi ʻana i ka lekiō ma o ka hoʻololi ʻana i ka firmware.
- Hiki ke hoʻohana ʻia i nā UAV a ʻaʻole i loaʻa i nā modem i kūkulu ʻia ma ke kumu o nā protocol radio maʻamau.
- Paʻa kiʻekiʻe o nā lako, incl. i ka wā lōʻihi.
- Kiʻekiʻe o ke kākoʻo ʻenehana, me ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia maʻamau ʻole.
Mea nā hemahema.
- ʻO ke kumu kūʻai kiʻekiʻe.
- ʻOi aku ka hewa o ke kaumaha a me ka nui ma mua o nā modem e hoʻohana ana i nā protocol radio maʻamau.
- Hoʻonui i ka hoʻohana ʻana i ka mana o ka ʻāpana hana hōʻailona kikohoʻe.
ʻikepili ʻenehana o kekahi mau modem no nā UAV
Hōʻike ka Papa i nā palena ʻenehana o kekahi mau modem no nā UAV i loaʻa ma ka mākeke.
E hoʻomanaʻo, ʻoiai ʻo ka modem 3D Link ka mana haʻahaʻa haʻahaʻa loa i hoʻohālikelike ʻia me Picoradio OEM a me J11 modems (25 dBm vs. 27−30 dBm), ʻoi aku ka kiʻekiʻe o ka waihona mana 3D Link ma mua o kēlā mau modem ma muli o ke kiʻekiʻe o ka naʻau. ʻO ka wikiwiki hoʻoili ʻikepili like no nā modem e hoʻohālikelike ʻia). No laila, ʻoi aku ka nui o ka launa kamaʻilio i ka wā e hoʻohana ai i ka 3D Link me ka ʻoi aku o ka ikehu stealth.
Papakaukau. ʻIke loea o kekahi mau modem broadband no nā UAV a me nā robotics
ʻO ka pākuhi
(hana ʻia ma ka module mai Microhard)
(e nana hoi )
Mea hana, ʻāina
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
ʻO nā mea hou o ka mokulele, Kanada
DTC, UK
Redess, Kina
Laulā kamaʻilio [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Ka māmā holo [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Hoʻopaneʻe ka lawe ʻikepili [ms] 1−20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Nā ana o ka ʻāpana ma luna o ka papa LxWxH [mm] 77x45x25
74x54X26
40x40x10 (me ka hale ʻole)
67x68X22
76x48X20
Kaumaha ʻāpana ma luna o ka moku [gram] 89
105
17.6 (me ka hale ʻole)
135
88
ʻIkepili pili
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (koho)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Hāʻawi mana ʻāpana ma ka papa [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Hāʻawi mana ʻāpana honua [Volt/Watt] 18−75 a i ʻole PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Mana hoʻouna [dBm] 25
n/a*
27 − 30
20
30
ʻO ka ʻike o ka mea hoʻokipa [dBm] (no ka wikiwiki [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)
Puke kālā ikehu modem [dB] (no ka wikiwiki [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)
Kākoʻo ʻia nā kaha alapine [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
Kākoʻo like ʻole
ʻo ia
ʻo ia
ʻo ia
ʻo ia
ʻo ia
Hoʻokaʻawale i ke kahawai no ka hoʻomalu/telemetry
ʻo ia
ʻo ia
ʻo ia
aole
ʻo ia
Kākoʻo ʻia nā protocols hoʻomalu UAV ma ke kahawai mana/telemetry
MAVLink, kuleana
MAVLink, kuleana
aole
aole
Ka loulou MAV
Kākoʻo Multiplexing i ka mana control/telemetry channel
ʻo ia
ʻo ia
aole
aole
n/a*
Topologies pūnaewele
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP
PTP, PMP, relay
ʻO ke ʻano no ka hoʻonui ʻana i ka noise immunity
DSSS, narrowband a me nā mea hoʻopau pulse
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Lekiō protocol
kuleana
n/a*
n/a*
ʻO DVB-T
n/a*
* n/a - ʻaʻohe ʻikepili.
No ka mea kākau
Alexander Smorodinov [[pale ʻia ka leka uila]] he loea alakaʻi ma Geoscan LLC ma ke kahua o nā kamaʻilio kelepona. Mai ka makahiki 2011 a hiki i kēia manawa, ua hoʻomohala ʻo ia i nā protocol radio a me nā algorithms processing signal no nā modem radio broadband no nā kumu like ʻole, a me ka hoʻokō ʻana i nā algorithms i kūkulu ʻia e pili ana i nā chips logic programmable. ʻO nā wahi hoihoi o ka mea kākau, ʻo ia ka hoʻomohala ʻana i nā algorithms synchronization, ka manaʻo ʻana o ka waiwai channel, modulation/demodulation, noise-resistant coding, a me kekahi mau ʻano algorithms access layer (MAC). Ma mua o kona komo ʻana iā Geoscan, ua hana ka mea kākau ma nā hui like ʻole, e hoʻomohala ana i nā mea kelepona kelepona maʻamau. Mai 2002 a 2007, ua hana ʻo ia ma Proteus LLC ma ke ʻano he loea alakaʻi i ka hoʻomohala ʻana i nā ʻōnaehana kamaʻilio e pili ana i ka maʻamau IEEE802.16 (WiMAX). Mai ka makahiki 1999 a hiki i ka makahiki 2002, ua komo ka mea kākau i ka hoʻomohala ʻana i nā algorithms coding noise-resistant a me ka hoʻohālike ʻana i nā ala loulou radio ma ka Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Ua loaʻa i ka mea kākau ke kēkelē moho o ka ʻepekema ʻepekema mai ke Kulanui o Aerospace Instrumentation o St. He lālā ʻo Alexander i kēia manawa o IEEE a me ka IEEE Communications Society.
Source: www.habr.com