Ինչպես ընտրել լայնաշերտ մոդեմ անօդաչու թռչող սարքի (ԱԹՍ) կամ ռոբոտաշինության համար

Անօդաչու թռչող սարքից (ԱԹՍ) կամ վերգետնյա ռոբոտաշինությունից մեծ քանակությամբ տվյալներ փոխանցելու խնդիրը ժամանակակից կիրառություններում հազվադեպ չէ: Այս հոդվածում քննարկվում են լայնաշերտ մոդեմների ընտրության չափանիշները և դրա հետ կապված խնդիրները: Հոդվածը գրվել է անօդաչու թռչող սարքերի և ռոբոտաշինության մշակողների համար։

Ընտրության չափանիշներ

ԱԹՍ-ների կամ ռոբոտաշինության համար լայնաշերտ մոդեմ ընտրելու հիմնական չափանիշներն են.

1. Հաղորդակցության տիրույթ.
2. Տվյալների փոխանցման առավելագույն արագություն:
3. Տվյալների փոխանցման հետաձգում.
4. Քաշի և չափերի պարամետրերը:
5. Աջակցվող տեղեկատվական միջերեսներ:
6. Սննդային պահանջներ.
7. Առանձին հսկիչ/հեռաչափ ալիք:

Հաղորդակցության տիրույթ

Կապի տիրույթը կախված է ոչ միայն մոդեմից, այլ նաև ալեհավաքներից, ալեհավաքի մալուխներից, ռադիոալիքների տարածման պայմաններից, արտաքին միջամտությունից և այլ պատճառներից: Մոդեմի պարամետրերն ինքնին առանձնացնելու համար հաղորդակցության տիրույթի վրա ազդող այլ պարամետրերից, հաշվի առեք միջակայքի հավասարումը [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Ռադիոալիքների տարածում և ռադիոկապերի շահագործում: Միացում. Մոսկվա. 1971]

$$ցուցադրել$$ 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}},$$ցուցադրել$$

որտեղ
$inline$R$inline$ — կապի պահանջվող միջակայքը մետրերով;
$inline$F$inline$ — հաճախականությունը Հց-ով;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — մոդեմի հաղորդիչի հզորությունը դԲմ-ով;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — հաղորդիչի ալեհավաքի ավելացում դԲ-ով;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — մալուխի կորուստները մոդեմից մինչև հաղորդիչ ալեհավաք դԲ-ով;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — ընդունիչի ալեհավաքի ավելացում դԲ-ով;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — մալուխի կորուստները մոդեմից մինչև ստացողի ալեհավաքը դԲ-ով;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — մոդեմի ընդունիչի զգայունությունը դԲմ-ով;
$inline$|V|_{dB}$inline$-ը թուլացման գործոն է, որը հաշվի է առնում լրացուցիչ կորուստները՝ կապված Երկրի մակերեսի, բուսականության, մթնոլորտի և դԲ այլ գործոնների ազդեցության հետ:

Շրջանակի հավասարումից պարզ է դառնում, որ միջակայքը կախված է մոդեմի միայն երկու պարամետրից՝ հաղորդիչի հզորությունը $inline$P_{TXdBm}$inline$ և ստացողի զգայունությունը $inline$P_{RXdBm}$inline$, ավելի ճիշտ՝ դրանց տարբերությունից։ - մոդեմի էներգիայի բյուջեն

$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$ցուցադրել$$

Շրջանակի հավասարման մնացած պարամետրերը նկարագրում են ազդանշանի տարածման պայմանները և ալեհավաք-սնուցող սարքերի պարամետրերը, այսինքն. կապ չունեն մոդեմի հետ։
Այսպիսով, հաղորդակցության շրջանակը մեծացնելու համար հարկավոր է ընտրել $inline$B_m$inline$ մեծ արժեք ունեցող մոդեմ։ Իր հերթին, $inline$B_m$inline$-ը կարող է ավելացվել՝ ավելացնելով $inline$P_{TXdBm}$inline$-ը կամ նվազեցնելով $inline$P_{RXdBm}$inline$-ը: Շատ դեպքերում անօդաչու թռչող սարքերի մշակողները փնտրում են հաղորդիչի բարձր հզորությամբ մոդեմ և քիչ ուշադրություն են դարձնում ընդունիչի զգայունությանը, թեև նրանք պետք է անեն ճիշտ հակառակը: Լայնաշերտ մոդեմի հզոր ներքին հաղորդիչը առաջացնում է հետևյալ խնդիրները.

• էներգիայի բարձր սպառում;
• սառեցման անհրաժեշտություն;
• էլեկտրամագնիսական համատեղելիության (EMC) վատթարացում անօդաչու թռչող սարքի այլ ներբեռնված սարքավորումների հետ.
• ցածր էներգիայի գաղտնիություն.

Առաջին երկու խնդիրները կապված են այն փաստի հետ, որ ռադիոալիքով մեծ քանակությամբ տեղեկատվության փոխանցման ժամանակակից մեթոդները, օրինակ՝ OFDM, պահանջում են. գծային հաղորդիչ. Ժամանակակից գծային ռադիոհաղորդիչների արդյունավետությունը ցածր է՝ 10–30%։ Այսպիսով, անօդաչու թռչող սարքի սնուցման թանկարժեք էներգիայի 70-90%-ը վերածվում է ջերմության, որը պետք է արդյունավետ կերպով հեռացվի մոդեմից, հակառակ դեպքում այն ​​կխափանվի կամ դրա ելքային հզորությունը կիջնի գերտաքացման պատճառով ամենաանպատեհ պահին։ Օրինակ, 2 Վտ հզորությամբ հաղորդիչը սնուցման աղբյուրից կքաշի 6–20 Վտ, որից 4–18 Վտ-ը կվերածվի ջերմության։

Ռադիոկապի էներգիայի գաղտնիությունը կարևոր է հատուկ և ռազմական կիրառությունների համար: Ցածր գաղտնիությունը նշանակում է, որ մոդեմի ազդանշանը համեմատաբար մեծ հավանականությամբ հայտնաբերվում է խցանման կայանի հետախուզական ընդունիչի կողմից: Համապատասխանաբար, ցածր էներգիայի գաղտագողի հետ ռադիոկապի ճնշման հավանականությունը նույնպես մեծ է:

Մոդեմի ընդունիչի զգայունությունը բնութագրում է ստացված ազդանշաններից տվյալ որակի մակարդակով տեղեկատվություն հանելու նրա ունակությունը: Որակի չափանիշները կարող են տարբեր լինել: Թվային հաղորդակցման համակարգերի համար առավել հաճախ օգտագործվում է բիթային սխալի հավանականությունը (բիթային սխալի արագություն - BER) կամ տեղեկատվական փաթեթում սխալի հավանականությունը (շրջանակի սխալի արագություն - FER): Իրականում զգայունությունը հենց այն ազդանշանի մակարդակն է, որից պետք է տեղեկատվություն հանվի: Օրինակ, −98 dBm-ի զգայունությունը BER = 10−6-ով ցույց է տալիս, որ նման BER-ով տեղեկատվությունը կարող է արդյունահանվել −98 dBm կամ ավելի բարձր մակարդակ ունեցող ազդանշանից, սակայն, ասենք, −99 dBm մակարդակով տեղեկատվությունը կարող է: այլևս չի արդյունահանվի ասենք −1 դԲմ մակարդակ ունեցող ազդանշանից։ Իհարկե, ազդանշանի մակարդակի նվազման հետ կապված որակի նվազումը տեղի է ունենում աստիճանաբար, սակայն արժե նկատի ունենալ, որ ժամանակակից մոդեմների մեծ մասն ունի այսպես կոչված. շեմային էֆեկտ, որի դեպքում որակի նվազումը, երբ ազդանշանի մակարդակը նվազում է զգայունությունից ցածր, տեղի է ունենում շատ արագ: Բավական է նվազեցնել ազդանշանը 2-10 դԲ-ով ցածր զգայունությունից, որպեսզի BER-ը բարձրանա մինչև 1-XNUMX, ինչը նշանակում է, որ դուք այլևս չեք տեսնի անօդաչու թռչող սարքից տեսանյութ: Շեմային էֆեկտը Շենոնի թեորեմի ուղղակի հետևանքն է աղմկոտ ալիքի համար, այն չի կարող վերացվել: Տեղեկատվության ոչնչացումը, երբ ազդանշանի մակարդակը նվազում է զգայունությունից ցածր, տեղի է ունենում աղմուկի ազդեցության պատճառով, որը ձևավորվում է հենց ստացողի ներսում: Ընդունիչի ներքին աղմուկը հնարավոր չէ ամբողջությամբ վերացնել, սակայն հնարավոր է նվազեցնել դրա մակարդակը կամ սովորել արդյունավետ կերպով տեղեկատվություն հանել աղմկոտ ազդանշանից: Մոդեմների արտադրողները օգտագործում են այս երկու մոտեցումները՝ կատարելագործելով ընդունիչի ՌԴ բլոկները և կատարելագործելով թվային ազդանշանի մշակման ալգորիթմները: Մոդեմի ընդունիչի զգայունության բարելավումը չի հանգեցնում էներգիայի սպառման և ջերմության արտանետման այնպիսի կտրուկ աճի, ինչպիսին է հաղորդիչի հզորությունը: Էներգիայի սպառման և ջերմության արտադրության աճ, իհարկե, կա, բայց դա բավականին համեստ է։

Մոդեմի ընտրության հետևյալ ալգորիթմը խորհուրդ է տրվում կապի պահանջվող տիրույթի հասնելու տեսանկյունից.

1. Որոշեք տվյալների փոխանցման արագությունը:
2. Ընտրեք մոդեմ՝ պահանջվող արագության համար լավագույն զգայունությամբ:
3. Որոշեք հաղորդակցության տիրույթը հաշվարկով կամ փորձով:
4. Եթե ​​պարզվում է, որ հաղորդակցության միջակայքը անհրաժեշտից պակաս է, ապա փորձեք օգտագործել հետևյալ միջոցները (կազմակերպված առաջնահերթության նվազման կարգով).

• նվազեցնել կորուստները ալեհավաքի մալուխներում $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$` օգտագործելով ավելի ցածր գծային թուլացում ունեցող մալուխը աշխատանքային հաճախականությամբ և/կամ նվազեցնելով մալուխների երկարությունը.
• ավելացնել ալեհավաքի շահույթը $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
• բարձրացնել մոդեմի հաղորդիչի հզորությունը:

Զգայունության արժեքները կախված են տվյալների փոխանցման արագությունից՝ ըստ կանոնի՝ ավելի բարձր արագություն - ավելի վատ զգայունություն: Օրինակ, −98 դԲմ զգայունությունը 8 Մբիթ/վրկ-ի համար ավելի լավ է, քան −95 դԲմ զգայունությունը 12 Մբիթ/վրկ-ի համար: Դուք կարող եք համեմատել մոդեմները զգայունության տեսանկյունից միայն տվյալների փոխանցման նույն արագության համար:

Հաղորդիչի հզորության վերաբերյալ տվյալները գրեթե միշտ հասանելի են մոդեմի բնութագրերում, սակայն ստացողի զգայունության վերաբերյալ տվյալները միշտ չէ, որ հասանելի են կամ անբավարար են: Սա առնվազն զգուշանալու պատճառ է, քանի որ գեղեցիկ թվերը դժվար թե իմաստ ունենան թաքցնել։ Բացի այդ, չհրապարակելով զգայունության տվյալները, արտադրողը սպառողին զրկում է հաղորդակցության միջակայքը հաշվարկով գնահատելու հնարավորությունից։ դեպի մոդեմի գնումներ.

Տվյալների փոխանցման առավելագույն արագություն

Այս պարամետրի հիման վրա մոդեմ ընտրելը համեմատաբար պարզ է, եթե արագության պահանջները հստակ սահմանված են: Բայց կան որոշ նրբերանգներ.

Եթե ​​լուծվող խնդիրը պահանջում է կապի հնարավոր առավելագույն տիրույթի ապահովում, և միևնույն ժամանակ հնարավոր է ռադիոկապի համար բավականաչափ լայն հաճախականության տիրույթ հատկացնել, ապա ավելի լավ է ընտրել մոդեմ, որն ապահովում է լայն հաճախականության տիրույթ (թողունակություն): Փաստն այն է, որ անհրաժեշտ տեղեկատվության արագությունը կարելի է ձեռք բերել համեմատաբար նեղ հաճախականության գոտում՝ օգտագործելով մոդուլյացիայի խիտ տեսակներ (16QAM, 64QAM, 256QAM և այլն), կամ լայն հաճախականության գոտում՝ օգտագործելով ցածր խտության մոդուլյացիան (BPSK, QPSK): ) Նման առաջադրանքների համար ցածր խտության մոդուլյացիայի օգտագործումը նախընտրելի է աղմուկի բարձր անձեռնմխելիության պատճառով: Հետևաբար, ընդունիչի զգայունությունը ավելի լավ է, համապատասխանաբար, մոդեմի էներգիայի բյուջեն մեծանում է և, որպես հետևանք, կապի տիրույթը:

Երբեմն անօդաչու թռչող սարքերի արտադրողները սահմանում են ռադիոհաղորդիչի տեղեկատվական արագությունը շատ ավելի բարձր, քան աղբյուրի արագությունը, բառացիորեն 2 կամ ավելի անգամ՝ պնդելով, որ աղբյուրները, ինչպիսիք են վիդեո կոդեկները, ունեն փոփոխական բիթային արագություն, և մոդեմի արագությունը պետք է ընտրվի՝ հաշվի առնելով առավելագույն արժեքը։ բիթային արագության արտանետումների. Այս դեպքում հաղորդակցության շրջանակը բնականաբար նվազում է։ Դուք չպետք է օգտագործեք այս մոտեցումը, եթե բացարձակապես անհրաժեշտ չէ: Ժամանակակից մոդեմներից շատերը հաղորդիչում ունեն մեծ բուֆեր, որը կարող է հարթեցնել բիթերի արագության բարձրացումները՝ առանց փաթեթների կորստի: Հետեւաբար, 25% -ից ավելի արագության պահուստ չի պահանջվում: Եթե ​​հիմքեր կան ենթադրելու, որ գնված մոդեմի բուֆերային հզորությունը անբավարար է, և արագության զգալիորեն ավելի մեծ աճ է պահանջվում, ապա ավելի լավ է հրաժարվել նման մոդեմ գնելուց:

Տվյալների փոխանցման ուշացում

Այս պարամետրը գնահատելիս կարևոր է առանձնացնել ռադիոհաղորդիչով տվյալների փոխանցման հետ կապված ուշացումը տեղեկատվության աղբյուրի կոդավորման/վերծանման սարքի կողմից ստեղծված ուշացումից, ինչպիսին է վիդեո կոդեկը: Ռադիոկապի հետաձգումը բաղկացած է 3 արժեքից.

1. Ուշացում՝ հաղորդիչի և ստացողի ազդանշանի մշակման պատճառով:
2. Ուշացում՝ հաղորդիչից ստացող ազդանշանի տարածման պատճառով:
3. Ուշացում՝ հաղորդիչում տվյալների բուֆերացման պատճառով ժամանակի բաժանման դուպլեքս (TDD) մոդեմներում:

1-ին տիպի հետաձգումը, ըստ հեղինակի փորձի, տատանվում է տասնյակ միկրովայրկյանից մինչև մեկ միլիվայրկյան: 2-րդ տիպի ուշացումը կախված է հաղորդակցության միջակայքից, օրինակ, 100 կմ կապի համար այն 333 մկվ է: 3-րդ տիպի ուշացումը կախված է TDD շրջանակի երկարությունից և փոխանցման ցիկլի տևողության հարաբերակցությունից մինչև շրջանակի ընդհանուր տևողությունը և կարող է տատանվել 0-ից մինչև շրջանակի տևողությունը, այսինքն՝ դա պատահական փոփոխական է: Եթե ​​փոխանցվող տեղեկատվական փաթեթը գտնվում է հաղորդիչի մուտքում, մինչդեռ մոդեմը փոխանցման ցիկլում է, ապա փաթեթը եթերում կփոխանցվի զրոյական ուշացումով տիպ 3: Եթե փաթեթը մի փոքր ուշացել է, և ընդունման ցիկլը արդեն սկսվել է, ապա այն կհետաձգվի հաղորդիչի բուֆերում ընդունման ցիկլի ընթացքում: Տիպիկ TDD շրջանակի երկարությունները տատանվում են 2-ից 20 ms-ի սահմաններում, ուստի 3-րդ տիպի վատագույն դեպքում ուշացումը չի գերազանցի 20 ms: Այսպիսով, ռադիոհղման ընդհանուր ուշացումը կլինի 3−21 ms-ի սահմաններում:

Ռադիոկապի հետաձգումը պարզելու լավագույն միջոցը լայնածավալ փորձն է՝ օգտագործելով կոմունալ ծառայություններ ցանցի բնութագրերը գնահատելու համար: Խորհուրդ չի տրվում չափել ուշացումը՝ օգտագործելով հարցում-պատասխան մեթոդը, քանի որ առաջ և հակառակ ուղղություններով ուշացումը կարող է նույնը չլինել TDD մոդեմների համար:

Քաշի և չափերի պարամետրերը

Այս չափանիշի համաձայն ներկառուցված մոդեմի միավոր ընտրելը հատուկ մեկնաբանություններ չի պահանջում. որքան փոքր և թեթև, այնքան լավ: Մի մոռացեք նաև ներսի բլոկը սառեցնելու անհրաժեշտության մասին, կարող են պահանջվել լրացուցիչ ռադիատորներ, և, համապատասխանաբար, քաշը և չափերը նույնպես կարող են մեծանալ: Այստեղ նախապատվությունը պետք է տրվի թեթև, փոքր չափսերի, ցածր էներգիայի սպառմամբ:

Գետնի վրա հիմնված միավորի համար զանգվածային չափերի պարամետրերն այնքան էլ կարևոր չեն: Առաջին պլան է մղվում օգտագործման և տեղադրման հեշտությունը: Վերգետնյա ագրեգատը պետք է լինի արտաքին ազդեցություններից հուսալիորեն պաշտպանված սարք՝ կայմի կամ եռոտանի վրա հարմար մոնտաժման համակարգով: Լավ տարբերակն այն է, երբ վերգետնյա միավորը ինտեգրված է ալեհավաքի հետ նույն բնակարանում: Իդեալում, վերգետնյա միավորը պետք է միացված լինի կառավարման համակարգին մեկ հարմար միակցիչի միջոցով: Սա ձեզ կփրկի ուժեղ խոսքերից, երբ անհրաժեշտ է տեղակայման աշխատանքներ իրականացնել −20 աստիճան ջերմաստիճանում:

Դիետիկ պահանջներ

Բորտային ագրեգատները, որպես կանոն, արտադրվում են մատակարարման լարման լայն շրջանակի աջակցությամբ, օրինակ՝ 7-30 Վ, որը ծածկում է անօդաչու թռչող սարքերի էներգիայի ցանցի լարման տարբերակների մեծ մասը: Եթե ​​դուք հնարավորություն ունեք ընտրել մի քանի սնուցման լարումներից, ապա նախապատվությունը տվեք մատակարարման լարման ամենացածր արժեքին: Որպես կանոն, մոդեմները ներքին սնուցվում են 3.3 և 5.0 Վ լարման միջոցով՝ երկրորդային սնուցման աղբյուրների միջոցով: Այս երկրորդական սնուցման աղբյուրների արդյունավետությունն ավելի բարձր է, այնքան փոքր է մոդեմի մուտքային և ներքին լարման միջև եղած տարբերությունը: Արդյունավետության բարձրացումը նշանակում է էներգիայի սպառման և ջերմության արտադրության կրճատում:

Մյուս կողմից, վերգետնյա ագրեգատները պետք է ապահովեն էներգիան համեմատաբար բարձր լարման աղբյուրից: Սա թույլ է տալիս օգտագործել սնուցման մալուխ փոքր խաչմերուկով, ինչը նվազեցնում է քաշը և հեշտացնում տեղադրումը: Բոլոր մյուս բաները հավասար են, նախապատվությունը տվեք ցամաքային ստորաբաժանումներին՝ PoE (Power over Ethernet) աջակցությամբ: Այս դեպքում միայն մեկ Ethernet մալուխ է պահանջվում վերգետնյա միավորը կառավարման կայանին միացնելու համար:

Առանձին հսկիչ/հեռաչափ ալիք

Կարևոր առանձնահատկություն այն դեպքերում, երբ անօդաչու թռչող սարքի վրա տեղ չի մնում՝ առանձին հրամանա-հեռաչափ մոդեմ տեղադրելու համար։ Եթե ​​տեղ կա, ապա որպես պահեստային կարող է օգտագործվել լայնաշերտ մոդեմի առանձին կառավարման/հեռաչափական ալիքը։ Այս տարբերակով մոդեմ ընտրելիս ուշադրություն դարձրեք այն փաստին, որ մոդեմն աջակցում է անօդաչու թռչող սարքի հետ հաղորդակցվելու համար անհրաժեշտ արձանագրությանը (MAVLink կամ սեփականություն) և ալիքի/հեռաչափության տվյալները վերգետնյա կայանում (GS) հարմար ինտերֆեյսի մեջ մուլտիպլեքսացնելու հնարավորությունը: ). Օրինակ, լայնաշերտ մոդեմի ինբորտ միավորը միացված է ավտոմատ օդաչուին այնպիսի միջերեսի միջոցով, ինչպիսիք են RS232, UART կամ CAN, իսկ վերգետնյա միավորը միացված է կառավարման համակարգչին Ethernet ինտերֆեյսի միջոցով, որի միջոցով անհրաժեշտ է փոխանակել հրամանները: , հեռաչափություն և վիդեո տեղեկատվություն։ Այս դեպքում, մոդեմը պետք է կարողանա մուլտիպլեքսավորել հրամանի և հեռաչափության հոսքը ներկառուցված միավորի RS232, UART կամ CAN միջերեսների և վերգետնյա միավորի Ethernet ինտերֆեյսի միջև:

Այլ պարամետրեր, որոնց վրա պետք է ուշադրություն դարձնել

Դուպլեքս ռեժիմի առկայությունը: Լայնաշերտ մոդեմները անօդաչու թռչող սարքերի համար աջակցում են կամ սիմպլեքս կամ դուպլեքս աշխատանքային ռեժիմներ: Սիմպլեքս ռեժիմում տվյալների փոխանցումը թույլատրվում է միայն անօդաչու թռչող սարքից դեպի NS ուղղությամբ, իսկ դուպլեքս ռեժիմում՝ երկու ուղղություններով։ Որպես կանոն, simplex մոդեմներն ունեն ներկառուցված վիդեո կոդեկ և նախատեսված են տեսախցիկների հետ աշխատելու համար, որոնք չունեն վիդեո կոդեկ։ Սիմպլեքս մոդեմը հարմար չէ IP տեսախցիկին կամ IP կապ պահանջող այլ սարքերին միանալու համար: Ընդհակառակը, դուպլեքս մոդեմը, որպես կանոն, նախատեսված է անօդաչու թռչող սարքի ներկառուցված IP ցանցը NS-ի IP ցանցին միացնելու համար, այսինքն՝ այն աջակցում է IP տեսախցիկներին և այլ IP սարքերին, բայց կարող է չունենալ ներկառուցված: վիդեո կոդեկում, քանի որ IP տեսախցիկները սովորաբար ունեն ձեր վիդեո կոդեկը: Ethernet ինտերֆեյսի աջակցությունը հնարավոր է միայն լրիվ դուպլեքս մոդեմներում:

Բազմազանության ընդունում (RX բազմազանություն): Այս հնարավորության առկայությունը պարտադիր է թռիչքի ողջ տարածության ընթացքում շարունակական հաղորդակցությունն ապահովելու համար: Երկրի մակերևույթի վրա տարածվելիս ռադիոալիքները երկու ճառագայթով հասնում են ընդունման կետ՝ ուղիղ ճանապարհով և մակերևույթից արտացոլմամբ: Եթե ​​երկու ճառագայթների ալիքների ավելացումը տեղի է ունենում փուլային, ապա ընդունման կետում դաշտը ուժեղանում է, իսկ եթե հակաֆազում է՝ թուլանում։ Թուլացումը կարող է բավականին նշանակալից լինել՝ ընդհուպ մինչև հաղորդակցության ամբողջական կորուստ։ NS-ի վրա երկու ալեհավաքների առկայությունը, որոնք տեղակայված են տարբեր բարձրությունների վրա, օգնում է լուծել այս խնդիրը, քանի որ եթե մի ալեհավաքի տեղում ճառագայթները ավելացվում են հակաֆազով, ապա մյուսի տեղում՝ ոչ: Արդյունքում, դուք կարող եք հասնել կայուն կապի ողջ հեռավորության վրա:
Աջակցվող ցանցային տոպոլոգիաներ: Ցանկալի է ընտրել այնպիսի մոդեմ, որն ապահովում է ոչ միայն կետ-կետ (PTP) տոպոլոգիա, այլ նաև կետ-բազմակետ (PMP) և ռելե (կրկնող) տոպոլոգիաներ: Լրացուցիչ UAV-ի միջոցով ռելեի օգտագործումը թույլ է տալիս զգալիորեն ընդլայնել հիմնական անօդաչու թռչող սարքի ծածկույթի տարածքը: PMP աջակցությունը թույլ կտա Ձեզ միաժամանակ տեղեկատվություն ստանալ մի քանի անօդաչու թռչող սարքերից մեկ NS-ի վրա: Խնդրում ենք նաև նկատի ունենալ, որ PMP-ի և ռելեի աջակցությունը կպահանջի մոդեմի թողունակության ավելացում՝ համեմատած մեկ անօդաչու թռչող սարքի հետ կապի հետ: Հետևաբար, այս ռեժիմների համար խորհուրդ է տրվում ընտրել մի մոդեմ, որն ապահովում է լայն հաճախականության գոտի (առնվազն 15-20 ՄՀց):

Աղմուկի իմունիտետը բարձրացնելու միջոցների առկայություն. Օգտակար տարբերակ՝ հաշվի առնելով անօդաչու թռչող սարքերի օգտագործման ինտենսիվ միջամտության միջավայրը: Աղմուկի իմունիտետը հասկացվում է որպես կապի համակարգի կարողություն՝ իրականացնելու իր գործառույթը կապի ալիքում արհեստական ​​կամ բնական ծագման միջամտության առկայության դեպքում: Միջամտության դեմ պայքարի երկու մոտեցում կա. Մոտեցում 1. նախագծել մոդեմի ընդունիչն այնպես, որ այն կարողանա հուսալիորեն տեղեկատվություն ստանալ նույնիսկ կապի ալիքի տիրույթում միջամտության առկայության դեպքում՝ տեղեկատվության փոխանցման արագության որոշակի կրճատման գնով: Մոտեցում 2. ճնշել կամ թուլացնել միջամտությունը ստացողի մուտքի մոտ: Առաջին մոտեցման իրականացման օրինակներ են սպեկտրի տարածման համակարգերը, մասնավորապես՝ հաճախականության ցատկում (FH), կեղծ պատահական հաջորդականության տարածման սպեկտր (DSSS) կամ երկուսի հիբրիդը: FH տեխնոլոգիան լայն տարածում է գտել անօդաչու թռչող սարքերի կառավարման ալիքներում՝ կապված նման հաղորդակցության ալիքում տվյալների փոխանցման ցածր արագության հետ: Օրինակ, 16 ՄՀց տիրույթում 20 կբիտ/վ արագության համար կարելի է կազմակերպել մոտ 500 հաճախականության դիրքեր, ինչը թույլ է տալիս հուսալի պաշտպանություն նեղ շերտի միջամտությունից։ Լայնաշերտ կապի ալիքի համար FH-ի օգտագործումը խնդրահարույց է, քանի որ արդյունքում առաջացող հաճախականության գոտին չափազանց մեծ է: Օրինակ, 500 ՄՀց թողունակությամբ ազդանշանի հետ աշխատելիս 4 հաճախականության դիրքեր ստանալու համար ձեզ անհրաժեշտ կլինի 2 ԳՀց ազատ թողունակություն: Չափից շատ իրական լինելու համար: Ավելի արդիական է DSSS-ի օգտագործումը անօդաչու թռչող սարքերի հետ լայնաշերտ կապի ալիքի համար: Այս տեխնոլոգիայի մեջ յուրաքանչյուր տեղեկատվական բիթ կրկնօրինակվում է միաժամանակ մի քանի (կամ նույնիսկ բոլոր) հաճախականություններում ազդանշանային տիրույթում և նեղ շերտի միջամտության առկայության դեպքում կարող է առանձնացվել սպեկտրի այն մասերից, որոնք չեն ազդում միջամտության վրա: DSSS-ի, ինչպես նաև FH-ի օգտագործումը ենթադրում է, որ երբ ալիքում հայտնվում է միջամտություն, կպահանջվի տվյալների փոխանցման արագության նվազեցում: Այնուամենայնիվ, ակնհայտ է, որ ավելի լավ է անօդաչու թռչող սարքից տեսանյութ ստանալ ավելի ցածր լուծաչափով, քան ընդհանրապես ոչինչ։ Մոտեցում 2-ն օգտագործում է այն փաստը, որ միջամտությունը, ի տարբերություն ընդունիչի ներքին աղմուկի, ներթափանցում է ռադիոկապի մեջ դրսից և, եթե մոդեմում առկա են որոշակի միջոցներ, կարող են ճնշվել: Միջամտության ճնշումը հնարավոր է, եթե այն տեղայնացված է սպեկտրալ, ժամանակային կամ տարածական տիրույթներում: Օրինակ, նեղ շերտի միջամտությունը տեղայնացված է սպեկտրային շրջանում և կարող է «կտրվել» սպեկտրից՝ օգտագործելով հատուկ զտիչ: Նմանապես, իմպուլսային աղմուկը տեղայնացված է ժամանակի տիրույթում, այն ճնշելու համար տուժած տարածքը հեռացվում է ստացողի մուտքային ազդանշանից: Եթե ​​միջամտությունը նեղ գոտի կամ իմպուլսային չէ, ապա այն ճնշելու համար կարող է օգտագործվել տարածական ճնշող, քանի որ միջամտությունը որոշակի ուղղությամբ ներթափանցում է ընդունող ալեհավաք աղբյուրից: Եթե ​​ընդունող ալեհավաքի ճառագայթման օրինաչափության զրոյական կետը տեղադրված է միջամտության աղբյուրի ուղղությամբ, ապա միջամտությունը կճնշվի: Նման համակարգերը կոչվում են հարմարվողական ճառագայթների ձևավորման և ճառագայթների զրոյացման համակարգեր:

Օգտագործված ռադիո արձանագրություն: Մոդեմ արտադրողները կարող են օգտագործել ստանդարտ (WiFi, DVB-T) կամ սեփական ռադիո արձանագրություն: Այս պարամետրը հազվադեպ է նշվում տեխնիկական բնութագրերում: DVB-T-ի օգտագործումը անուղղակիորեն մատնանշվում է 2/4/6/7/8, երբեմն 10 ՄՀց աջակցվող հաճախականությունների տիրույթներով և COFDM (կոդավորված OFDM) տեխնոլոգիայի բնութագրերի տեքստում նշումով, որում OFDM-ն օգտագործվում է համատեղ: աղմուկի դիմացկուն կոդավորումով: Ընդ որում, մենք նշում ենք, որ COFDM-ը զուտ գովազդային կարգախոս է և որևէ առավելություն չունի OFDM-ի նկատմամբ, քանի որ OFDM առանց աղմուկի դիմացկուն կոդավորման երբեք գործնականում չի օգտագործվում: Հավասարեցրեք COFDM-ին և OFDM-ին, երբ տեսնում եք այս հապավումները ռադիոմոդեմի բնութագրերում:

Ստանդարտ արձանագրություն օգտագործող մոդեմները սովորաբար կառուցվում են միկրոպրոցեսորի հետ համատեղ աշխատող մասնագիտացված չիպի (WiFi, DVB-T) հիման վրա: Հատուկ չիպի օգտագործումը մոդեմ արտադրողին ազատում է բազմաթիվ գլխացավերից՝ կապված սեփական ռադիո արձանագրության նախագծման, մոդելավորման, ներդրման և փորձարկման հետ: Միկրոպրոցեսորն օգտագործվում է մոդեմին անհրաժեշտ ֆունկցիոնալությունը տալու համար։ Նման մոդեմներն ունեն հետևյալ առավելությունները.

1. Ցածր գին
2. Լավ քաշի և չափի պարամետրեր:
3. Ցածր էներգիայի սպառում.

Կան նաև թերություններ.

1. Ռադիո ինտերֆեյսի բնութագրերը փոխելու անկարողությունը՝ փոխելով որոնվածը:
2. Երկարաժամկետ հեռանկարում մատակարարումների ցածր կայունություն:
3. Ոչ ստանդարտ խնդիրների լուծման ժամանակ որակյալ տեխնիկական աջակցություն տրամադրելու սահմանափակ հնարավորություններ:

Մատակարարումների ցածր կայունությունը պայմանավորված է նրանով, որ չիպեր արտադրողները կենտրոնանում են հիմնականում զանգվածային շուկաների վրա (հեռուստացույցներ, համակարգիչներ և այլն): Անօդաչու թռչող սարքերի համար մոդեմներ արտադրողները նրանց համար առաջնահերթություն չեն, և նրանք որևէ կերպ չեն կարող ազդել չիպ արտադրողի որոշման վրա՝ դադարեցնելու արտադրությունն առանց այլ արտադրանքի համարժեք փոխարինման: Այս առանձնահատկությունն ամրապնդվում է ռադիո ինտերֆեյսների փաթեթավորման միտումով մասնագիտացված միկրոսխեմաների մեջ, ինչպիսիք են «համակարգը չիպի վրա» (System on Chip - SoC), և, հետևաբար, առանձին ռադիո ինտերֆեյսի չիպերն աստիճանաբար դուրս են մղվում կիսահաղորդչային շուկայից:

Տեխնիկական աջակցության տրամադրման սահմանափակ հնարավորությունները պայմանավորված են նրանով, որ ստանդարտ ռադիո արձանագրության վրա հիմնված մոդեմների մշակման թիմերը լավ համալրված են մասնագետներով, առաջին հերթին էլեկտրոնիկայի և միկրոալիքային տեխնոլոգիայի ոլորտում: Այնտեղ ռադիոկապի մասնագետներ կարող են ընդհանրապես չլինեն, քանի որ նրանց համար լուծվող խնդիրներ չկան։ Հետևաբար, անօդաչու թռչող սարքեր արտադրողները, որոնք լուծումներ են փնտրում ռադիոկապի ոչ աննշան խնդիրների համար, կարող են հիասթափվել խորհրդատվության և տեխնիկական աջակցության հարցում:

Մոդեմները, որոնք օգտագործում են սեփական ռադիո արձանագրություն, կառուցված են ունիվերսալ անալոգային և թվային ազդանշանների մշակման չիպերի հիման վրա: Նման չիպերի մատակարարման կայունությունը շատ բարձր է: Ճիշտ է, գինը նույնպես բարձր է։ Նման մոդեմներն ունեն հետևյալ առավելությունները.

1. Մոդեմը հաճախորդի կարիքներին հարմարեցնելու լայն հնարավորություններ, ներառյալ ռադիո ինտերֆեյսի հարմարեցումը որոնվածը փոխելու միջոցով:
2. Լրացուցիչ ռադիո ինտերֆեյսի հնարավորություններ, որոնք հետաքրքիր են անօդաչու թռչող սարքերում օգտագործելու համար և բացակայում են ստանդարտ ռադիո արձանագրությունների հիման վրա կառուցված մոդեմներում:
3. Մատակարարումների բարձր կայունություն, ներառյալ. երկարաժամկետ հեռանկարում:
4. Տեխնիկական աջակցության բարձր մակարդակ, ներառյալ ոչ ստանդարտ խնդիրների լուծումը:

Թերություններ.

1. Բարձր գին:
2. Քաշի և չափի պարամետրերը կարող են ավելի վատ լինել, քան ստանդարտ ռադիո արձանագրություններ օգտագործող մոդեմների պարամետրերը:
3. Թվային ազդանշանի մշակման միավորի էներգիայի սպառման ավելացում:

Անօդաչու թռչող սարքերի որոշ մոդեմների տեխնիկական տվյալներ

Աղյուսակում ներկայացված են շուկայում առկա անօդաչու թռչող սարքերի որոշ մոդեմների տեխնիկական պարամետրերը:

Նկատի ունեցեք, որ թեև 3D Link մոդեմն ունի փոխանցման ամենացածր հզորությունը Picoradio OEM և J11 մոդեմների համեմատ (25 դԲմ ընդդեմ 27−30 դԲմ), 3D Link մոդեմի էներգիայի բյուջեն ավելի բարձր է, քան այդ մոդեմները՝ շնորհիվ ընդունիչի բարձր զգայունության։ տվյալների փոխանցման նույն արագությունը համեմատվող մոդեմների համար): Այսպիսով, 3D Link-ն օգտագործելիս հաղորդակցության շրջանակը ավելի մեծ կլինի ավելի լավ էներգիայի գաղտնիության դեպքում:

Աղյուսակ. Անօդաչու թռչող սարքերի և ռոբոտաշինության որոշ լայնաշերտ մոդեմների տեխնիկական տվյալներ

Parameter
3D հղում
Skyhopper PRO
Picoradio OEM (կատարվում է մոդուլի վրա pDDL2450 Microhard-ից)
SOLO7- ը
(տես նաեւ SOLO7 ընդունիչ)
J11

Արտադրող, երկիր
Գեոսկան, ՌԴ
Mobilicom, Իսրայել
Airborne Innovations, Կանադա
DTC, Մեծ Բրիտանիա
Ռեդես, Չինաստան

Կապի միջակայք [կմ] 20−60
5
n/a*
n/a*
10-20

Արագություն [Մբիթ/վրկ] 0.023–64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6

Տվյալների փոխանցման ուշացում [ms] 1−20
25
n/a*
15-100
15-30

Ինքնաթիռի միավորի չափերը LxWxH [մմ] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (առանց բնակարանի)
67h68h22
76h48h20

Ինքնաթիռի միավորի քաշը [գրամ] 89
105
17.6 (առանց բնակարանի)
135
88

Տեղեկատվական միջերեսներ
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (ըստ ցանկության)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART

Ինբորտ միավորի սնուցման աղբյուր [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8

Վերգետնյա միավորի սնուցման աղբյուր [Volt/Watt] 18−75 կամ PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5

Հաղորդիչի հզորությունը [dBm] 25
n/a*
27-30
20
30

Ընդունիչի զգայունությունը [dBm] (արագության համար [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)

Մոդեմի էներգիայի բյուջե [dB] (արագության համար [Մբիթ/վրկ])
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)

Աջակցվող հաճախականությունների տիրույթներ [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8 թ
2; 4; 8

Սիմպլեքս/դուպլեքս
Երկակի
Երկակի
Երկակի
Սիմպլեքս
Երկակի

Բազմազանության աջակցություն
այո
այո
այո
այո
այո

Կառավարման/հեռաչափության առանձին ալիք
այո
այո
այո
ոչ
այո

Աջակցված անօդաչու թռչող սարքերի կառավարման արձանագրություններ կառավարման/հեռաչափության ալիքում
MAVLink, սեփականություն
MAVLink, սեփականություն
ոչ
ոչ
MAV հղում

Multiplexing աջակցություն կառավարման/հեռաչափության ալիքում
այո
այո
ոչ
ոչ
n/a*

Ցանցային տոպոլոգիաներ
PTP, PMP, ռելե
PTP, PMP, ռելե
PTP, PMP, ռելե
PTP
PTP, PMP, ռելե

Աղմուկի իմունիտետի բարձրացման միջոցներ
DSSS, նեղ շղթայով և զարկերակային ճնշողներ
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*

Ռադիո արձանագրություն
սեփականատիրական
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*

* n/a - տվյալներ չկան:

Հեղինակի մասին

Ալեքսանդր Սմորոդինով [[էլեկտրոնային փոստով պաշտպանված]] առաջատար մասնագետ է Geoscan ՍՊԸ-ում անլար կապի ոլորտում: 2011 թվականից առ այսօր մշակում է ռադիո արձանագրություններ և ազդանշանի մշակման ալգորիթմներ լայնաշերտ ռադիոմոդեմների համար տարբեր նպատակների համար, ինչպես նաև իրականացնում է մշակված ալգորիթմները՝ հիմնված ծրագրավորվող տրամաբանական չիպերի վրա։ Հեղինակի հետաքրքրության ոլորտները ներառում են համաժամացման ալգորիթմների մշակումը, ալիքի հատկությունների գնահատումը, մոդուլյացիան/դեմոդուլյացիան, աղմուկի դիմացկուն կոդավորումը, ինչպես նաև լրատվամիջոցների հասանելիության շերտի (MAC) ալգորիթմները: Մինչ Geoscan-ին միանալը հեղինակը աշխատել է տարբեր կազմակերպություններում՝ մշակելով անհատական ​​անլար կապի սարքեր։ 2002-2007 թվականներին աշխատել է «Պրոտեուս» ՍՊԸ-ում՝ որպես IEEE802.16 (WiMAX) ստանդարտի հիման վրա կապի համակարգերի մշակման առաջատար մասնագետ։ 1999 թվականից մինչև 2002 թվականը հեղինակը ներգրավված է եղել աղմուկի դիմացկուն կոդավորման ալգորիթմների մշակմամբ և ռադիոկապի երթուղիների մոդելավորմամբ Դաշնային պետական ​​\u1998b\u1995bմիավոր ձեռնարկության կենտրոնական գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում «Գրանիտ»: Հեղինակը XNUMX թվականին Սանկտ Պետերբուրգի օդատիեզերական գործիքավորման համալսարանի տեխնիկական գիտությունների թեկնածուի կոչում է ստացել, իսկ XNUMX թվականին նույն համալսարանից՝ ռադիոճարտարագիտության աստիճան։ Ալեքսանդրը IEEE-ի և IEEE Communications Society-ի ներկայիս անդամ է:

Source: www.habr.com