Áskorunin við að senda mikið magn af gögnum frá ómönnuðu loftfari (UAV) eða vélfærafræði á jörðu niðri er ekki óalgengt í nútíma forritum. Þessi grein fjallar um valviðmið fyrir breiðbandsmoald og tengd vandamál. Greinin var skrifuð fyrir UAV og vélfærafræði verktaki.
Valviðmið
Helstu forsendur fyrir því að velja breiðbandsmodem fyrir UAV eða vélfærafræði eru:
- Samskiptasvið.
- Hámarks gagnaflutningshraði.
- Seinkun á gagnaflutningi.
- Þyngd og stærðir færibreytur.
- Stuðningur upplýsingaviðmót.
- Næringarþörf.
- Aðskilin stjórn/fjarmælingarrás.
Samskiptasvið
Samskiptasviðið fer ekki aðeins eftir mótaldinu, heldur einnig af loftnetum, loftnetssnúrum, útbreiðsluskilyrðum útvarpsbylgju, utanaðkomandi truflunum og öðrum ástæðum. Til þess að aðgreina færibreytur mótaldsins sjálfs frá öðrum breytum sem hafa áhrif á samskiptasviðið skaltu íhuga sviðsjöfnuna [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Útbreiðsla útvarpsbylgna og rekstur útvarpstengla. Tenging. Moskvu. 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}},$$display$$
þar sem
$inline$R$inline$ — áskilið samskiptasvið í metrum;
$inline$F$inline$ — tíðni í Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — afl mótaldssendar í dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — loftnetsaukning sendis í dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — tap í snúrunni frá mótaldinu að sendiloftnetinu í dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — móttakaloftnetsaukning í dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — tap í snúrunni frá mótaldinu að móttakaraloftnetinu í dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — næmi mótaldsmóttakarans í dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ er deyfingarstuðull sem tekur tillit til viðbótartaps vegna áhrifa yfirborðs jarðar, gróðurs, lofthjúps og annarra þátta í dB.
Af sviðsjöfnunni er ljóst að sviðið er aðeins háð tveimur breytum mótaldsins: sendarafl $inline$P_{TXdBm}$inline$ og móttakaranæmni $inline$P_{RXdBm}$inline$, eða öllu heldur mismun þeirra - orkuáætlun mótaldsins
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Eftirstöðvarnar í sviðsjöfnunni lýsa útbreiðsluskilyrðum merkja og færibreytum loftnetsfóðrunarbúnaðarins, þ.e. hef ekkert með mótaldið að gera.
Þannig að til að auka samskiptasviðið þarftu að velja mótald með hátt $inline$B_m$inline$ gildi. Aftur á móti er hægt að auka $inline$B_m$inline$ með því að hækka $inline$P_{TXdBm}$inline$ eða með því að lækka $inline$P_{RXdBm}$inline$. Í flestum tilfellum eru UAV þróunaraðilar að leita að mótaldi með miklu sendiafli og taka lítið eftir næmi móttakarans, þó þeir þurfi að gera nákvæmlega hið gagnstæða. Öflugur sendir breiðbandsmoalds um borð hefur eftirfarandi vandamál í för með sér:
- mikil orkunotkun;
- þörf fyrir kælingu;
- versnandi rafsegulsamhæfi (EMC) við annan búnað um borð í UAV;
- lítil orkuleynd.
Fyrstu tvö vandamálin tengjast því að nútíma aðferðir við að senda mikið magn upplýsinga yfir útvarpsrás, til dæmis OFDM, krefjast línuleg sendi. Skilvirkni nútíma línulegra útvarpssenda er lítil: 10–30%. Þannig er 70-90% af dýrmætri orku UAV aflgjafans breytt í hita, sem verður að fjarlægja á skilvirkan hátt úr mótaldinu, annars mun það bila eða framleiðsla þess mun lækka vegna ofhitnunar á óhentugasta augnabliki. Til dæmis mun 2 W sendir draga 6–20 W frá aflgjafanum, þar af verður 4–18 W breytt í hita.
Orka laumuspil útvarpstengingar er mikilvægt fyrir sérstakar og hernaðarlegar notkunir. Lítið laumuspil þýðir að mótaldsmerkið greinist með tiltölulega miklum líkum af njósnamóttakara stöðvunarstöðvarinnar. Samkvæmt því eru líkurnar á að bæla útvarpstengil með lágorku laumuspil einnig miklar.
Næmni mótaldsmóttakara einkennir getu þess til að draga upplýsingar úr mótteknum merkjum með tilteknu gæðastigi. Gæðaviðmið geta verið mismunandi. Fyrir stafræn samskiptakerfi eru oftast notaðar líkur á bitavillu (bitvilluhlutfall - BER) eða líkur á villu í upplýsingapakka (rammavilluhlutfall - FER). Reyndar er næmni hversu mikið merki það er sem þarf að draga upplýsingar úr. Til dæmis gefur næmni −98 dBm með BER = 10−6 til kynna að hægt sé að draga upplýsingar með slíkum BER úr merki með stigi −98 dBm eða hærra, en upplýsingar með stigi td −99 dBm geta ekki lengur hægt að draga úr merki sem er td −1 dBm. Auðvitað, lækkun á gæðum eins og merki stigi minnkar á sér stað smám saman, en það er þess virði að hafa í huga að flest nútíma mótald hafa svokallaða. þröskuldsáhrif þar sem lækkun á gæðum þegar merkisstigið fer niður fyrir næmi á sér stað mjög fljótt. Það er nóg að minnka merkið um 2-10 dB undir næminu til að BER hækki í 1-XNUMX, sem þýðir að þú munt ekki lengur sjá myndband frá UAV. Þröskuldsáhrifin eru bein afleiðing af setningu Shannons fyrir hávaðamikla rás; það er ekki hægt að útrýma þeim. Eyðing upplýsinga þegar merkjastigið fer niður fyrir næmni á sér stað vegna áhrifa hávaða sem myndast inni í viðtakandanum sjálfum. Ekki er hægt að útrýma innri hávaða í móttakara að fullu, en það er hægt að draga úr styrk hans eða læra að draga upplýsingar úr hávaðasömu merki á skilvirkan hátt. Mótaldsframleiðendur nota báðar þessar aðferðir, gera endurbætur á RF blokkum móttakarans og bæta stafræna merkjavinnslu reiknirit. Að bæta næmni mótaldsmóttakarans leiðir ekki til svo stórkostlegrar aukningar á orkunotkun og hitaleiðni og að auka afl sendisins. Það er auðvitað aukning í orkunotkun og varmamyndun en hún er frekar hófleg.
Mælt er með eftirfarandi mótaldsvalsalgrími með tilliti til þess að ná tilskildu samskiptasviði.
- Ákveðið gagnaflutningshraða.
- Veldu mótald með besta næmni fyrir nauðsynlegan hraða.
- Ákvarða samskiptasviðið með útreikningi eða tilraun.
- Ef samskiptasviðið reynist minna en nauðsynlegt er, reyndu þá að nota eftirfarandi ráðstafanir (raðað í lækkandi forgangsröð):
- draga úr tapi í loftnetssnúrum $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ með því að nota snúru með lægri línulegri dempun á rekstrartíðni og/eða minnka lengd snúranna;
- auka loftnetsaukning $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- auka afl mótaldsendar.
Næmnigildi eru háð gagnaflutningshraða samkvæmt reglunni: meiri hraði - verra næmi. Til dæmis, -98 dBm næmi fyrir 8 Mbps er betra en -95 dBm næmi fyrir 12 Mbps. Þú getur borið saman mótald með tilliti til næmni aðeins fyrir sama gagnaflutningshraða.
Gögn um afl sendis eru næstum alltaf til í mótaldslýsingum, en gögn um næmni móttakara eru ekki alltaf tiltæk eða ófullnægjandi. Þetta er að minnsta kosti ástæða til að vera á varðbergi þar sem fallegar tölur eru varla skynsamlegar að fela. Að auki, með því að birta ekki næmnigögn, sviptir framleiðandinn neytanda tækifæri til að áætla samskiptasviðið með útreikningi. í kaup á mótaldi.
Hámarks flutningshraði
Val á mótald byggt á þessari færibreytu er tiltölulega einfalt ef hraðakröfurnar eru skýrt skilgreindar. En það eru nokkur blæbrigði.
Ef vandamálið sem verið er að leysa krefst þess að tryggja hámarks mögulega fjarskiptasvið og á sama tíma er hægt að úthluta nægilega breiðu tíðnisviði fyrir útvarpstengil, þá er betra að velja mótald sem styður breitt tíðnisvið (bandbreidd). Staðreyndin er sú að hægt er að ná nauðsynlegum upplýsingahraða á tiltölulega þröngu tíðnisviði með því að nota þéttar gerðir mótunar (16QAM, 64QAM, 256QAM osfrv.), eða á breiðu tíðnisviði með því að nota lágþéttni mótun (BPSK, QPSK) ). Notkun lágþéttnimótunar fyrir slík verkefni er æskileg vegna hærri hávaðaónæmis. Þess vegna er næmni móttakarans betri; í samræmi við það eykst orkuáætlun mótaldsins og þar af leiðandi fjarskiptasviðið.
Stundum stilla UAV-framleiðendur upplýsingahraða útvarpstengilsins miklu hærri en hraða upprunans, bókstaflega 2 eða oftar, með þeim rökum að heimildir eins og myndbandsmerkjamál hafi breytilegan bitahraða og mótaldshraðann ætti að vera valinn með hliðsjón af hámarksgildi af bitahraða losun. Í þessu tilviki minnkar samskiptasviðið eðlilega. Þú ættir ekki að nota þessa aðferð nema brýna nauðsyn beri til. Flest nútíma mótald eru með stóran biðminni í sendinum sem getur slétt út bitahraða toppa án pakkataps. Því er ekki krafist hraðavara sem er meira en 25%. Ef ástæða er til að ætla að biðminni getu keypta mótaldsins sé ófullnægjandi og þörf er á verulega meiri hraðaaukningu, þá er betra að neita að kaupa slíkt mótald.
Töf á gagnaflutningi
Þegar þessi færibreyta er metin er mikilvægt að aðskilja seinkunina sem tengist gagnaflutningi yfir útvarpstengilinn frá seinkuninni sem myndast af kóðun/afkóðun tækis upplýsingagjafans, eins og myndkóða. Seinkun á útvarpstengli samanstendur af 3 gildum.
- Seinkun vegna merkjavinnslu í sendi og móttakara.
- Seinkun vegna merkjaútbreiðslu frá sendi til móttakara.
- Seinkun vegna gagnabuffs í sendinum í TDD (time division duplex) mótaldum.
Töf af tegund 1, samkvæmt reynslu höfundar, er á bilinu frá tugum míkrósekúndna upp í eina millisekúndu. Töf af tegund 2 fer eftir fjarskiptadrægi, til dæmis fyrir 100 km tengil er það 333 μs. Töf af tegund 3 fer eftir lengd TDD rammans og hlutfalli lengdar sendingarlotunnar og heildar rammalengd og getur verið breytileg frá 0 til rammalengdarinnar, þ.e.a.s. það er slembibreyta. Ef sendur upplýsingapakkinn er við sendandainntakið á meðan mótaldið er í sendingarlotu, þá verður pakkinn sendur í loftinu með núll seinkun gerð 3. Ef pakkinn er aðeins seinn og móttökulotan er þegar hafin, þá því verður seinkað í biðminni sendisins meðan móttökulotan stendur yfir. Dæmigerð TDD rammalengd er á bilinu 2 til 20 ms, þannig að töf af tegund 3 í versta falli mun ekki fara yfir 20 ms. Þannig mun heildartöfin á útvarpstengingunni vera á bilinu 3−21 ms.
Besta leiðin til að komast að seinkun á útvarpstengingu er tilraun í fullri stærð með því að nota tól til að meta eiginleika netkerfisins. Ekki er mælt með því að mæla seinkun með því að nota beiðni-viðbragðsaðferðina, þar sem seinkunin í fram- og afturááttum gæti verið ekki sú sama fyrir TDD mótald.
Þyngd og stærðir færibreytur
Að velja mótaldseiningu um borð í samræmi við þessa viðmiðun krefst ekki sérstakra athugasemda: því minni og léttari því betra. Ekki gleyma líka þörfinni á að kæla innbyggða eininguna; viðbótarofnar gætu verið nauðsynlegar og í samræmi við það geta þyngd og mál einnig aukist. Hér ætti að gefa léttar, litlar einingar með litla orkunotkun.
Fyrir jarðbundna einingu eru massavíddarfæribreyturnar ekki svo mikilvægar. Auðvelt í notkun og uppsetning kemur til sögunnar. Jarðeiningin ætti að vera tæki sem er áreiðanlega varið fyrir utanaðkomandi áhrifum með þægilegu festingarkerfi á mastur eða þrífót. Góður kostur er þegar jarðeiningin er samþætt í sama húsi og loftnetinu. Helst ætti jarðeiningin að vera tengd við stjórnkerfið í gegnum eitt þægilegt tengi. Þetta mun bjarga þér frá sterkum orðum þegar þú þarft að framkvæma dreifingarvinnu við hitastig upp á -20 gráður.
Mataræðiskröfur
Innbyggðar einingar eru að jafnaði framleiddar með stuðningi við fjölbreytt úrval af spennuspennum, til dæmis 7-30 V, sem nær yfir flesta spennuvalkosti í UAV raforkukerfi. Ef þú hefur möguleika á að velja úr nokkrum framboðsspennum skaltu velja lægsta framboðsspennugildið. Að jafnaði eru mótald keyrð innra með spennu 3.3 og 5.0 V í gegnum aukaaflgjafa. Skilvirkni þessara aukaaflgjafa er meiri, því minni munur er á inntakinu og innri spennu mótaldsins. Aukin skilvirkni þýðir minni orkunotkun og varmamyndun.
Jarðeiningar verða aftur á móti að standa undir afli frá tiltölulega háum spennugjafa. Þetta gerir kleift að nota rafmagnssnúru með litlum þversniði, sem dregur úr þyngd og einfaldar uppsetningu. Að öðru óbreyttu skaltu velja jarðtengdar einingar með PoE (Power over Ethernet) stuðningi. Í þessu tilviki þarf aðeins eina Ethernet snúru til að tengja jarðeininguna við stjórnstöðina.
Aðskilin stjórn/fjarmælingarrás
Mikilvægur eiginleiki í þeim tilvikum þar sem ekkert pláss er eftir á UAV til að setja upp sérstakt stjórn-fjarmælingarmótald. Ef það er pláss er hægt að nota sérstaka stjórn-/fjarmælingarrás breiðbandsmoaldsins sem öryggisafrit. Þegar þú velur mótald með þessum valkosti skaltu fylgjast með því að mótaldið styður æskilega samskiptareglur fyrir samskipti við UAV (MAVLink eða sér) og getu til að margfalda stjórn rásar/fjarmælingagögn í þægilegt viðmót á jarðstöðinni (GS) ). Til dæmis er innbyggð eining breiðbands mótalds tengd sjálfstýringunni í gegnum tengi eins og RS232, UART eða CAN og jarðeiningin er tengd við stjórntölvuna í gegnum Ethernet tengi þar sem nauðsynlegt er að skiptast á skipunum. , fjarmælingar og myndbandsupplýsingar. Í þessu tilviki verður mótaldið að geta margfaldað skipunar- og fjarmælingarstrauminn á milli RS232, UART eða CAN tengi innbyggðu einingarinnar og Ethernet tengi jarðeiningarinnar.
Aðrar breytur til að borga eftirtekt til
Framboð á tvíhliða stillingu. Breiðbandsmoald fyrir UAV styðja annað hvort einfalda eða tvíhliða rekstrarham. Í einfaldri stillingu er gagnasending aðeins leyfð í átt frá UAV til NS og í tvíhliða ham - í báðar áttir. Að jafnaði eru simplex mótald með innbyggðum myndkóða og eru hönnuð til að vinna með myndbandsmyndavélum sem eru ekki með myndkóða. Simplex mótald hentar ekki til að tengjast IP myndavél eða öðrum tækjum sem þurfa IP tengingu. Þvert á móti er tvíhliða mótald að jafnaði hannað til að tengja innbyggða IP-net UAV við IP-net NS, þ.e. það styður IP myndavélar og önnur IP tæki, en hefur kannski ekki í myndkóða, þar sem IP myndbandsmyndavélar eru venjulega með myndkóðanum þínum. Stuðningur við Ethernet tengi er aðeins mögulegur í fullri tvíhliða mótaldi.
Fjölbreytni móttaka (RX fjölbreytni). Tilvist þessarar getu er skylda til að tryggja samfelld samskipti um alla flugvegalengdina. Við útbreiðslu yfir yfirborð jarðar berast útvarpsbylgjur að móttökustaðnum í tveimur geislum: eftir beinni leið og með endurkasti frá yfirborðinu. Ef viðbót við bylgjur tveggja geisla á sér stað í fasa, þá er sviðið á móttökustaðnum styrkt og ef það er í mótfasa er það veikt. Veikingin getur verið nokkuð veruleg - allt að algjöru samskiptaleysi. Tilvist tveggja loftneta á NS, staðsett á mismunandi hæð, hjálpar til við að leysa þetta vandamál, vegna þess að ef á staðsetningu eins loftnets er geislunum bætt við í mótfasa, þá á staðsetningu hins gera þeir það ekki. Fyrir vikið geturðu náð stöðugri tengingu um alla vegalengdina.
Stuðningur netkerfisfræði. Það er ráðlegt að velja mótald sem veitir stuðning ekki aðeins fyrir punkt-til-punkt (PTP) svæðisfræði, heldur einnig fyrir punkt-til-margpunkta (PMP) og relay (endurtekningar) svæðisfræði. Notkun gengis í gegnum viðbótar UAV gerir þér kleift að stækka umfangssvæði aðal UAV verulega. PMP stuðningur gerir þér kleift að fá upplýsingar samtímis frá nokkrum UAV á einum NS. Vinsamlegast athugaðu líka að stuðningur við PMP og gengi mun krefjast aukningar á bandbreidd mótalds samanborið við samskipti við einn UAV. Þess vegna, fyrir þessar stillingar, er mælt með því að velja mótald sem styður breitt tíðnisvið (að minnsta kosti 15-20 MHz).
Aðgengi að leiðum til að auka hávaðaónæmi. Gagnlegur valkostur, miðað við mikla truflunarumhverfi á svæðum þar sem UAV eru notuð. Hávaðaónæmi er skilið sem hæfni samskiptakerfis til að gegna hlutverki sínu þegar truflanir eru af gervi eða náttúrulegum uppruna í samskiptarásinni. Það eru tvær aðferðir til að berjast gegn truflunum. Aðferð 1: hannaðu mótaldsmóttakarann þannig að hann geti tekið á móti upplýsingum á áreiðanlegan hátt, jafnvel þótt truflun sé á samskiptarásarbandinu, á kostnað nokkurrar lækkunar á upplýsingaflutningshraða. Aðferð 2: Bældu eða dempaðu truflun við inntak móttakara. Dæmi um útfærslu fyrstu nálgunarinnar eru litrófsdreifingarkerfi, þ.e.: tíðnihopp (FH), gervi-handahófskennd röð dreifð litróf (DSSS) eða blendingur beggja. FH tækni hefur náð útbreiðslu í UAV stjórnrásum vegna þess að gagnaflutningshraðinn er lítill í slíkri samskiptarás. Til dæmis, fyrir 16 kbit/s hraða á 20 MHz bandi, er hægt að skipuleggja um 500 tíðnistöður, sem gerir áreiðanlega vörn gegn þröngbandstruflunum. Notkun FH fyrir breiðbandssamskiptarás er vandamál vegna þess að tíðnisviðið sem myndast er of stórt. Til dæmis, til að fá 500 tíðnistöður þegar unnið er með merki með 4 MHz bandbreidd, þarftu 2 GHz af ókeypis bandbreidd! Of mikið til að vera raunverulegt. Notkun DSSS fyrir breiðbandssamskiptarás með UAV er meira viðeigandi. Í þessari tækni er hver upplýsingabiti afritaður samtímis á nokkrum (eða jafnvel öllum) tíðnum á merkjasviðinu og, ef þröngbandstruflun er til staðar, er hægt að aðskilja hann frá hlutum litrófsins sem truflanir eru ekki fyrir áhrifum. Notkun DSSS, sem og FH, felur í sér að þegar truflanir koma fram í rásinni þarf að draga úr gagnaflutningshraða. Engu að síður er augljóst að það er betra að fá myndband frá UAV í lægri upplausn en engu. Aðferð 2 notar þá staðreynd að truflun, ólíkt innri hávaða móttakarans, fer inn í útvarpshlekkina að utan og, ef ákveðin aðferð er til staðar í mótaldinu, er hægt að bæla þau niður. Bæling á truflunum er möguleg ef hún er staðbundin í litrófs-, tíma- eða staðbundnum sviðum. Til dæmis er þröngbandstruflun staðbundin á litrófssvæðinu og hægt er að „klippa út“ úr litrófinu með því að nota sérstaka síu. Á sama hátt er púls hávaði staðbundinn í tímasviðinu; til að bæla það er viðkomandi svæði fjarlægt frá inntaksmerki móttakarans. Ef truflunin er ekki mjóband eða púlsuð, þá er hægt að nota staðbundna bæla til að bæla hana, þar sem truflun berst inn í móttökuloftnetið frá upptökum úr ákveðinni átt. Ef núllið á geislunarmynstri móttökuloftnetsins er staðsett í átt að truflunargjafanum verður truflunin bæld niður. Slík kerfi eru kölluð aðlagandi geislamyndun og geisla núllkerfi.
Útvarpssamskiptareglur notuð. Mótaldsframleiðendur geta notað staðlaða (WiFi, DVB-T) eða sérútvarpssamskiptareglur. Þessi færibreyta er sjaldan tilgreind í forskriftum. Notkun DVB-T er óbeint tilgreind með studdu tíðnisviðunum 2/4/6/7/8, stundum 10 MHz og getið í texta forskriftar COFDM (kóða OFDM) tækni þar sem OFDM er notað í tengslum með hávaðaþolinni kóðun. Í framhjáhlaupi tökum við fram að COFDM er eingöngu auglýsingaslagorð og hefur enga kosti fram yfir OFDM, þar sem OFDM án hávaðaþolinnar kóða er aldrei notað í reynd. Jafnaðu COFDM og OFDM þegar þú sérð þessar skammstafanir í forskriftum útvarpsmoalds.
Mótald sem notar staðlaða samskiptareglu eru venjulega byggð á grundvelli sérhæfðs flísar (WiFi, DVB-T) sem vinnur í tengslum við örgjörva. Notkun sérsniðinnar flísar léttir mótaldsframleiðandann af miklum höfuðverk sem tengist hönnun, líkönum, innleiðingu og prófun á eigin útvarpssamskiptareglum. Örgjörvinn er notaður til að gefa mótaldinu nauðsynlega virkni. Slík mótald hafa eftirfarandi kosti.
- Lágt verð.
- Góð þyngd og stærð færibreytur.
- Lítil orkunotkun.
Það eru líka ókostir.
- Vanhæfni til að breyta eiginleikum útvarpsviðmótsins með því að breyta fastbúnaðinum.
- Lítill stöðugleiki birgða til lengri tíma litið.
- Takmörkuð getu til að veita hæfa tækniaðstoð við lausn óstöðluð vandamál.
Lítill stöðugleiki birgða er vegna þess að flísaframleiðendur einbeita sér fyrst og fremst að fjöldamörkuðum (sjónvarpstæki, tölvur o.s.frv.). Framleiðendur mótalda fyrir UAV eru ekki í forgangi hjá þeim og þeir geta ekki á nokkurn hátt haft áhrif á ákvörðun flísaframleiðandans um að hætta framleiðslu án fullnægjandi endurnýjunar með annarri vöru. Þessi eiginleiki er styrktur af þeirri þróun að pakka útvarpsviðmótum í sérhæfðar örrásir eins og „kerfi á flís“ (System on Chip - SoC), og þess vegna skolast einstakir útvarpsviðmótflísar smám saman út af hálfleiðaramarkaðnum.
Takmörkuð getu til að veita tækniaðstoð er vegna þess að þróunarteymi mótalda sem byggjast á stöðluðu útvarpssamskiptareglum eru vel mönnuð með sérfræðingum, fyrst og fremst í rafeindatækni og örbylgjutækni. Það eru kannski engir fjarskiptasérfræðingar þar, enda engin vandamál fyrir þá að leysa. Þess vegna geta UAV-framleiðendur sem leita að lausnum á óléttvægum fjarskiptavandamálum fundið fyrir vonbrigðum hvað varðar ráðgjöf og tæknilega aðstoð.
Mótald sem nota sérútvarpssamskiptareglur eru byggð á grunni alhliða hliðrænna og stafrænna merkjavinnsluflaga. Framboðsstöðugleiki slíkra flísa er mjög mikill. Að vísu er verðið líka hátt. Slík mótald hafa eftirfarandi kosti.
- Miklir möguleikar á að aðlaga mótaldið að þörfum viðskiptavinarins, þar á meðal að laga útvarpsviðmótið með því að breyta fastbúnaði.
- Viðbótargetu útvarpsviðmóts sem er áhugavert til notkunar í UAV og er fjarverandi í mótaldum sem eru byggð á grundvelli stöðluðra útvarpssamskiptareglna.
- Mikill stöðugleiki birgða, þ.m.t. til lengri tíma litið.
- Tæknileg aðstoð á háu stigi, þar á meðal að leysa óstöðluð vandamál.
Ókostir.
- Hátt verð
- Þyngd og stærð færibreytur geta verið verri en mótald sem nota venjulegar útvarpssamskiptareglur.
- Aukin orkunotkun stafrænu merkjavinnslueiningarinnar.
Tæknigögn sumra mótalda fyrir UAV
Taflan sýnir tæknilegar breytur sumra mótalda fyrir UAV sem eru fáanleg á markaðnum.
Athugaðu að þó að 3D Link mótaldið hafi lægsta sendingaraflið samanborið við Picoradio OEM og J11 mótaldin (25 dBm á móti 27–30 dBm), þá er 3D Link aflfjárhagsáætlunin hærri en þessi mótald vegna mikils móttakaranæmni (með sama gagnaflutningshraða fyrir mótaldin sem verið er að bera saman). Þannig verður samskiptasviðið þegar 3D Link er notað meira með betri orku laumuspil.
Tafla. Tæknigögn sumra breiðbandsmótalda fyrir UAV og vélfærafræði
Viðfang
(framkvæmt á einingunni frá Microhard)
(sjá einnig )
Framleiðandi, land
Geoscan, RF
Mobilicom, Ísrael
Airborne Innovations, Kanada
DTC, Bretlandi
Redess, Kína
Samskiptadrægni [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Hraði [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Töf á gagnaflutningi [ms] 1−20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Mál innbyggða einingarinnar LxBxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (án húsnæðis)
67h68h22
76h48h20
Þyngd eininga um borð [gram] 89
105
17.6 (án húsnæðis)
135
88
Upplýsingaviðmót
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (valfrjálst)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Aflgjafi innanborðs [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Aflgjafi á jörðu niðri [Volt/Watt] 18−75 eða PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Sendarafl [dBm] 25
n/a*
27 − 30
20
30
Móttökunæmi [dBm] (fyrir hraða [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)
Orkuáætlun mótalds [dB] (fyrir hraða [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)
Stuðningur við tíðnisvið [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Einfalt/tvíbýli
Duplex
Duplex
Duplex
Einfalt
Duplex
Stuðningur við fjölbreytni
já
já
já
já
já
Aðskilin rás fyrir stjórn/fjarmælingu
já
já
já
ekki
já
Styður UAV stjórnunarsamskiptareglur í stjórn/fjarmælingarrásinni
MAVLink, einkaleyfi
MAVLink, einkaleyfi
ekki
ekki
MAV hlekkur
Margföldunarstuðningur í stjórn-/fjarmælingarrás
já
já
ekki
ekki
n/a*
Staðfræði netkerfis
PTP, PMP, gengi
PTP, PMP, gengi
PTP, PMP, gengi
PTP
PTP, PMP, gengi
Leiðir til að auka ónæmi fyrir hávaða
DSSS, mjóbands- og púlsbælarar
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Útvarpssamskiptareglur
séreign
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - engin gögn.
Um höfundinn
Alexander Smorodinov [[netvarið]] er leiðandi sérfræðingur hjá Geoscan LLC á sviði þráðlausra fjarskipta. Frá 2011 til dagsins í dag hefur hann verið að þróa útvarpssamskiptareglur og merkjavinnslualgrím fyrir breiðbandsútvarpsmoald í ýmsum tilgangi, auk þess að innleiða þróuð reiknirit sem byggjast á forritanlegum rökkubbum. Áhugasvið höfundar eru meðal annars þróun á samstillingarreikniritum, rásareiginleikamati, mótun/afmótun, hávaðaþolinni kóðun, auk nokkurra algríma fyrir fjölmiðlaaðgangslag (MAC). Áður en höfundurinn gekk til liðs við Geoscan starfaði höfundur í ýmsum stofnunum og þróaði sérsniðin þráðlaus samskiptatæki. Frá 2002 til 2007 starfaði hann hjá Proteus LLC sem leiðandi sérfræðingur í þróun samskiptakerfa byggð á IEEE802.16 (WiMAX) staðlinum. Frá 1999 til 2002 tók höfundurinn þátt í þróun hávaðaþolinna kóðunaralgríma og líkanagerð á útvarpstengingarleiðum hjá Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Höfundur hlaut kandídat í tæknivísindum frá St. Petersburg University of Aerospace Instrumentation árið 1998 og útvarpsverkfræðigráðu frá sama háskóla árið 1995. Alexander er núverandi meðlimur IEEE og IEEE Communications Society.
Heimild: www.habr.com