Ny fanamby amin'ny fandefasana angon-drakitra be dia be avy amin'ny fiara tsy mataho-dalana (UAV) na robotika an-tanety dia tsy mahazatra amin'ny fampiharana maoderina. Ity lahatsoratra ity dia miresaka momba ny fepetra fisafidianana ho an'ny modem broadband sy ny olana mifandraika amin'izany. Ny lahatsoratra dia nosoratana ho an'ny mpamorona UAV sy robotika.
Critèia fanamarinana
Ny fepetra fototra amin'ny fisafidianana modem broadband ho an'ny UAV na robotika dia:
- Saran'ny fifandraisana.
- Ny tahan'ny famindrana angona ambony indrindra.
- Fahatarana amin'ny fandefasana angona.
- Lanja sy refy masontsivana.
- Fifandraisana vaovao tohanana.
- Fepetra ara-tsakafo.
- Fantsona fanaraha-maso/telemetry misaraka.
Saran'ny fifandraisana
Tsy miankina amin'ny modem ihany ny elanelan'ny fifandraisana, fa koa amin'ny antenne, tariby antenne, fepetra fampielezam-peo onjam-peo, fitsabahana ivelany ary antony hafa. Mba hanavahana ny masontsivana ny modem ny tenany amin'ny masontsivana hafa izay misy fiantraikany ny fifandraisana isan-karazany, dia diniho ny isan-karazany equation [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Fampielezana ny onjam-peo sy ny fiasan'ny rohy radio. Fifandraisana. Moskoa. 1971]
$$aseho$$ 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}},$$fampisehoana$$
izay
$inline$R$inline$ - ilaina ny elanelana fifandraisana amin'ny metatra;
$inline$F$inline$ — frequency in Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — herin'ny mpandefa modem amin'ny dBm;
$ inline $ G_ {TXdB} $ inline $ - fahazoana antenne mpandefa amin'ny dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — fahaverezan'ny tariby avy amin'ny modem mankany amin'ny antenne émetteur amin'ny dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — fahazoana antena mpandray amin'ny dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — fahaverezan'ny tariby avy amin'ny modem mankany amin'ny antenne mpandray amin'ny dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — fahatsapan'ny mpandray modem amin'ny dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ dia lafin-javatra manalefaka izay mihevitra ny fatiantoka fanampiny noho ny fitaoman'ny velaran'ny Tany, ny zavamaniry, ny atmosfera ary ny anton-javatra hafa ao amin'ny dB.
Avy amin'ny equation isan-karazany dia mazava fa miankina amin'ny mari-pamantarana roa amin'ny modem ihany ny elanelana: herin'ny mpandefa $inline$P_{TXdBm}$inline$ ary ny fahatsapan'ny mpandray $inline$P_{RXdBm}$inline$, na ny marimarina kokoa amin'ny fahasamihafany. - ny teti-bolan'ny angovo an'ny modem
$$aseho$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$fampisehoana$$
Ny mari-pamantarana sisa tavela ao amin'ny equation isan-karazany dia mamaritra ny fepetra fampielezam-peo sy ny mari-pamantarana ny fitaovana antenne-feeder, i.e. tsy misy ifandraisany amin'ny modem.
Noho izany, mba hampitomboana ny isan'ny fifandraisana dia mila misafidy modem manana sanda lehibe $ inline$B_m$inline$ ianao. Ny $inline$B_m$inline$ kosa dia azo ampitomboina amin'ny fampitomboana ny $inline$P_{TXdBm}$inline$ na amin'ny fampihenana ny $inline$P_{RXdBm}$inline$. Amin'ny ankabeazan'ny toe-javatra, ny mpamorona UAV dia mitady modem manana hery fampitana avo lenta ary tsy miraharaha ny fahatsapan'ny mpandray, na dia mila manao ny mifanohitra amin'izany aza izy ireo. Ny mpandefa mahery vaika amin'ny modem broadband dia misy olana manaraka ireto:
- fanjifana angovo ambony;
- mila fampangatsiahana;
- fahasimban'ny electromagnetic compatibility (EMC) amin'ny fitaovana hafa an-tsambo an'ny UAV;
- ambany angovo tsiambaratelo.
Ny olana roa voalohany dia mifandraika amin'ny hoe ny fomba maoderina amin'ny fampitana fampahalalana be dia be amin'ny onjam-peo iray, ohatra ny OFDM, dia mitaky. linear mpandefa. Ny fahombiazan'ny mpandefa radio linear maoderina dia ambany: 10-30%. Noho izany, ny 70-90% amin'ny angovo sarobidy amin'ny famatsiana herinaratra UAV dia miova ho hafanana, izay tsy maintsy esorina amin'ny fomba mahomby amin'ny modem, raha tsy izany dia tsy hahomby izany na hihena ny herin'ny famoahana azy noho ny hafanana be loatra amin'ny fotoana tsy mety indrindra. Ohatra, ny mpanentana 2 W dia haka 6–20 W avy amin'ny famatsiana herinaratra, ka ny 4–18 W dia hiova ho hafanana.
Zava-dehibe ho an'ny fampiharana manokana sy ara-miaramila ny fangalatra angovo amin'ny rohy radio. Ny fangalarana ambany dia midika fa ny famantarana ny modem dia voamarika amin'ny mety ho avo kokoa amin'ny alàlan'ny reconnaissance receiver amin'ny toby fiantsonana. Arak'izany dia ambony ihany koa ny mety hisian'ny fanakanana rohy radio miaraka amin'ny fangalatra angovo ambany.
Ny fahatsapan'ny mpandray modem dia mampiavaka ny fahafahany maka vaovao avy amin'ny famantarana voaray miaraka amin'ny haavon'ny kalitao iray. Mety miovaova ny fepetra momba ny kalitao. Ho an'ny rafi-pifandraisana nomerika, ny mety hisian'ny hadisoana kely (fahadisoana kely - BER) na ny mety hisian'ny hadisoana amin'ny fonosana fampahalalana (fahadisoan'ny frame - FER) no ampiasaina matetika. Raha ny marina, ny fahatsapan-tena dia ny haavon'ny famantarana izay tsy maintsy alaina ny vaovao. Ohatra, ny fahatsapana ny -98 dBm miaraka amin'ny BER = 10−6 dia manondro fa ny fampahalalana miaraka amin'ny BER toy izany dia azo alaina avy amin'ny famantarana misy haavon'ny -98 dBm na ambony, fa ny fampahalalana miaraka amin'ny haavon'ny, ohatra, -99 dBm dia afaka tsy azo alaina avy amin'ny famantarana manana haavon'ny, ohatra, -1 dBm. Mazava ho azy fa ny fihenan'ny kalitao rehefa mihena ny haavon'ny famantarana dia mitranga tsikelikely, saingy tokony hotadidina fa ny ankamaroan'ny modem maoderina dia manana ilay antsoina hoe. vokatry ny tokonam-baravarana izay misy fihenan'ny kalitao rehefa mihena ny haavon'ny famantarana eo ambanin'ny fahatsapana dia mitranga haingana. Ampy ny fampihenana ny famantarana amin'ny 2-10 dB eo ambanin'ny fahatsapana ho an'ny BER mba hitombo ho 1-XNUMX, izay midika fa tsy hahita horonan-tsary avy amin'ny UAV intsony ianao. Ny vokatry ny tokonam-baravarana dia vokatra mivantana avy amin'ny theorem's Shannon ho an'ny fantsona mitabataba; tsy azo esorina izany. Ny fahapotehan'ny fampahalalam-baovao rehefa mihena ny haavon'ny famantarana eo ambanin'ny fahatsapana dia mitranga noho ny fitaoman'ny tabataba miforona ao anatin'ny mpandray. Tsy azo esorina tanteraka ny tabataba anatiny ao amin'ny resevera, fa azo atao ny mampihena ny haavony na mianatra manala vaovao tsara amin'ny famantarana mitabataba. Ireo mpanamboatra modem dia mampiasa ireo fomba roa ireo, manao fanatsarana ny sakana RF amin'ny mpandray ary manatsara ny algorithm fanodinana famantarana nomerika. Ny fanatsarana ny fahatsapan'ny mpandray modem dia tsy mitondra amin'ny fisondrotry ny fanjifana herinaratra sy ny fiparitahan'ny hafanana toy ny fampitomboana ny herin'ny mpandefa. Misy, mazava ho azy, ny fitomboan'ny fanjifàna angovo sy ny famokarana hafanana, nefa somary maotina.
Ity algorithm amin'ny fisafidianana modem manaraka ity dia atolotra amin'ny fomba fijery amin'ny fanatrarana ny elanelana fifandraisana ilaina.
- Manapaha hevitra momba ny tahan'ny famindrana angona.
- Mifidiana modem manana fahatsapana tsara indrindra amin'ny hafainganam-pandeha ilaina.
- Farito ny elanelan'ny fifandraisana amin'ny alalan'ny kajy na andrana.
- Raha toa ka toa tsy dia ilaina loatra ny elanelan'ny fifandraisana, dia andramo ny mampiasa ireto fepetra manaraka ireto (nalamina araka ny filaharan'ny fampihenana ny laharam-pahamehana):
- mampihena ny fatiantoka amin'ny tariby antenne $ inline $ L_ {TXdB} $ inline $, $ inline $ L_ {RXdB} $ inline $ amin'ny alàlan'ny fampiasana tariby misy fihenan'ny tsipika ambany amin'ny fatran'ny fiasana sy/na fampihenana ny halavan'ny tariby;
- ampitomboy ny fahazoana antenna $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- hampitombo ny herin'ny mpandefa modem.
Ny sandan'ny fahatsapan-tena dia miankina amin'ny tahan'ny famindrana angon-drakitra araka ny fitsipika: haingana kokoa - fahatsapana ratsy kokoa. Ohatra, tsara kokoa ny −98 dBm ho an'ny 8 Mbps noho ny −95 dBm ho an'ny 12 Mbps. Azonao atao ny mampitaha ny modem amin'ny resaka fahatsapan-tena raha tsy amin'ny hafainganam-pandehan'ny angona mitovy.
Ny angon-drakitra momba ny herin'ny mpandefa dia saika misy foana amin'ny famaritana modem, fa ny angona momba ny fahatsapan'ny mpandray dia tsy misy na tsy ampy. Farafaharatsiny, antony tokony ho mailo izany, satria ny isa tsara tarehy dia sarotra ny manafina. Ankoatr'izay, amin'ny alàlan'ny tsy famoahana angon-drakitra momba ny fahatsapana, ny mpanamboatra dia manaisotra ny mpanjifa amin'ny fahafahana manombana ny elanelan'ny fifandraisana amin'ny alàlan'ny kajy. до fividianana modem.
Ny tahan'ny famindrana angona ambony indrindra
Ny fisafidianana modem mifototra amin'io mari-pamantarana io dia tsotra raha toa ka voafaritra mazava ny fepetra takian'ny hafainganam-pandeha. Saingy misy ny nuance sasany.
Raha ny olana voavaha dia mitaky ny hahazoana antoka ny ambony indrindra azo atao ny fifandraisana isan-karazany ary miaraka amin'izay koa, dia azo atao ny manome ny faneriterena ampy malalaka ho an'ny radio rohy, dia tsara kokoa ny mifidy ny modem izay manohana ny midadasika fandrefesana (bandwidth). Ny zava-misy dia ny hafainganam-pandehan'ny fampahalalam-baovao ilaina dia azo tratrarina amin'ny tarika fanerena somary tery amin'ny alàlan'ny fampiasana karazana modulation matevina (16QAM, 64QAM, 256QAM, sns.), Na amin'ny tarika midadasika amin'ny alàlan'ny fampiasana modulation ambany (BPSK, QPSK). ). Ny fampiasana modulation ambany hakitroky ho an'ny asa toy izany dia aleo kokoa noho ny tsy fahampian'ny feo avo kokoa. Noho izany, ny fahatsapan'ny mpandray dia tsara kokoa, noho izany dia mitombo ny teti-bolan'ny angovo amin'ny modem ary, vokatr'izany, ny haavon'ny fifandraisana.
Indraindray ny mpanamboatra UAV dia mametraka ny hafainganam-pampahalalam-baovao amin'ny rohy radio ambony lavitra noho ny hafainganam-pandehan'ny loharano, ara-bakiteny in-2 na mihoatra, amin'ny filazana fa ny loharano toy ny codec video dia manana bitrate miovaova ary ny hafainganam-pandehan'ny modem dia tokony hofantenana amin'ny vidiny ambony indrindra. ny famoahana bitrate. Amin'ity tranga ity dia mihena ho azy ny elanelan'ny fifandraisana. Tsy tokony hampiasa izany fomba izany ianao raha tsy hoe tena ilaina. Ny ankamaroan'ny modem maoderina dia manana buffer lehibe ao amin'ny émetteur izay afaka manalefaka ny bitrate spike tsy misy fatiantoka. Noho izany, tsy ilaina ny tahiry hafainganam-pandeha mihoatra ny 25%. Raha misy antony inoana fa tsy ampy ny buffer fahafahan'ny modem novidina ary ilaina ny fitomboan'ny hafainganam-pandeha lehibe kokoa, dia tsara kokoa ny mandà tsy hividy modem toy izany.
Fanemorana ny famindrana angona
Rehefa manombana an'io mari-pamantarana io dia zava-dehibe ny manasaraka ny fahatarana mifandray amin'ny fampitana angon-drakitra amin'ny rohin'ny radio amin'ny fahatarana namboarin'ny fitaovana famandrihana/famaritana ny loharanom-baovao, toy ny codec video. Ny fahatarana amin'ny rohy radio dia misy sanda 3.
- Fahatarana noho ny fanodinana famantarana ao amin'ny mpanentana sy ny mpandray.
- Fahatarana noho ny fiparitahan'ny signal avy amin'ny émetteur mankany amin'ny mpandray.
- Ny fahatarana noho ny fikojakojana angon-drakitra ao amin'ny mpandefa amin'ny modem duplex time division duplex (TDD).
Ny fahatarana karazana 1, araka ny traikefan'ny mpanoratra, dia manomboka amin'ny microsegondra am-polony ka hatramin'ny iray milisegondra. Ny fahatarana karazana 2 dia miankina amin'ny elanelan'ny fifandraisana, ohatra, ho an'ny rohy 100 km dia 333 μs. Ny fahatarana karazana 3 dia miankina amin'ny halavan'ny frame TDD sy ny tahan'ny faharetan'ny tsingerin'ny fandefasana amin'ny faharetan'ny frame manontolo ary mety miovaova amin'ny 0 ka hatramin'ny faharetan'ny frame, izany hoe miovaova kisendrasendra. Raha eo amin'ny fidirana amin'ny émetteur ny fonosan'ny fampahafantarana ampitaina raha mbola ao anatin'ny tsingerin'ny fandefasana ny modem, dia halefa eny amin'ny rivotra ilay fonosana miaraka amin'ny karazana fahatarana aotra 3. Raha tara kely ny fonosana ary efa nanomboka ny tsingerin'ny fandraisana, dia ho tara ao amin'ny buffer émetteur mandritra ny faharetan'ny tsingerin'ny fandraisana. Ny halavan'ny frame TDD mahazatra dia manomboka amin'ny 2 ka hatramin'ny 20 ms, noho izany dia tsy hihoatra ny 3 ms ny fahatarana Type 20 ratsy indrindra. Noho izany, ny fahatarana tanteraka amin'ny rohy radio dia ho eo amin'ny 3−21 ms.
Ny fomba tsara indrindra hamantarana ny fahatarana amin'ny rohy radio dia andrana feno amin'ny fampiasana fitaovana fanombanana ny toetran'ny tambajotra. Ny fandrefesana ny fahatarana amin'ny fampiasana ny fomba famaliana fangatahana dia tsy soso-kevitra, satria mety tsy hitovy ny fahatarana amin'ny lalana mandroso sy miverina amin'ny modem TDD.
Lanja sy refy masontsivana
Tsy mila fanehoan-kevitra manokana ny fisafidianana singa modem an-tsambo mifanaraka amin'io fepetra io: ny kely sy maivana no tsara kokoa. Aza adino koa ny momba ny filàna hampangatsiaka ny on-board vondrona, fanampiny radiators mety ilaina, ary araka izany, ny lanjany sy ny refy dia mety hitombo ihany koa. Ny safidy eto dia tokony homena ireo singa maivana sy kely misy fanjifana herinaratra ambany.
Ho an'ny vondrona mifototra amin'ny tany dia tsy dia manakiana loatra ny mari-pamantarana faobe. Ny fanamorana ny fampiasana sy ny fametrahana dia tonga aloha. Ny singa fototra dia tokony ho fitaovana azo antoka voaaro amin'ny fitaomana ivelany miaraka amin'ny rafitra fametahana mety amin'ny mast na tripod. Ny safidy tsara dia rehefa ampidirina ao amin'ny trano iray miaraka amin'ny antenne ny unit-tany. Ny tsara indrindra dia tokony ampifandraisina amin'ny rafitra fanaraha-maso amin'ny alalan'ny connecteur iray mety ny singa fototra. Izany dia hamonjy anao amin'ny teny mahery rehefa mila manao asa fametrahana amin'ny mari-pana -20 degre ianao.
Fepetra ara-tsakafo
Ny onboard units, toy ny fitsipika, dia novokarina miaraka amin'ny fanohanana ny isan-karazany ny famatsiana voltages, ohatra 7-30 V, izay mandrakotra ny ankamaroan'ny safidy malefaka ao amin'ny tambajotra herinaratra UAV. Raha manana fahafahana hisafidy amin'ny famatsiana voltages maro ianao, dia omeo safidy ny sandan'ny famatsiana ambany indrindra. Amin'ny maha-fitsipika, ny modem dia mandeha amin'ny herinaratra amin'ny 3.3 sy 5.0 V amin'ny alàlan'ny famatsiana herinaratra faharoa. Ny fahombiazan'ireo famatsiana herinaratra faharoa ireo dia avo kokoa, ny kely kokoa ny fahasamihafana eo amin'ny fidirana sy ny voltase anatiny amin'ny modem. Ny fampitomboana ny fahombiazany dia midika fampihenana ny fanjifana angovo sy ny famokarana hafanana.
Ny unit-tany kosa dia tsy maintsy manohana herinaratra avy amin'ny loharano malefaka somary avo. Izany dia mamela ny fampiasana tariby herinaratra misy tsipika kely, izay mampihena ny lanjany ary manamora ny fametrahana. Ny zavatra hafa rehetra dia mitovy, omeo safidy ny singa mifototra amin'ny tany miaraka amin'ny fanohanan'ny PoE (Power over Ethernet). Amin'ity tranga ity, tariby Ethernet iray ihany no ilaina mba hampifandraisana ny vondrona tany amin'ny toby fanaraha-maso.
Fantsona fanaraha-maso/telemetry misaraka
Endri-javatra manan-danja amin'ny tranga izay tsy misy toerana tavela amin'ny UAV mba hametrahana modem baiko-telemetry misaraka. Raha misy toerana, dia azo ampiasaina ho backup ny fantsona fanaraha-maso/telemetry misaraka amin'ny modem broadband. Rehefa misafidy modem amin'ity safidy ity, tandremo tsara fa ny modem dia manohana ny protocol irina ho an'ny fifandraisana amin'ny UAV (MAVLink na proprietary) ary ny fahafahana manara-maso ny angon-drakitra / telemetry amin'ny alàlan'ny interface tsara eo amin'ny gara (GS). ). Ohatra, ny unit on-board an'ny modem broadband dia mifandray amin'ny autopilot amin'ny alàlan'ny interface toy ny RS232, UART na CAN, ary ny unit-tany dia mifandray amin'ny solosaina fanaraha-maso amin'ny alàlan'ny interface Ethernet izay ilaina ny mifanakalo baiko. , telemetry sy fampahafantarana video. Amin'ity tranga ity, ny modem dia tsy maintsy afaka mampifangaro ny baiko sy ny telemetry stream eo anelanelan'ny RS232, UART na CAN interfaces an'ny on-board unit sy ny Ethernet interface an'ny unit ground.
Parameter hafa tokony hojerena
Ny fisian'ny fomba duplex. Ny modem Broadband ho an'ny UAV dia manohana ny fomba fiasa simplex na duplex. Amin'ny fomba simplex, ny fampitana angon-drakitra dia avela afa-tsy amin'ny lalana avy amin'ny UAV mankany amin'ny NS, ary amin'ny fomba duplex - amin'ny lafiny roa. Amin'ny maha-fitsipika, ny modem simplex dia manana codec video natsangana ary natao hiasa amin'ny fakantsary video izay tsy manana codec video. Ny modem simplex dia tsy mety amin'ny fampifandraisana amin'ny fakantsary IP na fitaovana hafa mila fifandraisana IP. Mifanohitra amin'izany, ny modem duplex, amin'ny ankapobeny, dia natao hampifandray ny tamba-jotra IP an-tsambo an'ny UAV amin'ny tambajotra IP an'ny NS, izany hoe manohana fakan-tsary IP sy fitaovana IP hafa, saingy mety tsy manana naorina- amin'ny codec video, satria ny fakantsary IP video matetika dia manana ny codec video anao. Ny fanohanana interface tsara Ethernet dia tsy azo atao afa-tsy amin'ny modem duplex feno.
Fandraisan'ny diversité (RX diversity). Ny fisian'io fahaiza-manao io dia tsy maintsy atao mba hiantohana ny fifandraisana mitohy mandritra ny halaviran'ny sidina manontolo. Rehefa miparitaka eny ambonin'ny tany ny onjam-peo dia tonga eo amin'ny toerana fandraisana amin'ny taratra roa: amin'ny lalana mivantana ary miaraka amin'ny fisaintsainana avy eny ambonin'ny tany. Raha misy ny fampitomboana ny onjan'ny taratra roa, dia mihamatanjaka ny saha eo amin'ny toerana fandraisana, ary raha amin'ny antiphase, dia mihamalemy izany. Ny fahalemena dia mety ho tena manan-danja - hatramin'ny fahaverezan'ny fifandraisana. Ny fisian'ny Antenna roa ao amin'ny NS, miorina amin'ny haavo samihafa, dia manampy amin'ny famahana ity olana ity, satria raha ao amin'ny toerana misy ny antenne iray dia ampidirina amin'ny antiphase ny taratra, dia tsy eo amin'ny toerana misy ny iray hafa. Vokatr'izany dia afaka mahazo fifandraisana maharitra ianao mandritra ny halavirana manontolo.
Topologies tambajotra tohanana. Tsara ny misafidy modem izay manome fanohanana tsy ho an'ny topologie point-to-point (PTP), fa koa ho an'ny topologie point-to-multipoint (PMP) sy relay (repeater). Ny fampiasana relay amin'ny alàlan'ny UAV fanampiny dia ahafahanao manitatra be ny faritry ny fandrakofana ny UAV lehibe. Ny fanohanan'ny PMP dia ahafahanao mahazo vaovao miaraka amin'ny UAV maromaro amin'ny NS iray. Mariho ihany koa fa ny fanohanana ny PMP sy ny fampitana dia mitaky fampitomboana ny bandwidth modem raha oharina amin'ny trangan'ny fifandraisana amin'ny UAV tokana. Noho izany, ho an'ireo maodely ireo dia soso-kevitra ny hifidy modem izay manohana ny tarika matetika (farafahakeliny 15-20 MHz).
Ny fisian'ny fitaovana hampitombo ny hery fiarovana. Safidy mahasoa, raha jerena ny tontolon'ny fitsabahana mahery vaika any amin'ny faritra misy ny UAV. Ny hery fiarovana amin'ny tabataba dia raisina ho toy ny fahafahan'ny rafi-pifandraisana manatanteraka ny asany eo anatrehan'ny fitsabahana avy amin'ny fiaviana artifisialy na voajanahary ao amin'ny fantsom-pifandraisana. Misy fomba roa hiadiana amin'ny fitsabahana. Fomba 1: mamolavola ny mpandray modem mba hahafahany mahazo vaovao azo antoka na dia eo aza ny fitsabahana ao amin'ny tarika fantsom-pifandraisana, amin'ny vidin'ny fampihenana ny hafainganan'ny fampitana vaovao. Fomba 2: Manafoana na manalefaka ny fitsabahana amin'ny fampidiran'ny mpandray. Ohatra amin'ny fampiharana ny fomba fiasa voalohany dia ny rafitra fanaparitahana spektrum, izany hoe: frequence hopping (FH), pseudo-random sequence spread spectrum (DSSS) na hybrid ny roa. Ny teknolojia FH dia nanjary niely patrana tamin'ny fantsona fanaraha-maso UAV noho ny tahan'ny famindrana angon-drakitra ilaina amin'ny fantsom-pifandraisana toy izany. Ohatra, ho an'ny hafainganam-pandeha 16 kbit/s ao amin'ny tarika 20 MHz, eo amin'ny 500 eo ho eo ny toerana matetika azo alamina, izay manome fiarovana azo antoka amin'ny fitsabahana amin'ny tarika tery. Ny fampiasana FH ho an'ny fantsom-pifandraisana midadasika dia manahirana satria lehibe loatra ny fatran'ny frequence aterak'izany. Ohatra, mba hahazoana toerana matetika 500 rehefa miasa amin'ny famantarana miaraka amin'ny bandwidth 4 MHz, dia mila 2 GHz ny bandwidth maimaim-poana! Be loatra ny tena izy. Ny fampiasana DSSS ho an'ny fantsom-pifandraisana midadasika miaraka amin'ny UAV dia manan-danja kokoa. Amin'ity teknôlôjia ity, ny bitika fampahalalam-baovao tsirairay dia adika miaraka amin'ny fatran'ny maro (na ny rehetra mihitsy aza) ao amin'ny tarika famantarana ary, raha misy fitsabahana amin'ny tarika tery, dia azo sarahina amin'ny ampahany amin'ny spektrum tsy voakasika amin'ny fitsabahana. Ny fampiasana ny DSSS, ary koa ny FH, dia midika fa rehefa misy fitsabahana ao amin'ny fantsona, dia ilaina ny fampihenana ny tahan'ny fampitana angona. Na izany aza, mazava ho azy fa tsara kokoa ny mandray horonantsary avy amin'ny UAV amin'ny fanapahan-kevitra ambany kokoa noho ny tsy misy. Ny Approach 2 dia mampiasa ny zava-misy fa ny fitsabahana, tsy toy ny tabataba anatiny amin'ny mpandray, dia miditra amin'ny rohy radio avy any ivelany ary, raha misy fomba sasany ao amin'ny modem, dia azo fehezina. Ny fanafoanana ny fitsabahana dia azo atao raha misy eo an-toerana amin'ny sehatra spectral, temporal na spatial. Ohatra, ny fitsabahana narrowband dia eo an-toerana ao amin'ny faritra spectral ary azo "tapahina" amin'ny spektrum amin'ny fampiasana sivana manokana. Torak'izany koa, ny tabataba mifofotra dia eo an-toerana ao amin'ny sehatry ny fotoana; mba hanakanana azy, ny faritra voakasika dia esorina amin'ny famantarana fampidiran'ny mpandray. Raha toa ka tsy narrowband na pulsed ny fitsabahana, dia azo ampiasaina ny suppressor spatial hanakanana azy, satria miditra amin'ny antenne mpandray avy amin'ny loharano iray avy amin'ny lalana iray ny fitsabahana. Raha ny aotra amin'ny lamin'ny taratra an'ny antenne mpandray dia apetraka amin'ny lalan'ny loharanon'ny fitsabahana, dia hofoanana ny fitsabahana. Ny rafitra toy izany dia antsoina hoe adaptive beamforming & beam nulling system.
Radio protocole ampiasaina. Ny mpanamboatra modem dia afaka mampiasa fenitra (WiFi, DVB-T) na protocol radio proprietary. Mahalana no aseho amin'ny fanondroana io paramètre io. Ny fampiasana ny DVB-T dia aseho ankolaka amin'ny alalan'ny tohana matetika tarika 2/4/6/7/8, indraindray 10 MHz sy ny filazana ao amin'ny lahatsoratry ny famaritana ny COFDM (coded OFDM) teknolojia izay OFDM ampiasaina miaraka. miaraka amin'ny kaody mahatohitra tabataba. Marihina fa teny filamatra dokam-barotra fotsiny ny COFDM ary tsy manana tombony amin'ny OFDM, satria ny OFDM tsy misy kaody mahatohitra tabataba dia tsy ampiasaina velively amin'ny fampiharana. Ampitahao ny COFDM sy ny OFDM rehefa hitanao ireo fanafohezana ireo amin'ny famaritana modem radio.
Ny modems mampiasa protocole mahazatra dia matetika miorina amin'ny chip manokana (WiFi, DVB-T) miasa miaraka amin'ny microprocessor. Ny fampiasana chip manokana dia manamaivana ny mpanamboatra modem amin'ny aretin'andoha maro mifandraika amin'ny famolavolana, ny famolavolana, ny fampiharana ary ny fitsapana ny protocol radio manokana. Ny microprocessor dia ampiasaina hanomezana ny modem ny fiasa ilaina. Ny modem toy izany dia manana tombony manaraka.
- Vidiny ambany.
- Tsara lanja sy habe masontsivana.
- Fanjifana herinaratra ambany.
Misy ihany koa ny fatiantoka.
- Ny tsy fahafahana manova ny toetran'ny onjam-peo amin'ny alàlan'ny fanovana ny firmware.
- Ny fahamarinan-toerana ambany amin'ny famatsiana mandritra ny fotoana maharitra.
- Fahaizana voafetra amin'ny fanomezana fanohanana ara-teknika mahafeno fepetra rehefa mamaha olana tsy manara-penitra.
Ny tsy fahampian'ny famatsiana dia noho ny zava-misy fa ny mpanamboatra chip dia mifantoka indrindra amin'ny tsena faobe (TV, solosaina, sns.). Ny mpanamboatra modem ho an'ny UAV dia tsy laharam-pahamehana ho azy ireo ary tsy afaka mitaona ny fanapahan-kevitry ny mpanamboatra chip hampiato ny famokarana raha tsy misy fanoloana sahaza amin'ny vokatra hafa. Ity endri-javatra ity dia nohamafisin'ny fironan'ny radio fonosana amin'ny microcircuits manokana toy ny "system on chip" (System on Chip - SoC), ary noho izany dia nesorina tsikelikely tamin'ny tsenan'ny semiconductor ny chips interface tsara tsirairay.
Ny fahaiza-manao voafetra amin'ny fanomezana fanohanana ara-teknika dia noho ny zava-misy fa ny ekipan'ny fampandrosoana ny modem mifototra amin'ny protocol radio mahazatra dia manana mpiasa manokana, indrindra amin'ny teknolojia elektronika sy microwave. Mety tsy misy manam-pahaizana manokana momba ny fifandraisana amin'ny radio mihitsy ao, satria tsy misy olana ho azy ireo. Noho izany, ireo mpanamboatra UAV mitady vahaolana amin'ny olan'ny fifandraisana amin'ny radio tsy misy dikany dia mety ho diso fanantenana amin'ny resaka fifampidinihana sy fanampiana ara-teknika.
Ny modems mampiasa protocol radio proprietary dia miorina amin'ny alàlan'ny chips fanodinana famantarana analog sy nomerika. Ny fahamarinan-toeran'ny chips toy izany dia avo dia avo. Marina fa lafo koa ny vidiny. Ny modem toy izany dia manana tombony manaraka.
- Betsaka ny fahafaha-mampifanaraka ny modem amin'ny filan'ny mpanjifa, ao anatin'izany ny fampifanarahana ny interface radio amin'ny fanovana ny firmware.
- Ny fahaiza-manaon'ny onjam-peo fanampiny izay mahaliana amin'ny fampiasana amin'ny UAV ary tsy hita ao amin'ny modem izay miorina amin'ny protocols radio mahazatra.
- Ny fahamarinan-toerana avo lenta, anisan'izany. amin'ny fotoana maharitra.
- Fanohanana ara-teknika avo lenta, anisan'izany ny famahana olana tsy manara-penitra.
Fatiantoka.
- High price
- Ny lanja sy ny habeny dia mety ho ratsy kokoa noho ny an'ny modem mampiasa protocols radio mahazatra.
- Nitombo ny fanjifana herinaratra an'ny vondrona fanodinana famantarana nomerika.
Data ara-teknika amin'ny modem sasany ho an'ny UAV
Ny tabilao dia mampiseho ny mari-pamantarana ara-teknika amin'ny modem sasany ho an'ny UAV hita eny an-tsena.
Mariho fa na dia manana hery fampitana ambany indrindra aza ny modem 3D Link raha oharina amin'ny Picoradio OEM sy J11 modem (25 dBm vs. 27−30 dBm), ny teti-bolan'ny herin'ny 3D Link dia ambony noho ireo modem ireo noho ny fahamaroan'ny mpandray (miaraka amin'ny mitovy amin'ny hafainganan'ny famindrana angon-drakitra ho an'ny modem ampitahaina). Noho izany, ny elanelana fifandraisana rehefa mampiasa Rohy 3D dia ho lehibe kokoa miaraka amin'ny fangalatra angovo tsara kokoa.
latabatra. Angon-drakitra ara-teknika momba ny modem broadband sasany ho an'ny UAV sy robotika
fikirana
(natao tamin'ny module avy amin'ny Microhard)
(Jereo ihany koa )
Mpanamboatra, firenena
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Kanada
DTC, UK
Redess, Sina
Дальность связи [км]
20−60
5
n / A*
n / A*
10-20
Скорость [Мбит/сек]
0.023−64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Задержка передачи данных [мс]
1−20
25
n / A*
15-100
15-30
Габариты бортового блока ДхШхВ [мм]
77х45х25
74h54h26
40x40x10 (tsy misy trano)
67h68h22
76h48h20
Масса бортового блока [грамм]
89
105
17.6 (tsy misy trano)
135
88
Fampahalalana interfaces
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (tsy voatery)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Питание бортового блока [Вольт/Ватт]
7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Питание наземного блока [Вольт/Ватт]
18−75или PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Мощность передатчика [дБм]
25
n / A*
27-30
20
30
Fahatsapan'ny mpandray [dBm] (ho an'ny hafainganana [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)
Tetibola angovo modem [dB] (ho an'ny hafainganam-pandeha [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)
Поддерживаемые полосы частот [МГц]
4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simplex/duplex
Duplex
Duplex
Duplex
simplex,
Duplex
Fanohanana ny fahasamihafana
Eny
Eny
Eny
Eny
Eny
Fantsona misaraka ho an'ny fanaraha-maso/telemetry
Eny
Eny
Eny
tsy misy
Eny
Ireo protocole fanaraha-maso UAV manohana amin'ny fantsona fanaraha-maso / telemetry
MAVLink, proprietary
MAVLink, proprietary
tsy misy
tsy misy
Vidin'ny MAV
Fanohanana Multiplexing amin'ny fantsona fanaraha-maso / telemetry
Eny
Eny
tsy misy
tsy misy
n / A*
Topologies tambajotra
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP
PTP, PMP, relay
Midika fampitomboana ny hery fiarovana
DSSS, narrowband sy pulse suppressors
n / A*
n / A*
n / A*
n / A*
Radio protocole
tompony
n / A*
n / A*
DVB-T
n / A*
* n/a - tsy misy data.
Momba ny mpanoratra
Alexander Smorodinov [[email voaaro]] dia manam-pahaizana manokana ao amin'ny Geoscan LLC eo amin'ny sehatry ny fifandraisana an-tariby. Nanomboka tamin'ny 2011 ka hatramin'izao, dia namolavola protocols radio sy algorithm fanodinana famantarana ho an'ny modem radio broadband ho an'ny tanjona samihafa izy, ary koa ny fampiharana ireo algorithm novolavolaina mifototra amin'ny chips logicable programmable. Ny faritra mahaliana ny mpanoratra dia ahitana ny fivoaran'ny algorithm synchronization, fanombanana ny fananana fantsona, modulation/demodulate, coding mahatohitra ny feo, ary koa ny algorithms media access layer (MAC) sasany. Talohan'ny nidirany tao amin'ny Geoscan, niasa tao amin'ny fikambanana isan-karazany ny mpanoratra, namolavola fitaovana fifandraisana tsy misy tariby mahazatra. Nanomboka tamin'ny 2002 ka hatramin'ny 2007, niasa tao amin'ny Proteus LLC izy ho manam-pahaizana manokana amin'ny fampandrosoana ny rafi-pifandraisana mifototra amin'ny fenitra IEEE802.16 (WiMAX). Nanomboka tamin'ny 1999 ka hatramin'ny 2002, ny mpanoratra dia nandray anjara tamin'ny fampandrosoana ny tabataba-mahatohitra coding algorithms sy ny modely amin'ny onjam-peo rohy lalana ao amin'ny Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Ny mpanoratra dia nahazo mari-pahaizana Kandidà momba ny Siansa Teknika avy amin'ny Oniversiten'i Saint-Pétersbourg ao amin'ny Instrumentation Aerospace tamin'ny 1998 ary ny mari-pahaizana momba ny Radio Engineering avy amin'ny oniversite iray ihany tamin'ny 1995. Alexander dia mpikambana ankehitriny ao amin'ny IEEE sy ny IEEE Communications Society.
Source: www.habr.com