Utfordringen med å overføre store mengder data fra et ubemannet luftfartøy (UAV) eller bakkerobotikk er ikke uvanlig i moderne applikasjoner. Denne artikkelen diskuterer utvalgskriteriene for bredbåndsmodem og relaterte problemer. Artikkelen er skrevet for UAV- og robotutviklere.
Utvalgskriterier
Hovedkriteriene for å velge et bredbåndsmodem for UAV eller robotikk er:
- Kommunikasjonsrekkevidde.
- Maksimal dataoverføringshastighet.
- Forsinkelse i dataoverføring.
- Vekt og dimensjoner parametere.
- Støttede informasjonsgrensesnitt.
- Ernæringsmessige krav.
- Separat kontroll-/telemetrikanal.
Kommunikasjonsrekkevidde
Kommunikasjonsrekkevidden avhenger ikke bare av modemet, men også av antenner, antennekabler, radiobølgeutbredelsesforhold, ekstern interferens og andre årsaker. For å skille parametrene til selve modemet fra andre parametere som påvirker kommunikasjonsområdet, bør du vurdere rekkeviddeligningen [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Forplantning av radiobølger og drift av radiolinker. Forbindelse. Moskva. 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}},$$display$$
der
$inline$R$inline$ — nødvendig kommunikasjonsrekkevidde i meter;
$inline$F$inline$ — frekvens i Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — modemsendereffekt i dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — senderantenneforsterkning i dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — tap i kabelen fra modemet til senderantennen i dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — mottakerantenneforsterkning i dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — tap i kabelen fra modemet til mottakerantennen i dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — følsomheten til modemmottakeren i dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ er en dempningsfaktor som tar hensyn til ytterligere tap på grunn av påvirkning av jordoverflaten, vegetasjonen, atmosfæren og andre faktorer i dB.
Fra rekkeviddeligningen er det klart at rekkevidden bare avhenger av to parametere til modemet: sendereffekt $inline$P_{TXdBm}$inline$ og mottakerfølsomhet $inline$P_{RXdBm}$inline$, eller snarere av forskjellen deres - energibudsjettet til modemet
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
De resterende parametrene i rekkeviddeligningen beskriver signalutbredelsesforholdene og parametrene til antennematerenhetene, dvs. har ingenting med modemet å gjøre.
Så, for å øke kommunikasjonsområdet, må du velge et modem med en stor $inline$B_m$inline$ verdi. I sin tur kan $inline$B_m$inline$ økes ved å øke $inline$P_{TXdBm}$inline$ eller ved å redusere $inline$P_{RXdBm}$inline$. I de fleste tilfeller er UAV-utviklere på utkikk etter et modem med høy sendereffekt og tar lite hensyn til mottakerens følsomhet, selv om de må gjøre akkurat det motsatte. En kraftig innebygd sender til et bredbåndsmodem medfører følgende problemer:
- høyt energiforbruk;
- behovet for kjøling;
- forringelse av elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) med annet utstyr om bord på UAV;
- lavenergihemmelighold.
De to første problemene er knyttet til det faktum at moderne metoder for å overføre store mengder informasjon over en radiokanal, for eksempel OFDM, krever lineær sender. Effektiviteten til moderne lineære radiosendere er lav: 10–30 %. Dermed blir 70-90% av den dyrebare energien til UAV-strømforsyningen omdannet til varme, som må fjernes effektivt fra modemet, ellers vil det svikte eller utgangseffekten falle på grunn av overoppheting i det mest uleilige øyeblikket. For eksempel vil en 2 W sender trekke 6–20 W fra strømforsyningen, hvorav 4–18 W omdannes til varme.
Energisniken til en radioforbindelse er viktig for spesielle og militære bruksområder. Lav stealth betyr at modemsignalet oppdages med relativt stor sannsynlighet av rekognoseringsmottakeren til jammingstasjonen. Følgelig er sannsynligheten for å undertrykke en radioforbindelse med lavenergi-stealth også høy.
Følsomheten til en modemmottaker karakteriserer dens evne til å trekke ut informasjon fra mottatte signaler med et gitt kvalitetsnivå. Kvalitetskriteriene kan variere. For digitale kommunikasjonssystemer brukes oftest sannsynligheten for en bitfeil (bitfeilrate - BER) eller sannsynligheten for feil i en informasjonspakke (rammefeilrate - FER). Faktisk er sensitivitet nivået på selve signalet som informasjonen må trekkes ut fra. For eksempel indikerer en sensitivitet på −98 dBm med BER = 10−6 at informasjon med en slik BER kan trekkes ut fra et signal med et nivå på −98 dBm eller høyere, men informasjon med et nivå på for eksempel −99 dBm kan ikke lenger trekkes ut fra et signal med et nivå på for eksempel -1 dBm. Selvfølgelig skjer nedgangen i kvalitet etter hvert som signalnivået synker gradvis, men det er verdt å huske på at de fleste moderne modemer har den såkalte. terskeleffekt der en reduksjon i kvalitet når signalnivået synker under følsomhet skjer veldig raskt. Det er nok å redusere signalet med 2-10 dB under følsomheten for at BER skal øke til 1-XNUMX, noe som betyr at du ikke lenger vil se video fra UAV. Terskeleffekten er en direkte konsekvens av Shannons teorem for en støyende kanal; den kan ikke elimineres. Ødeleggelsen av informasjon når signalnivået synker under følsomhet skjer på grunn av påvirkningen av støy som dannes inne i selve mottakeren. Den interne støyen til en mottaker kan ikke elimineres fullstendig, men det er mulig å redusere nivået eller lære å effektivt trekke ut informasjon fra et støyende signal. Modemprodusenter bruker begge disse tilnærmingene, gjør forbedringer av RF-blokkene til mottakeren og forbedrer digitale signalbehandlingsalgoritmer. Forbedring av følsomheten til modemmottakeren fører ikke til en så dramatisk økning i strømforbruk og varmespredning som å øke sendereffekten. Det er selvfølgelig en økning i energiforbruk og varmeproduksjon, men det er ganske beskjedent.
Følgende modemvalgalgoritme anbefales for å oppnå nødvendig kommunikasjonsrekkevidde.
- Bestem deg for dataoverføringshastigheten.
- Velg et modem med best følsomhet for ønsket hastighet.
- Bestem kommunikasjonsområdet ved beregning eller eksperiment.
- Hvis kommunikasjonsrekkevidden viser seg å være mindre enn nødvendig, prøv å bruke følgende tiltak (ordnet etter synkende prioritet):
- redusere tap i antennekabler $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ ved å bruke en kabel med lavere lineær demping ved driftsfrekvensen og/eller redusere lengden på kablene;
- øke antenneforsterkningen $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- øke modemets sendereffekt.
Sensitivitetsverdier avhenger av dataoverføringshastigheten i henhold til regelen: høyere hastighet - dårligere følsomhet. For eksempel er −98 dBm følsomhet for 8 Mbps bedre enn −95 dBm følsomhet for 12 Mbps. Du kan sammenligne modemer når det gjelder følsomhet bare for samme dataoverføringshastighet.
Data om sendereffekt er nesten alltid tilgjengelig i modemspesifikasjoner, men data om mottakerfølsomhet er ikke alltid tilgjengelig eller er utilstrekkelig. Dette er i det minste en grunn til å være på vakt, siden vakre tall knapt gir mening å skjule. I tillegg, ved ikke å publisere sensitivitetsdata, fratar produsenten forbrukeren muligheten til å estimere kommunikasjonsområdet ved beregning. til kjøp av modem.
Maksimal dataoverføringshastighet
Å velge et modem basert på denne parameteren er relativt enkelt hvis hastighetskravene er klart definert. Men det er noen nyanser.
Hvis problemet som løses krever å sikre maksimalt mulig kommunikasjonsrekkevidde og samtidig er det mulig å tildele et tilstrekkelig bredt frekvensbånd for en radiolink, er det bedre å velge et modem som støtter et bredt frekvensbånd (båndbredde). Faktum er at den nødvendige informasjonshastigheten kan oppnås i et relativt smalt frekvensbånd ved å bruke tette typer modulasjon (16QAM, 64QAM, 256QAM, etc.), eller i et bredt frekvensbånd ved å bruke lavtetthetsmodulasjon (BPSK, QPSK) ). Bruken av lavtetthetsmodulering for slike oppgaver er å foretrekke på grunn av dens høyere støyimmunitet. Derfor er mottakerens følsomhet bedre; følgelig øker energibudsjettet til modemet og, som et resultat, kommunikasjonsrekkevidden.
Noen ganger setter UAV-produsenter informasjonshastigheten til radiolinken mye høyere enn hastigheten til kilden, bokstavelig talt 2 eller flere ganger, og argumenterer for at kilder som videokodeker har en variabel bithastighet og modemhastigheten bør velges under hensyntagen til maksimalverdien av bitrate-utslipp. I dette tilfellet reduseres kommunikasjonsrekkevidden naturlig. Du bør ikke bruke denne tilnærmingen med mindre det er absolutt nødvendig. De fleste moderne modemer har en stor buffer i senderen som kan jevne ut bitrate-spiker uten pakketap. Derfor er det ikke nødvendig med en fartsreserve på mer enn 25 %. Hvis det er grunn til å tro at bufferkapasiteten til modemet som kjøpes er utilstrekkelig og det kreves en betydelig høyere hastighetsøkning, er det bedre å nekte å kjøpe et slikt modem.
Dataoverføringsforsinkelse
Når du evaluerer denne parameteren, er det viktig å skille forsinkelsen assosiert med dataoverføring over radiolinken fra forsinkelsen opprettet av kodings-/dekodingsenheten til informasjonskilden, for eksempel en videokodek. Forsinkelsen i radiolinken består av 3 verdier.
- Forsinkelse på grunn av signalbehandling i sender og mottaker.
- Forsinkelse på grunn av signalutbredelse fra sender til mottaker.
- Forsinkelse på grunn av databuffring i senderen i tidsdelt dupleks (TDD) modemer.
Type 1-latens, etter forfatterens erfaring, varierer fra titalls mikrosekunder til ett millisekund. Type 2-forsinkelse avhenger av kommunikasjonsrekkevidden, for eksempel for en 100 km-forbindelse er den 333 μs. Type 3-forsinkelse avhenger av lengden på TDD-rammen og forholdet mellom overføringssyklusvarigheten og den totale rammevarigheten og kan variere fra 0 til rammevarigheten, det vil si at det er en tilfeldig variabel. Hvis den overførte informasjonspakken er på senderinngangen mens modemet er i sendesyklusen, vil pakken bli sendt på lufta med null forsinkelse type 3. Hvis pakken er litt forsinket og mottakssyklusen allerede har begynt, så den vil bli forsinket i senderbufferen så lenge mottakssyklusen varer. Typiske TDD-rammelengder varierer fra 2 til 20 ms, så den verste type 3-forsinkelsen vil ikke overstige 20 ms. Dermed vil den totale forsinkelsen i radioforbindelsen være i området 3−21 ms.
Den beste måten å finne ut forsinkelsen i en radiolink er et fullskala eksperiment som bruker verktøy for å evaluere nettverkskarakteristikker. Måling av forsinkelse ved å bruke forespørsel-svar-metoden anbefales ikke, siden forsinkelsen i forover- og bakoverretningen kanskje ikke er den samme for TDD-modem.
Vekt og dimensjoner parametere
Å velge en innebygd modemenhet i henhold til dette kriteriet krever ingen spesielle kommentarer: jo mindre og lettere, jo bedre. Ikke glem også behovet for å avkjøle den innebygde enheten; ekstra radiatorer kan være nødvendig, og følgelig kan vekten og dimensjonene også øke. Her bør lette, små enheter med lavt strømforbruk foretrekkes.
For en bakkebasert enhet er ikke de massedimensjonale parameterne så kritiske. Brukervennlighet og installasjon kommer i forgrunnen. Jordenheten skal være en enhet som er pålitelig beskyttet mot ytre påvirkninger med et praktisk monteringssystem til en mast eller stativ. Et godt alternativ er når jordenheten er integrert i samme hus med antennen. Ideelt sett bør jordenheten kobles til kontrollsystemet via en praktisk kontakt. Dette vil spare deg for sterke ord når du trenger å utføre utplasseringsarbeid ved en temperatur på -20 grader.
Diettkrav
Ombordenheter produseres som regel med støtte for et bredt spekter av forsyningsspenninger, for eksempel 7-30 V, som dekker de fleste spenningsalternativene i UAV-kraftnettet. Hvis du har mulighet til å velge mellom flere forsyningsspenninger, så gi preferanse til laveste forsyningsspenningsverdi. Som regel drives modemer internt fra spenninger på 3.3 og 5.0 V gjennom sekundære strømforsyninger. Effektiviteten til disse sekundære strømforsyningene er høyere, jo mindre forskjellen er mellom inngangen og den interne spenningen til modemet. Økt effektivitet betyr redusert energiforbruk og varmeproduksjon.
Jordenheter må derimot støtte strøm fra en relativt høyspenningskilde. Dette tillater bruk av en strømkabel med lite tverrsnitt, noe som reduserer vekten og forenkler installasjonen. Alt annet like, gi preferanse til bakkebaserte enheter med PoE-støtte (Power over Ethernet). I dette tilfellet kreves det kun én Ethernet-kabel for å koble jordenheten til kontrollstasjonen.
Separat kontroll-/telemetrikanal
En viktig funksjon i tilfeller der det ikke er plass igjen på UAV for å installere et eget kommando-telemetrimodem. Hvis det er plass, kan en egen kontroll-/telemetrikanal til bredbåndsmodemet brukes som backup. Når du velger et modem med dette alternativet, vær oppmerksom på det faktum at modemet støtter ønsket protokoll for kommunikasjon med UAV (MAVLink eller proprietær) og muligheten til å multiplekse kontrollkanal-/telemetridata til et praktisk grensesnitt på bakkestasjonen (GS) ). For eksempel er den innebygde enheten til et bredbåndsmodem koblet til autopiloten via et grensesnitt som RS232, UART eller CAN, og bakkeenheten er koblet til kontrolldatamaskinen via et Ethernet-grensesnitt der det er nødvendig å utveksle kommandoer , telemetri og videoinformasjon. I dette tilfellet må modemet være i stand til å multiplekse kommando- og telemetristrømmen mellom RS232-, UART- eller CAN-grensesnittene til den innebygde enheten og Ethernet-grensesnittet til bakkeenheten.
Andre parametere å ta hensyn til
Tilgjengelighet av dupleksmodus. Bredbåndsmodemer for UAV-er støtter enten simpleks- eller dupleksdriftsmodus. I simpleksmodus er dataoverføring kun tillatt i retning fra UAV til NS, og i dupleksmodus - i begge retninger. Som regel har simpleksmodemer en innebygd videokodek og er designet for å fungere med videokameraer som ikke har videokodek. Et simpleksmodem er ikke egnet for tilkobling til et IP-kamera eller andre enheter som krever en IP-tilkobling. Tvert imot, et dupleksmodem er som regel designet for å koble det innebygde IP-nettverket til UAV med IP-nettverket til NS, det vil si at det støtter IP-kameraer og andre IP-enheter, men har kanskje ikke en innebygd i videokodeken, siden IP-videokameraer vanligvis har videokodeken din. Støtte for Ethernet-grensesnitt er bare mulig i full-dupleksmodem.
Mangfoldsmottak (RX diversity). Tilstedeværelsen av denne evnen er obligatorisk for å sikre kontinuerlig kommunikasjon gjennom hele flydistansen. Når de forplanter seg over jordens overflate, kommer radiobølger til mottakspunktet i to stråler: langs en direkte bane og med refleksjon fra overflaten. Hvis tillegget av bølger av to stråler skjer i fase, blir feltet ved mottakspunktet styrket, og hvis det er i motfase, blir det svekket. Svekkelsen kan være ganske betydelig - opp til fullstendig tap av kommunikasjon. Tilstedeværelsen av to antenner på NS, plassert i forskjellige høyder, bidrar til å løse dette problemet, fordi hvis på plasseringen av en antenne blir strålene lagt til i antifase, så gjør de det ikke på stedet til den andre. Som et resultat kan du oppnå en stabil forbindelse over hele distansen.
Støttede nettverkstopologier. Det anbefales å velge et modem som gir støtte ikke bare for punkt-til-punkt (PTP) topologi, men også for punkt-til-multipunkt (PMP) og relé (repeater) topologier. Bruken av relé gjennom en ekstra UAV lar deg utvide dekningsområdet til hoved-UAVen betydelig. PMP-støtte vil tillate deg å motta informasjon samtidig fra flere UAV-er på en NS. Vær også oppmerksom på at støtte for PMP og relé vil kreve en økning i modembåndbredde sammenlignet med kommunikasjon med en enkelt UAV. Derfor anbefales det for disse modusene å velge et modem som støtter et bredt frekvensbånd (minst 15-20 MHz).
Tilgjengelighet av midler for å øke støyimmunitet. Et nyttig alternativ, gitt det intense interferensmiljøet i områder der UAV-er brukes. Støyimmunitet forstås som evnen til et kommunikasjonssystem til å utføre sin funksjon i nærvær av forstyrrelser av kunstig eller naturlig opprinnelse i kommunikasjonskanalen. Det er to tilnærminger for å bekjempe forstyrrelser. Tilnærming 1: utform modemmottakeren slik at den pålitelig kan motta informasjon selv i nærvær av interferens i kommunikasjonskanalbåndet, på bekostning av en viss reduksjon i informasjonsoverføringshastigheten. Tilnærming 2: Undertrykk eller demp interferens ved mottakerinngangen. Eksempler på implementeringen av den første tilnærmingen er spektrumspredningssystemer, nemlig: frekvenshopping (FH), pseudo-tilfeldig sekvensspredt spektrum (DSSS) eller en hybrid av begge. FH-teknologi har blitt utbredt i UAV-kontrollkanaler på grunn av den lave nødvendige dataoverføringshastigheten i en slik kommunikasjonskanal. For eksempel, for en hastighet på 16 kbit/s i et 20 MHz-bånd, kan ca. 500 frekvensposisjoner organiseres, noe som gir pålitelig beskyttelse mot smalbåndsinterferens. Bruken av FH for en bredbåndskommunikasjonskanal er problematisk fordi det resulterende frekvensbåndet er for stort. For å oppnå 500 frekvensposisjoner når du for eksempel arbeider med et signal med 4 MHz båndbredde, trenger du 2 GHz ledig båndbredde! For mye til å være ekte. Bruk av DSSS for en bredbåndskommunikasjonskanal med UAV er mer relevant. I denne teknologien dupliseres hver informasjonsbit samtidig ved flere (eller til og med alle) frekvenser i signalbåndet og kan, i nærvær av smalbåndsinterferens, separeres fra deler av spekteret som ikke er påvirket av interferens. Bruken av DSSS, så vel som FH, innebærer at når interferens oppstår i kanalen, vil det være nødvendig med en reduksjon i dataoverføringshastigheten. Likevel er det åpenbart at det er bedre å motta video fra en UAV i en lavere oppløsning enn ingenting i det hele tatt. Tilnærming 2 bruker det faktum at interferens, i motsetning til den interne støyen til mottakeren, kommer inn i radioforbindelsen fra utsiden og, hvis visse midler er til stede i modemet, kan undertrykkes. Undertrykkelse av interferens er mulig hvis den er lokalisert i de spektrale, temporale eller romlige domenene. For eksempel er smalbåndsinterferens lokalisert i spektralområdet og kan "kuttes ut" fra spekteret ved hjelp av et spesielt filter. På samme måte er pulserende støy lokalisert i tidsdomenet; for å undertrykke det, fjernes det berørte området fra mottakerens inngangssignal. Hvis interferensen ikke er smalbåndet eller pulset, kan en romlig undertrykker brukes til å undertrykke den, siden interferens kommer inn i mottakerantennen fra en kilde fra en bestemt retning. Hvis nullpunktet til mottakerantennens strålingsmønster er plassert i retning av interferenskilden, vil interferensen undertrykkes. Slike systemer kalles adaptive beamforming & beam nulling-systemer.
Radioprotokoll brukt. Modemprodusenter kan bruke en standard (WiFi, DVB-T) eller proprietær radioprotokoll. Denne parameteren er sjelden angitt i spesifikasjonene. Bruken av DVB-T er indirekte indikert av de støttede frekvensbåndene 2/4/6/7/8, noen ganger 10 MHz og omtalen i teksten til spesifikasjonen av COFDM (kodet OFDM) teknologi der OFDM brukes i kombinasjon med støybestandig koding. I forbifarten bemerker vi at COFDM rent er et reklameslagord og ikke har noen fordeler fremfor OFDM, siden OFDM uten støybestandig koding aldri brukes i praksis. Utligne COFDM og OFDM når du ser disse forkortelsene i radiomodemspesifikasjonene.
Modemer som bruker en standardprotokoll er vanligvis bygget på grunnlag av en spesialisert brikke (WiFi, DVB-T) som fungerer sammen med en mikroprosessor. Å bruke en tilpasset brikke avlaster modemprodusenten for mye av hodepinen forbundet med å designe, modellere, implementere og teste sin egen radioprotokoll. Mikroprosessoren brukes til å gi modemet den nødvendige funksjonaliteten. Slike modemer har følgende fordeler.
- Lav pris.
- Gode vekt- og størrelsesparametere.
- Lavt energiforbruk.
Det er også ulemper.
- Manglende evne til å endre egenskapene til radiogrensesnittet ved å endre fastvaren.
- Lav stabilitet av forsyninger på lang sikt.
- Begrensede muligheter til å gi kvalifisert teknisk støtte ved løsning av ikke-standard problemer.
Den lave stabiliteten til forsyninger skyldes det faktum at brikkeprodusenter primært fokuserer på massemarkeder (TV-er, datamaskiner osv.). Produsenter av modemer for UAV er ikke en prioritet for dem, og de kan ikke på noen måte påvirke beslutningen til brikkeprodusenten om å avbryte produksjonen uten en tilstrekkelig erstatning med et annet produkt. Denne funksjonen forsterkes av trenden med å pakke radiogrensesnitt inn i spesialiserte mikrokretser som "system på brikke" (System on Chip - SoC), og derfor vaskes individuelle radiogrensesnittbrikker gradvis ut fra halvledermarkedet.
Begrensede muligheter til å gi teknisk støtte skyldes det faktum at utviklingsteamene av modemer basert på standard radioprotokoll er godt bemannet med spesialister, primært innen elektronikk og mikrobølgeteknologi. Det er kanskje ingen radiokommunikasjonsspesialister der i det hele tatt, siden det ikke er noen problemer for dem å løse. Derfor kan UAV-produsenter som leter etter løsninger på ikke-trivielle radiokommunikasjonsproblemer bli skuffet når det gjelder konsultasjon og teknisk assistanse.
Modemer som bruker en proprietær radioprotokoll er bygget på grunnlag av universelle analoge og digitale signalbehandlingsbrikker. Tilførselsstabiliteten til slike brikker er svært høy. Riktignok er prisen også høy. Slike modemer har følgende fordeler.
- Brede muligheter for å tilpasse modemet til kundens behov, inkludert tilpasning av radiogrensesnittet ved å endre fastvaren.
- Ytterligere radiogrensesnittfunksjoner som er interessante for bruk i UAV-er og er fraværende i modemer bygget på grunnlag av standard radioprotokoller.
- Høy stabilitet på forsyninger, inkl. på lang sikt.
- Høyt nivå av teknisk støtte, inkludert løsning av ikke-standard problemer.
Ulemper.
- Høy pris
- Vekt- og størrelsesparametrene kan være dårligere enn for modemer som bruker standard radioprotokoller.
- Økt strømforbruk til den digitale signalbehandlingsenheten.
Tekniske data for noen modemer for UAV-er
Tabellen viser de tekniske parameterne til noen modemer for UAV-er som er tilgjengelige på markedet.
Merk at selv om 3D Link-modemet har den laveste sendeeffekten sammenlignet med Picoradio OEM- og J11-modemene (25 dBm vs. 27–30 dBm), er 3D Link-strømbudsjettet høyere enn disse modemene på grunn av den høye mottakerfølsomheten (med samme dataoverføringshastighet for modemene som sammenlignes). Dermed vil kommunikasjonsrekkevidden ved bruk av 3D Link bli større med bedre energisnik.
Bord. Tekniske data for enkelte bredbåndsmodem for UAV og robotikk
Parameter
(utført på modulen fra Microhard)
(se også )
Produsent, land
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canada
DTC, Storbritannia
Redess, Kina
Kommunikasjonsrekkevidde [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10-20
Hastighet [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Dataoverføringsforsinkelse [ms] 1−20
25
n/a*
15-100
15-30
Dimensjoner på den innebygde enheten LxBxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (uten hus)
67h68h22
76h48h20
Vekt på enheten [gram] 89
105
17.6 (uten bolig)
135
88
Informasjonsgrensesnitt
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (valgfritt)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Innebygd enhets strømforsyning [Volt/Watt] 7−30/6.7
7–26/n/a*
5−58/4.8
5.9–17.8/4.5–7
7−18/8
Jordingsenhets strømforsyning [Volt/Watt] 18−75 eller PoE/7
7–26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Sendereffekt [dBm] 25
n/a*
27-30
20
30
Mottakerfølsomhet [dBm] (for hastighet [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)
Modem energibudsjett [dB] (for hastighet [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)
Støttede frekvensbånd [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Enkelt/tosidig
duplex
duplex
duplex
Enkelt
duplex
Støtte for mangfold
ja
ja
ja
ja
ja
Egen kanal for kontroll/telemetri
ja
ja
ja
ikke
ja
Støttede UAV-kontrollprotokoller i kontroll-/telemetrikanalen
MAVLink, proprietær
MAVLink, proprietær
ikke
ikke
MAV Link
Multipleksing støtte i kontroll/telemetri kanal
ja
ja
ikke
ikke
n/a*
Nettverkstopologier
PTP, PMP, relé
PTP, PMP, relé
PTP, PMP, relé
PTP
PTP, PMP, relé
Midler for å øke støyimmunitet
DSSS, smalbånd og pulsdempere
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Radioprotokoll
proprietær
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - ingen data.
Om forfatteren
Alexander Smorodinov [[e-postbeskyttet]] er en ledende spesialist hos Geoscan LLC innen trådløs kommunikasjon. Fra 2011 til i dag har han utviklet radioprotokoller og signalbehandlingsalgoritmer for bredbåndsradiomodemer til ulike formål, samt implementert de utviklede algoritmene basert på programmerbare logiske brikker. Forfatterens interesseområder inkluderer utvikling av synkroniseringsalgoritmer, kanalegenskapsestimering, modulasjon/demodulering, støybestandig koding, samt noen algoritmer for medietilgangslag (MAC). Før han begynte i Geoscan, jobbet forfatteren i forskjellige organisasjoner og utviklet tilpassede trådløse kommunikasjonsenheter. Fra 2002 til 2007 jobbet han hos Proteus LLC som en ledende spesialist innen utvikling av kommunikasjonssystemer basert på IEEE802.16 (WiMAX) standarden. Fra 1999 til 2002 var forfatteren involvert i utviklingen av støybestandige kodealgoritmer og modellering av radiolinkruter ved Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Forfatteren mottok en Candidate of Technical Sciences-grad fra St. Petersburg University of Aerospace Instrumentation i 1998 og en radioingeniørgrad fra samme universitet i 1995. Alexander er nåværende medlem av IEEE og IEEE Communications Society.
Kilde: www.habr.com