Provocarea de a transmite cantități mari de date de la un vehicul aerian fără pilot (UAV) sau robotica terestră nu este neobișnuită în aplicațiile moderne. Acest articol discută criteriile de selecție pentru modemurile de bandă largă și problemele conexe. Articolul a fost scris pentru dezvoltatorii de UAV și robotică.
Criterii de selecție
Principalele criterii pentru alegerea unui modem de bandă largă pentru UAV-uri sau robotică sunt:
- Raza de comunicare.
- Rata maximă de transfer de date.
- Întârziere în transmiterea datelor.
- Parametrii de greutate și dimensiuni.
- Interfețe de informații acceptate.
- Cerințe nutriționale.
- Canal de control/telemetrie separat.
Raza de comunicare
Intervalul de comunicare depinde nu numai de modem, ci și de antene, cabluri de antene, condiții de propagare a undelor radio, interferențe externe și alte motive. Pentru a separa parametrii modemului în sine de alți parametri care afectează domeniul de comunicare, luați în considerare ecuația intervalului [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Propagarea undelor radio și operarea legăturilor radio. Conexiune. Moscova. 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}},$$afișare$$
unde
$inline$R$inline$ — raza de comunicare necesară în metri;
$inline$F$inline$ — frecvență în Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — puterea transmițătorului modemului în dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — câștigul antenei transmițătorului în dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — pierderi în cablul de la modem la antena emițătorului în dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — câștigul antenei receptorului în dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — pierderi în cablul de la modem la antena receptorului în dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — sensibilitatea modem-receptorului în dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ este un factor de atenuare care ia în considerare pierderile suplimentare datorate influenței suprafeței Pământului, vegetației, atmosferei și a altor factori în dB.
Din ecuația intervalului este clar că intervalul depinde doar de doi parametri ai modemului: puterea emițătorului $inline$P_{TXdBm}$inline$ și sensibilitatea receptorului $inline$P_{RXdBm}$inline$, sau mai degrabă de diferența lor. - bugetul energetic al modemului
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Parametrii rămași din ecuația intervalului descriu condițiile de propagare a semnalului și parametrii dispozitivelor de alimentare cu antenă, adică nu au nimic de-a face cu modemul.
Deci, pentru a crește raza de comunicare, trebuie să alegeți un modem cu o valoare mare $inline$B_m$inline$. La rândul său, $inline$B_m$inline$ poate fi mărit prin creșterea $inline$P_{TXdBm}$inline$ sau prin scăderea $inline$P_{RXdBm}$inline$. În cele mai multe cazuri, dezvoltatorii UAV caută un modem cu putere mare de transmisie și acordă puțină atenție sensibilității receptorului, deși trebuie să facă exact invers. Un transmițător puternic integrat al unui modem în bandă largă implică următoarele probleme:
- consum mare de energie;
- nevoia de racire;
- deteriorarea compatibilității electromagnetice (EMC) cu alte echipamente de bord ale UAV;
- secret energetic scăzut.
Primele două probleme sunt legate de faptul că metodele moderne de transmitere a cantităților mari de informații pe un canal radio, de exemplu OFDM, necesită liniar transmiţător. Eficiența transmițătoarelor radio liniare moderne este scăzută: 10–30%. Astfel, 70-90% din energia prețioasă a sursei UAV este convertită în căldură, care trebuie îndepărtată eficient din modem, altfel se va eșua sau puterea de ieșire va scădea din cauza supraîncălzirii în cel mai inoportun moment. De exemplu, un transmițător de 2 W va consuma 6–20 W din sursa de alimentare, dintre care 4–18 W vor fi convertiți în căldură.
Protecția energetică a unei legături radio este importantă pentru aplicații speciale și militare. Stealth scăzut înseamnă că semnalul modemului este detectat cu o probabilitate relativ mare de către receptorul de recunoaștere al stației de bruiaj. În consecință, probabilitatea de a suprima o legătură radio cu stealth de energie scăzută este, de asemenea, mare.
Sensibilitatea unui modem receptor caracterizează capacitatea acestuia de a extrage informații din semnalele primite cu un anumit nivel de calitate. Criteriile de calitate pot varia. Pentru sistemele de comunicații digitale, probabilitatea unei erori de biți (bit error rate - BER) sau probabilitatea unei erori într-un pachet de informații (frame error rate - FER) este folosită cel mai des. De fapt, sensibilitatea este chiar nivelul semnalului din care trebuie extrasă informația. De exemplu, sensibilitatea de −98 dBm cu BER = 10−6 indică faptul că informațiile cu un astfel de BER pot fi extrase dintr-un semnal cu un nivel de −98 dBm sau mai mare, dar informațiile cu un nivel de, de exemplu, −99 dBm pot fi extrase. nu mai poate fi extras dintr-un semnal cu un nivel de, să zicem, -1 dBm. Desigur, scăderea calității pe măsură ce scade nivelul semnalului are loc treptat, dar merită să rețineți că majoritatea modemurilor moderne au așa-numitele. efect de prag în care o scădere a calității atunci când nivelul semnalului scade sub sensibilitate are loc foarte rapid. Este suficient să reduceți semnalul cu 2-10 dB sub sensibilitate pentru ca BER să crească la 1-XNUMX, ceea ce înseamnă că nu veți mai vedea video de la UAV. Efectul de prag este o consecință directă a teoremei lui Shannon pentru un canal zgomotos; nu poate fi eliminat. Distrugerea informațiilor atunci când nivelul semnalului scade sub sensibilitate are loc datorită influenței zgomotului care se formează în interiorul receptorului însuși. Zgomotul intern al unui receptor nu poate fi eliminat complet, dar este posibil să-i reduceți nivelul sau să învățați să extrageți eficient informații dintr-un semnal zgomotos. Producătorii de modemuri folosesc ambele abordări, aducând îmbunătățiri blocurilor RF ale receptorului și îmbunătățind algoritmii de procesare a semnalului digital. Îmbunătățirea sensibilității receptorului modem nu duce la o creștere atât de dramatică a consumului de energie și a disipării căldurii precum creșterea puterii emițătorului. Există, desigur, o creștere a consumului de energie și a producerii de căldură, dar este destul de modestă.
Următorul algoritm de selecție a modemului este recomandat din punctul de vedere al realizării intervalului de comunicare necesar.
- Decideți asupra ratei de transfer de date.
- Selectați un modem cu cea mai bună sensibilitate pentru viteza necesară.
- Determinați intervalul de comunicare prin calcul sau experiment.
- Dacă raza de comunicare se dovedește a fi mai mică decât este necesar, atunci încercați să utilizați următoarele măsuri (aranjate în ordinea descrescătoare a priorității):
- reduce pierderile în cablurile de antenă $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ prin utilizarea unui cablu cu atenuare liniară mai mică la frecvența de operare și/sau reducerea lungimii cablurilor;
- crește câștigul antenei $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- crește puterea transmițătorului modemului.
Valorile de sensibilitate depind de rata de transfer de date conform regulii: viteză mai mare - sensibilitate mai slabă. De exemplu, sensibilitatea -98 dBm pentru 8 Mbps este mai bună decât sensibilitatea -95 dBm pentru 12 Mbps. Puteți compara modemurile din punct de vedere al sensibilității doar pentru aceeași viteză de transfer de date.
Datele despre puterea transmițătorului sunt aproape întotdeauna disponibile în specificațiile modemului, dar datele despre sensibilitatea receptorului nu sunt întotdeauna disponibile sau sunt insuficiente. Cel puțin, acesta este un motiv pentru a fi precaut, deoarece numerele frumoase nu au sens să le ascundă. În plus, prin nepublicarea datelor de sensibilitate, producătorul privează consumatorul de posibilitatea de a estima raza de comunicare prin calcul. la achiziții de modem.
Rata maximă de transfer de date
Selectarea unui modem pe baza acestui parametru este relativ simplă dacă cerințele de viteză sunt clar definite. Dar există câteva nuanțe.
Dacă problema care se rezolvă necesită asigurarea unei game de comunicații maxime posibile și, în același timp, este posibilă alocarea unei benzi de frecvență suficient de largă pentru o legătură radio, atunci este mai bine să alegeți un modem care acceptă o bandă largă de frecvență (lățime de bandă). Faptul este că viteza de informare necesară poate fi atinsă într-o bandă de frecvență relativ îngustă prin utilizarea unor tipuri dense de modulație (16QAM, 64QAM, 256QAM etc.), sau într-o bandă largă de frecvență prin utilizarea modulației de joasă densitate (BPSK, QPSK). ). Utilizarea modulației cu densitate scăzută pentru astfel de sarcini este de preferat datorită imunității sale mai mari la zgomot. Prin urmare, sensibilitatea receptorului este mai bună; în consecință, bugetul de energie al modemului crește și, ca urmare, raza de comunicare.
Uneori, producătorii de UAV setează viteza de informare a legăturii radio mult mai mare decât viteza sursei, literalmente de 2 sau mai multe ori, argumentând că sursele precum codecurile video au o rată de biți variabilă, iar viteza modemului trebuie selectată ținând cont de valoarea maximă. a emisiilor de bitrate. În acest caz, raza de comunicare scade în mod natural. Nu ar trebui să utilizați această abordare decât dacă este absolut necesar. Majoritatea modemurilor moderne au un buffer mare în transmițător care poate atenua vârfurile ratei de biți fără pierderi de pachete. Prin urmare, nu este necesară o rezervă de viteză mai mare de 25%. Dacă există motive să credem că capacitatea tampon a modemului achiziționat este insuficientă și este necesară o creștere semnificativ mai mare a vitezei, atunci este mai bine să refuzați achiziționarea unui astfel de modem.
Întârzierea transferului de date
Când se evaluează acest parametru, este important să se separe întârzierea asociată cu transmisia de date prin legătura radio de întârzierea creată de dispozitivul de codificare/decodare al sursei de informații, cum ar fi un codec video. Întârzierea în legătura radio constă din 3 valori.
- Întârziere din cauza procesării semnalului în transmițător și receptor.
- Întârziere din cauza propagării semnalului de la transmițător la receptor.
- Întârziere din cauza tamponării datelor în transmițător în modemurile duplex cu divizare în timp (TDD).
Latența de tip 1, din experiența autorului, variază de la zeci de microsecunde la o milisecundă. Întârzierea de tip 2 depinde de raza de comunicare, de exemplu, pentru o legătură de 100 km este de 333 μs. Întârzierea de tip 3 depinde de lungimea cadrului TDD și de raportul dintre durata ciclului de transmisie și durata totală a cadrului și poate varia de la 0 la durata cadrului, adică este o variabilă aleatorie. Dacă pachetul de informații transmis se află la intrarea transmițătorului în timp ce modemul este în ciclul de transmisie, atunci pachetul va fi transmis prin aer cu întârziere zero de tip 3. Dacă pachetul întârzie puțin și ciclul de recepție a început deja, atunci va fi întârziat în bufferul emiţătorului pe durata ciclului de recepţie . Lungimile tipice ale cadrelor TDD variază de la 2 la 20 ms, astfel încât cel mai rău caz de întârziere de tip 3 nu va depăși 20 ms. Astfel, întârzierea totală în legătura radio va fi în intervalul 3-21 ms.
Cea mai bună modalitate de a afla întârzierea unei legături radio este un experiment la scară completă folosind utilitare pentru a evalua caracteristicile rețelei. Nu se recomandă măsurarea întârzierii utilizând metoda cerere-răspuns, deoarece întârzierea în direcțiile înainte și înapoi poate să nu fie aceeași pentru modemurile TDD.
Parametrii de greutate și dimensiuni
Alegerea unei unități modem de bord conform acestui criteriu nu necesită comentarii speciale: cu cât este mai mică și mai ușoară, cu atât mai bine. Nu uitați și de necesitatea de a răci unitatea de bord; pot fi necesare calorifere suplimentare și, în consecință, greutatea și dimensiunile pot crește. Aici ar trebui să se acorde preferință unităților ușoare, de dimensiuni mici, cu un consum redus de energie.
Pentru o unitate de la sol, parametrii dimensionali ai masei nu sunt atât de critici. Ușurința în utilizare și instalare vine în prim-plan. Unitatea de masă ar trebui să fie un dispozitiv protejat în mod fiabil de influențele externe, cu un sistem convenabil de montare pe un catarg sau trepied. O opțiune bună este atunci când unitatea de masă este integrată în aceeași carcasă cu antena. În mod ideal, unitatea de împământare ar trebui conectată la sistemul de control printr-un singur conector convenabil. Acest lucru vă va scuti de cuvintele puternice atunci când trebuie să efectuați lucrări de desfășurare la o temperatură de -20 de grade.
Cerințe alimentare
Unitățile de bord, de regulă, sunt produse cu suport pentru o gamă largă de tensiuni de alimentare, de exemplu 7-30 V, care acoperă majoritatea opțiunilor de tensiune din rețeaua de alimentare a UAV. Dacă aveți posibilitatea de a alege dintre mai multe tensiuni de alimentare, atunci acordați preferință celei mai mici valori ale tensiunii de alimentare. De regulă, modemurile sunt alimentate intern de la tensiuni de 3.3 și 5.0 V prin surse de alimentare secundare. Eficiența acestor surse de alimentare secundare este mai mare, cu atât diferența dintre tensiunea de intrare și cea internă a modemului este mai mică. Eficiența crescută înseamnă consum redus de energie și generare de căldură.
Unitățile de împământare, pe de altă parte, trebuie să suporte energie de la o sursă de tensiune relativ ridicată. Acest lucru permite utilizarea unui cablu de alimentare cu o secțiune transversală mică, ceea ce reduce greutatea și simplifică instalarea. Toate celelalte lucruri fiind egale, acordați preferință unităților de la sol cu suport PoE (Power over Ethernet). În acest caz, este necesar un singur cablu Ethernet pentru a conecta unitatea de masă la stația de control.
Canal de control/telemetrie separat
O caracteristică importantă în cazurile în care nu mai există spațiu pe UAV pentru a instala un modem separat de telemetrie de comandă. Dacă există spațiu, atunci un canal separat de control/telemetrie al modemului de bandă largă poate fi utilizat ca rezervă. Atunci când alegeți un modem cu această opțiune, acordați atenție faptului că modemul acceptă protocolul dorit pentru comunicarea cu UAV (MAVLink sau proprietar) și capacitatea de a multiplexa datele canalului de control/telemetriei într-o interfață convenabilă la stația de la sol (GS). ). De exemplu, unitatea de bord a unui modem de bandă largă este conectată la pilotul automat printr-o interfață precum RS232, UART sau CAN, iar unitatea de masă este conectată la computerul de control printr-o interfață Ethernet prin care este necesar să se schimbe comanda , telemetrie și informații video. În acest caz, modemul trebuie să poată multiplexa fluxul de comandă și telemetrie între interfețele RS232, UART sau CAN ale unității de bord și interfața Ethernet a unității de masă.
Alți parametri la care trebuie să acordați atenție
Disponibilitatea modului duplex. Modemurile de bandă largă pentru UAV-uri acceptă fie moduri de operare simplex, fie duplex. În modul simplex, transmisia de date este permisă numai în direcția de la UAV la NS, iar în modul duplex - în ambele direcții. De regulă, modemurile simplex au un codec video încorporat și sunt proiectate să funcționeze cu camere video care nu au un codec video. Un modem simplex nu este potrivit pentru conectarea la o cameră IP sau la orice alte dispozitive care necesită o conexiune IP. Dimpotrivă, un modem duplex, de regulă, este conceput pentru a conecta rețeaua IP de la bord a UAV-ului cu rețeaua IP a NS, adică acceptă camere IP și alte dispozitive IP, dar este posibil să nu aibă un sistem integrat. în codec video, deoarece camerele video IP au de obicei codecul dvs. video. Suportul pentru interfața Ethernet este posibil numai în modemurile full-duplex.
Recepție diversitate (diversitate RX). Prezența acestei capacități este obligatorie pentru a asigura o comunicare continuă pe toată distanța de zbor. Când se propagă pe suprafața Pământului, undele radio ajung la punctul de recepție în două fascicule: de-a lungul unui drum direct și cu reflectare de la suprafață. Dacă adăugarea undelor a două fascicule are loc în fază, atunci câmpul în punctul de recepție este întărit, iar dacă este în antifază, este slăbit. Slăbirea poate fi destul de semnificativă - până la pierderea completă a comunicării. Prezența a două antene pe NS, situate la înălțimi diferite, ajută la rezolvarea acestei probleme, deoarece dacă la locația unei antene fasciculele sunt adăugate în antifază, atunci la locul celeilalte nu. Ca rezultat, puteți obține o conexiune stabilă pe toată distanța.
Topologii de rețea acceptate. Este recomandabil să alegeți un modem care oferă suport nu numai pentru topologia punct-la-punct (PTP), ci și pentru topologiile punct-la-multipunct (PMP) și releu (repetitor). Utilizarea releului printr-un UAV suplimentar vă permite să extindeți în mod semnificativ aria de acoperire a UAV-ului principal. Suportul PMP vă va permite să primiți informații simultan de la mai multe UAV-uri pe un singur NS. Vă rugăm să rețineți, de asemenea, că suportarea PMP și releu va necesita o creștere a lățimii de bandă a modemului în comparație cu cazul comunicării cu un singur UAV. Prin urmare, pentru aceste moduri este recomandat să alegeți un modem care să suporte o bandă largă de frecvență (cel puțin 15-20 MHz).
Disponibilitatea mijloacelor de creștere a imunității la zgomot. O opțiune utilă, având în vedere mediul de interferență intensă din zonele în care sunt utilizate UAV-uri. Imunitatea la zgomot este înțeleasă ca capacitatea unui sistem de comunicație de a-și îndeplini funcția în prezența interferențelor de origine artificială sau naturală în canalul de comunicare. Există două abordări pentru combaterea interferențelor. Abordarea 1: proiectați receptorul modem astfel încât să poată primi informații în mod fiabil chiar și în prezența interferențelor în banda canalului de comunicație, cu prețul unei oarecare reduceri a vitezei de transmitere a informațiilor. Abordarea 2: Suprimați sau atenuați interferența la intrarea receptorului. Exemple de implementare a primei abordări sunt sistemele de răspândire a spectrului, și anume: saltul de frecvență (FH), spectrul de răspândire a secvenței pseudoaleatoare (DSSS) sau un hibrid al ambelor. Tehnologia FH a devenit larg răspândită în canalele de control UAV datorită ratei scăzute de transfer de date necesare într-un astfel de canal de comunicație. De exemplu, pentru o viteză de 16 kbit/s într-o bandă de 20 MHz, pot fi organizate aproximativ 500 de poziții de frecvență, ceea ce permite o protecție fiabilă împotriva interferențelor de bandă îngustă. Utilizarea FH pentru un canal de comunicație în bandă largă este problematică deoarece banda de frecvență rezultată este prea mare. De exemplu, pentru a obține 500 de poziții de frecvență atunci când lucrați cu un semnal cu o lățime de bandă de 4 MHz, veți avea nevoie de 2 GHz de lățime de bandă liberă! Prea mult pentru a fi real. Utilizarea DSSS pentru un canal de comunicație în bandă largă cu UAV-uri este mai relevantă. În această tehnologie, fiecare bit de informație este duplicat simultan la mai multe (sau chiar la toate) frecvențele din banda de semnal și, în prezența interferenței de bandă îngustă, poate fi separat de părți ale spectrului neafectate de interferență. Utilizarea DSSS, precum și a FH, implică faptul că atunci când apar interferențe în canal, va fi necesară o reducere a ratei de transmisie a datelor. Cu toate acestea, este evident că este mai bine să primiți videoclipuri de la un UAV la o rezoluție mai mică decât nimic. Abordarea 2 folosește faptul că interferența, spre deosebire de zgomotul intern al receptorului, intră în legătura radio din exterior și, dacă sunt prezente anumite mijloace în modem, pot fi suprimate. Suprimarea interferenței este posibilă dacă este localizată în domeniile spectral, temporal sau spațial. De exemplu, interferența în bandă îngustă este localizată în regiunea spectrală și poate fi „decupată” din spectru folosind un filtru special. În mod similar, zgomotul pulsat este localizat în domeniul temporal; pentru a-l suprima, zona afectată este eliminată din semnalul de intrare al receptorului. Dacă interferența nu este în bandă îngustă sau în impulsuri, atunci un supresor spațial poate fi utilizat pentru a o suprima, deoarece interferența intră în antena de recepție de la o sursă dintr-o anumită direcție. Dacă zeroul modelului de radiație al antenei de recepție este poziționat în direcția sursei de interferență, interferența va fi suprimată. Astfel de sisteme sunt numite sisteme adaptive de formare a fasciculului și sisteme de anulare a fasciculului.
Protocolul radio utilizat. Producătorii de modemuri pot utiliza un protocol radio standard (WiFi, DVB-T) sau proprietar. Acest parametru este rareori indicat în specificații. Utilizarea DVB-T este indicată indirect de benzile de frecvență suportate 2/4/6/7/8, uneori de 10 MHz și de mențiunea în text a specificației tehnologiei COFDM (coded OFDM) în care OFDM este utilizat în conjuncție cu codare rezistentă la zgomot. În treacăt, observăm că COFDM este pur un slogan publicitar și nu are niciun avantaj față de OFDM, deoarece OFDM fără codare rezistentă la zgomot nu este niciodată folosit în practică. Egalizați COFDM și OFDM când vedeți aceste abrevieri în specificațiile modemului radio.
Modemurile care utilizează un protocol standard sunt de obicei construite pe baza unui cip specializat (WiFi, DVB-T) care funcționează împreună cu un microprocesor. Utilizarea unui cip personalizat scutește producătorul de modem de multe dintre durerile de cap asociate cu proiectarea, modelarea, implementarea și testarea propriului protocol radio. Microprocesorul este folosit pentru a oferi modemului funcționalitatea necesară. Astfel de modemuri au următoarele avantaje.
- Preț scăzut.
- Parametri buni de greutate și dimensiune.
- Consum redus de putere.
Există și dezavantaje.
- Imposibilitatea de a schimba caracteristicile interfeței radio prin schimbarea firmware-ului.
- Stabilitate scăzută a aprovizionării pe termen lung.
- Capacități limitate în furnizarea de asistență tehnică calificată la rezolvarea problemelor non-standard.
Stabilitatea scăzută a aprovizionărilor se datorează faptului că producătorii de cipuri se concentrează în primul rând pe piețele de masă (televizoare, computere etc.). Producătorii de modemuri pentru UAV-uri nu sunt o prioritate pentru ei și nu pot influența în niciun fel decizia producătorului de cip de a întrerupe producția fără o înlocuire adecvată cu un alt produs. Această caracteristică este întărită de tendința de ambalare a interfețelor radio în microcircuite specializate, cum ar fi „system on chip” (System on Chip - SoC), și, prin urmare, cipurile individuale de interfață radio sunt eliminate treptat de pe piața semiconductoarelor.
Capacitățile limitate în furnizarea de suport tehnic se datorează faptului că echipele de dezvoltare a modemurilor bazate pe protocolul radio standard sunt bine dotate cu specialiști, în primul rând în electronică și tehnologia cu microunde. Este posibil să nu existe deloc specialiști în comunicații radio acolo, deoarece nu există probleme de rezolvat. Prin urmare, producătorii de UAV care caută soluții la probleme de comunicații radio nebanale se pot găsi dezamăgiți în ceea ce privește consultarea și asistența tehnică.
Modemurile care utilizează un protocol radio proprietar sunt construite pe baza cipurilor universale de procesare a semnalului analogic și digital. Stabilitatea furnizării unor astfel de cipuri este foarte mare. Adevărat, prețul este și el mare. Astfel de modemuri au următoarele avantaje.
- Posibilitati largi de adaptare a modemului la nevoile clientului, inclusiv adaptarea interfetei radio prin schimbarea firmware-ului.
- Capacități suplimentare de interfață radio care sunt interesante pentru utilizare în UAV-uri și sunt absente în modemurile construite pe baza protocoalelor radio standard.
- Stabilitate ridicată a proviziilor, incl. pe termen lung.
- Nivel ridicat de suport tehnic, inclusiv rezolvarea problemelor non-standard.
Dezavantaje.
- Prețul ridicat
- Parametrii de greutate și dimensiune pot fi mai răi decât cei ai modemurilor care utilizează protocoale radio standard.
- Consum crescut de energie al unității de procesare a semnalului digital.
Date tehnice ale unor modemuri pentru UAV-uri
Tabelul prezintă parametrii tehnici ai unor modemuri pentru UAV-uri disponibile pe piață.
Rețineți că, deși modemul 3D Link are cea mai mică putere de transmisie în comparație cu modemurile Picoradio OEM și J11 (25 dBm față de 27−30 dBm), bugetul de putere 3D Link este mai mare decât acele modemuri datorită sensibilității ridicate a receptorului (cu aceeași viteză de transfer de date pentru modemurile comparate). Astfel, raza de comunicare atunci când se utilizează 3D Link va fi mai mare cu o mai bună stealth energetic.
Masa. Date tehnice ale unor modemuri în bandă largă pentru UAV-uri și robotică
Parametru
(realizat pe modul de la Microhard)
(Vezi si )
Producator, tara
Geoscan, RF
Mobilicom, Israel
Airborne Innovations, Canada
DTC, Marea Britanie
Redess, China
Raza de comunicare [km] 20−60
5
N / A*
N / A*
10-20
Viteza [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Întârzierea transmisiei datelor [ms] 1−20
25
N / A*
15-100
15-30
Dimensiunile unității de bord LxLxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (fără carcasă)
67h68h22
76h48h20
Greutatea unitară la bord [grame] 89
105
17.6 (fără carcasă)
135
88
Interfețe de informații
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (opțional)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Sursa de alimentare a unității de bord [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Sursa de alimentare a unității de masă [Volt/Watt] 18−75 sau PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Puterea emițătorului [dBm] 25
N / A*
27-30
20
30
Sensibilitatea receptorului [dBm] (pentru viteza [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)
Bugetul de energie al modemului [dB] (pentru viteza [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)
Benzi de frecvență acceptate [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2, 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2, 4; 8
Simplex/duplex
dublu
dublu
dublu
Simplex
dublu
Sprijin pentru diversitate
da
da
da
da
da
Canal separat pentru control/telemetrie
da
da
da
nu
da
Protocoale de control UAV acceptate în canalul de control/telemetrie
MAVLink, proprietar
MAVLink, proprietar
nu
nu
Legătura MAV
Suport de multiplexare pe canalul de control/telemetrie
da
da
nu
nu
N / A*
Topologii de rețea
PTP, PMP, releu
PTP, PMP, releu
PTP, PMP, releu
PTP
PTP, PMP, releu
Mijloace pentru creșterea imunității la zgomot
DSSS, supresoare de puls și bandă îngustă
N / A*
N / A*
N / A*
N / A*
Protocol radio
proprietate
N / A*
N / A*
DVB-T
N / A*
* n/a - fără date.
Despre autor
Alexander Smorodinov [[e-mail protejat]] este un specialist de top la Geoscan LLC în domeniul comunicațiilor fără fir. Din 2011 până în prezent, a dezvoltat protocoale radio și algoritmi de procesare a semnalului pentru modemuri radio de bandă largă în diverse scopuri, precum și implementarea algoritmilor dezvoltați bazați pe cipuri logice programabile. Domeniile de interes ale autorului includ dezvoltarea algoritmilor de sincronizare, estimarea proprietăților canalului, modulația/demodularea, codarea rezistentă la zgomot, precum și unii algoritmi de nivel de acces media (MAC). Înainte de a se alătura Geoscan, autorul a lucrat în diverse organizații, dezvoltând dispozitive de comunicații wireless personalizate. Din 2002 până în 2007, a lucrat la Proteus LLC ca un specialist de top în dezvoltarea sistemelor de comunicații bazate pe standardul IEEE802.16 (WiMAX). Din 1999 până în 2002, autorul a fost implicat în dezvoltarea algoritmilor de codare rezistenți la zgomot și modelarea rutelor de legături radio la Institutul Central de Cercetare a Întreprinderilor Unitare de Stat Federal „Granit”. Autorul a primit o diplomă de Candidat în Științe Tehnice de la Universitatea de Instrumentare Aerospațială din Sankt Petersburg în 1998 și o diplomă de Inginerie Radio de la aceeași universitate în 1995. Alexander este un membru actual al IEEE și al IEEE Communications Society.
Sursa: www.habr.com