Izziv prenosa velikih količin podatkov iz zračnega plovila brez posadke (UAV) ali zemeljske robotike v sodobnih aplikacijah ni neobičajen. Ta članek obravnava izbirna merila za širokopasovne modeme in s tem povezane težave. Članek je bil napisan za razvijalce UAV in robotike.
Izbirna merila
Glavna merila za izbiro širokopasovnega modema za UAV ali robotiko so:
- Komunikacijski doseg.
- Največja hitrost prenosa podatkov.
- Zakasnitev pri prenosu podatkov.
- Parametri teže in dimenzij.
- Podprti informacijski vmesniki.
- Prehranske zahteve.
- Ločen kanal za nadzor/telemetrijo.
Komunikacijski doseg
Domet komunikacije ni odvisen le od modema, temveč tudi od anten, antenskih kablov, pogojev širjenja radijskih valov, zunanjih motenj in drugih razlogov. Da bi ločili parametre samega modema od drugih parametrov, ki vplivajo na komunikacijski doseg, upoštevajte enačbo dosega [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Razširjanje radijskih valov in delovanje radijskih zvez. Povezava. 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}},$$prikaz$$
če
$inline$R$inline$ — zahtevani doseg komunikacije v metrih;
$inline$F$inline$ — frekvenca v Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — moč oddajnika modema v dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — ojačanje antene oddajnika v dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — izgube v kablu od modema do antene oddajnika v dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — dobiček antene sprejemnika v dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — izgube v kablu od modema do antene sprejemnika v dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — občutljivost modemskega sprejemnika v dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ je faktor slabljenja, ki upošteva dodatne izgube zaradi vpliva zemeljskega površja, vegetacije, ozračja in drugih dejavnikov v dB.
Iz enačbe dometa je razvidno, da je domet odvisen samo od dveh parametrov modema: moči oddajnika $inline$P_{TXdBm}$inline$ in občutljivosti sprejemnika $inline$P_{RXdBm}$inline$ oziroma od njune razlike. - energijski proračun modema
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$display$$
Preostali parametri v enačbi dometa opisujejo pogoje širjenja signala in parametre antensko dovodnih naprav, tj. nima veze z modemom.
Torej, če želite povečati doseg komunikacije, morate izbrati modem z veliko vrednostjo $inline$B_m$inline$. $inline$B_m$inline$ pa lahko povečate s povečanjem $inline$P_{TXdBm}$inline$ ali z zmanjšanjem $inline$P_{RXdBm}$inline$. V večini primerov razvijalci UAV iščejo modem z visoko močjo oddajnika in ne posvečajo veliko pozornosti občutljivosti sprejemnika, čeprav morajo storiti ravno nasprotno. Zmogljiv vgrajeni oddajnik širokopasovnega modema povzroča naslednje težave:
- velika poraba energije;
- potreba po hlajenju;
- poslabšanje elektromagnetne združljivosti (EMC) z drugo opremo na krovu UAV;
- nizka energetska tajnost.
Prvi dve težavi sta povezani z dejstvom, da sodobni načini prenosa velikih količin informacij po radijskem kanalu, na primer OFDM, zahtevajo linearni oddajnik. Učinkovitost sodobnih linearnih radijskih oddajnikov je nizka: 10–30 %. Tako se 70-90% dragocene energije napajalnika UAV pretvori v toploto, ki jo je treba modemu učinkovito odvajati, sicer bo ta odpovedal ali pa bo njegova izhodna moč padla zaradi pregrevanja v najbolj neprimernem trenutku. Na primer, 2 W oddajnik bo porabil 6–20 W iz napajanja, od tega bo 4–18 W pretvorjenih v toploto.
Energetska prikritost radijske povezave je pomembna za posebne in vojaške namene. Low stealth pomeni, da signal modema z relativno veliko verjetnostjo zazna izvidniški sprejemnik postaje za motenje. V skladu s tem je velika tudi verjetnost zatiranja radijske povezave z nizkoenergijsko prikritostjo.
Občutljivost modemskega sprejemnika označuje njegovo sposobnost pridobivanja informacij iz prejetih signalov z določeno stopnjo kakovosti. Merila kakovosti so lahko različna. Za digitalne komunikacijske sisteme se največkrat uporablja verjetnost bitne napake (bit error rate - BER) ali verjetnost napake v informacijskem paketu (frame error rate - FER). Pravzaprav je občutljivost raven samega signala, iz katerega je treba izluščiti informacijo. Na primer, občutljivost −98 dBm z BER = 10−6 pomeni, da je mogoče informacijo s takšnim BER izluščiti iz signala z ravnjo −98 dBm ali več, vendar lahko informacije z ravnjo, recimo −99 dBm ne bodo več izločeni iz signala z nivojem, na primer, -1 dBm. Seveda se zmanjšanje kakovosti, ko se raven signala zmanjša, postopoma pojavi, vendar je vredno upoštevati, da ima večina sodobnih modemov t.i. učinek praga, pri katerem pride do zmanjšanja kakovosti, ko se raven signala zmanjša pod občutljivost, zelo hitro. Dovolj je, da zmanjšate signal za 2-10 dB pod občutljivostjo, da se BER poveča na 1-XNUMX, kar pomeni, da ne boste več videli videa iz UAV. Učinek praga je neposredna posledica Shannonovega izreka za hrupni kanal; ni ga mogoče odpraviti. Uničenje informacije, ko se raven signala zmanjša pod občutljivost, nastane zaradi vpliva šuma, ki se tvori v samem sprejemniku. Notranjega šuma sprejemnika ni mogoče popolnoma odpraviti, vendar je mogoče zmanjšati njegovo raven ali se naučiti učinkovito izločiti informacijo iz hrupnega signala. Proizvajalci modemov uporabljajo oba pristopa, izboljšujejo RF bloke sprejemnika in izboljšujejo algoritme za digitalno obdelavo signalov. Izboljšanje občutljivosti modemskega sprejemnika ne povzroči tako dramatičnega povečanja porabe energije in odvajanja toplote kot povečanje moči oddajnika. Seveda se poveča poraba energije in proizvodnja toplote, vendar je precej skromna.
Z vidika doseganja zahtevanega komunikacijskega dosega se priporoča naslednji algoritem izbire modema.
- Odločite se za hitrost prenosa podatkov.
- Izberite modem z najboljšo občutljivostjo za zahtevano hitrost.
- Določite doseg komunikacije z izračunom ali poskusom.
- Če se izkaže, da je doseg komunikacije manjši od potrebnega, poskusite uporabiti naslednje ukrepe (razporejene po padajoči prioriteti):
- zmanjšanje izgub v antenskih kablih $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ z uporabo kabla z manjšim linearnim slabljenjem pri delovni frekvenci in/ali zmanjšanjem dolžine kablov;
- povečanje ojačanja antene $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- povečajte moč oddajnika modema.
Vrednosti občutljivosti so odvisne od hitrosti prenosa podatkov po pravilu: večja hitrost - slabša občutljivost. Na primer, občutljivost −98 dBm za 8 Mb/s je boljša od občutljivosti −95 dBm za 12 Mb/s. Modeme lahko primerjate po občutljivosti samo za enako hitrost prenosa podatkov.
Podatki o moči oddajnika so skoraj vedno na voljo v specifikacijah modema, podatki o občutljivosti sprejemnika pa niso vedno na voljo ali pa niso zadostni. To je vsaj razlog za previdnost, saj lepih številk skoraj ni smiselno skrivati. Poleg tega proizvajalec z neobjavo podatkov o občutljivosti potrošnika prikrajša za možnost izračuna komunikacijskega dometa. za nakup modema.
Največja hitrost prenosa podatkov
Izbira modema na podlagi tega parametra je relativno preprosta, če so zahteve glede hitrosti jasno definirane. Vendar obstaja nekaj odtenkov.
Če problem, ki ga rešujemo, zahteva zagotovitev največjega možnega dosega komunikacije in je hkrati možno dodeliti dovolj širok frekvenčni pas za radijsko povezavo, potem je bolje izbrati modem, ki podpira širok frekvenčni pas (pasovno širino). Dejstvo je, da je zahtevano informacijsko hitrost mogoče doseči v razmeroma ozkem frekvenčnem pasu z uporabo gostih tipov modulacije (16QAM, 64QAM, 256QAM itd.) ali v širokem frekvenčnem pasu z uporabo nizko gostotne modulacije (BPSK, QPSK). ). Za takšne naloge je boljša uporaba modulacije z nizko gostoto zaradi njene večje odpornosti na hrup. Zato je občutljivost sprejemnika boljša, temu primerno se poveča energijski proračun modema in posledično komunikacijski doseg.
Včasih proizvajalci UAV nastavijo informacijsko hitrost radijske povezave veliko višjo od hitrosti vira, dobesedno 2-krat ali večkrat, pri čemer trdijo, da imajo viri, kot so video kodeki, spremenljivo bitno hitrost in da je treba hitrost modema izbrati ob upoštevanju največje vrednosti bitnih emisij. V tem primeru se komunikacijski doseg seveda zmanjša. Tega pristopa ne smete uporabljati, razen če je to nujno potrebno. Večina sodobnih modemov ima velik medpomnilnik v oddajniku, ki lahko zgladi skoke bitne hitrosti brez izgube paketov. Zato več kot 25-odstotna rezerva hitrosti ni potrebna. Če obstaja razlog za domnevo, da je zmogljivost vmesnega pomnilnika modema, ki ga kupujete, nezadostna in je potrebno znatno večje povečanje hitrosti, je bolje zavrniti nakup takšnega modema.
Zakasnitev prenosa podatkov
Pri ocenjevanju tega parametra je pomembno ločiti zakasnitev, povezano s prenosom podatkov po radijski povezavi, od zakasnitve, ki jo ustvari naprava za kodiranje/dekodiranje vira informacij, kot je video kodek. Zakasnitev v radijski povezavi je sestavljena iz 3 vrednosti.
- Zakasnitev zaradi obdelave signala v oddajniku in sprejemniku.
- Zakasnitev zaradi širjenja signala od oddajnika do sprejemnika.
- Zakasnitev zaradi medpomnilnika podatkov v oddajniku v modemih časovno razdeljenega dupleksa (TDD).
Zakasnitev tipa 1 se po avtorjevih izkušnjah giblje od desetin mikrosekund do ene milisekunde. Zakasnitev tipa 2 je odvisna od komunikacijskega dosega, na primer za 100 km povezavo je 333 μs. Zakasnitev tipa 3 je odvisna od dolžine okvirja TDD in od razmerja med trajanjem cikla prenosa in celotnim trajanjem okvirja in lahko variira od 0 do trajanja okvirja, torej je naključna spremenljivka. Če je poslani informacijski paket na vhodu oddajnika, medtem ko je modem v prenosnem ciklu, bo paket poslan po zraku z ničelno zakasnitvijo tipa 3. Če paket malo zamuja in se je sprejemni cikel že začel, potem v medpomnilniku oddajnika bo zadržan za čas trajanja sprejemnega cikla. Običajne dolžine okvirja TDD so od 2 do 20 ms, tako da zakasnitev tipa 3 v najslabšem primeru ne bo presegla 20 ms. Tako bo skupna zakasnitev v radijski povezavi v območju 3−21 ms.
Najboljši način, da ugotovite zakasnitev v radijski povezavi, je eksperiment v polnem obsegu z uporabo pripomočkov za oceno značilnosti omrežja. Merjenje zakasnitve z metodo zahteva-odziv ni priporočljivo, saj zakasnitev v smeri naprej in nazaj morda ni enaka za modeme TDD.
Parametri teže in dimenzij
Izbira vgrajene modemske enote po tem kriteriju ne zahteva posebnih pripomb: čim manjša in lažja, tem bolje. Ne pozabite tudi na potrebo po hlajenju vgrajene enote, morda bodo potrebni dodatni radiatorji, zato se lahko povečajo tudi teža in dimenzije. Tukaj je treba dati prednost lahkim, majhnim enotam z nizko porabo energije.
Za zemeljsko enoto parametri mase in dimenzij niso tako kritični. Enostavna uporaba in namestitev prideta v ospredje. Zemeljska enota mora biti naprava, ki je zanesljivo zaščitena pred zunanjimi vplivi s priročnim sistemom pritrditve na drog ali stojalo. Dobra možnost je, če je ozemljitvena enota integrirana v isto ohišje z anteno. V idealnem primeru bi morala biti zemeljska enota povezana s krmilnim sistemom prek enega priročnega priključka. To vas bo rešilo pred močnimi besedami, ko boste morali izvajati uvajalna dela pri temperaturi -20 stopinj.
Prehranske zahteve
Vgrajene enote se praviloma proizvajajo s podporo za širok razpon napajalnih napetosti, na primer 7-30 V, ki pokriva večino napetostnih možnosti v napajalnem omrežju UAV. Če imate možnost izbirati med več napajalnimi napetostmi, dajte prednost najnižji vrednosti napajalne napetosti. Praviloma se modemi interno napajajo iz napetosti 3.3 in 5.0 V preko sekundarnih napajalnikov. Učinkovitost teh sekundarnih napajalnikov je tem večja, čim manjša je razlika med vhodno in notranjo napetostjo modema. Povečana učinkovitost pomeni manjšo porabo energije in proizvodnjo toplote.
Po drugi strani pa morajo zemeljske enote podpirati napajanje iz vira relativno visoke napetosti. To omogoča uporabo napajalnega kabla z majhnim presekom, kar zmanjša težo in poenostavi namestitev. Če so vse ostale enake, dajte prednost zemeljskim enotam s podporo za PoE (Power over Ethernet). V tem primeru je za povezavo zemeljske enote s krmilno postajo potreben samo en ethernetni kabel.
Ločen kanal za nadzor/telemetrijo
Pomembna funkcija v primerih, ko na UAV ni več prostora za namestitev ločenega ukazno-telemetričnega modema. Če je prostor, lahko kot rezervo uporabite ločen nadzorni/telemetrični kanal širokopasovnega modema. Pri izbiri modema s to možnostjo bodite pozorni na to, da modem podpira želeni protokol za komunikacijo z UAV (MAVLink ali lastniški) in možnost multipleksiranja podatkov nadzornega kanala/telemetrije v priročen vmesnik na zemeljski postaji (GS ). Na primer, vgrajena enota širokopasovnega modema je povezana z avtopilotom prek vmesnika, kot je RS232, UART ali CAN, zemeljska enota pa je povezana s krmilnim računalnikom prek vmesnika Ethernet, prek katerega je treba izmenjati ukaze , telemetrične in video informacije. V tem primeru mora biti modem sposoben multipleksirati tok ukazov in telemetrije med vmesniki RS232, UART ali CAN enote na vozilu in vmesnikom Ethernet zemeljske enote.
Drugi parametri, na katere morate biti pozorni
Razpoložljivost duplex načina. Širokopasovni modemi za UAV podpirajo enostavne ali dupleksne načine delovanja. V simpleksnem načinu je prenos podatkov dovoljen le v smeri od UAV do NS, v dupleksnem načinu pa v obe smeri. Simplex modemi imajo praviloma vgrajen video kodek in so zasnovani za delo z video kamerami, ki nimajo video kodeka. Simpleksni modem ni primeren za povezavo z IP kamero ali drugimi napravami, ki zahtevajo IP povezavo. Nasprotno, dupleksni modem je praviloma zasnovan za povezavo IP omrežja UAV na krovu z IP omrežjem NS, tj. podpira IP kamere in druge IP naprave, vendar morda nima vgrajenega v video kodeku, saj imajo video kamere IP običajno vaš video kodek. Podpora vmesnika Ethernet je možna le pri modemih s polnim dupleksom.
Sprejem raznolikosti (RX diversity). Prisotnost te zmogljivosti je obvezna za zagotovitev stalne komunikacije na celotni razdalji leta. Pri širjenju po površini Zemlje radijski valovi pridejo do sprejemne točke v dveh žarkih: vzdolž neposredne poti in z odbojem od površine. Če pride do dodajanja valov dveh žarkov v fazi, se polje na sprejemni točki okrepi, če pa v protifazi, se oslabi. Oslabitev je lahko precejšnja - do popolne izgube komunikacije. Prisotnost dveh anten na NS, ki se nahajata na različnih višinah, pomaga rešiti to težavo, ker če se na lokaciji ene antene žarki dodajo v protifazi, potem na lokaciji druge ne. Posledično lahko dosežete stabilno povezavo na celotni razdalji.
Podprte omrežne topologije. Priporočljivo je izbrati modem, ki podpira ne samo topologijo točka-točka (PTP), temveč tudi topologijo točka-več točk (PMP) in rele (repeater). Uporaba releja prek dodatnega UAV vam omogoča znatno razširitev območja pokritosti glavnega UAV. Podpora PMP vam bo omogočila hkratno prejemanje informacij iz več UAV na enem NS. Upoštevajte tudi, da bo podpora za PMP in rele zahtevala povečanje pasovne širine modema v primerjavi s primerom komunikacije z enim UAV. Zato je za te načine priporočljivo izbrati modem, ki podpira širok frekvenčni pas (vsaj 15-20 MHz).
Razpoložljivost sredstev za povečanje odpornosti proti hrupu. Uporabna možnost glede na okolje z intenzivnimi motnjami na območjih, kjer se uporabljajo UAV. Odpornost proti hrupu razumemo kot sposobnost komunikacijskega sistema, da opravlja svojo funkcijo ob prisotnosti motenj umetnega ali naravnega izvora v komunikacijskem kanalu. Obstajata dva pristopa za boj proti motnjam. Pristop 1: oblikujte modemski sprejemnik tako, da lahko zanesljivo sprejema informacije tudi ob prisotnosti motenj v pasu komunikacijskega kanala, za ceno določenega zmanjšanja hitrosti prenosa informacij. Pristop 2: Zadušite ali oslabite motnje na vhodu sprejemnika. Primeri implementacije prvega pristopa so sistemi razpršenega spektra, in sicer: frekvenčno skakanje (FH), pseudo-naključno zaporedje razpršenega spektra (DSSS) ali hibrid obojega. Tehnologija FH je postala razširjena v kanalih upravljanja UAV zaradi nizke zahtevane hitrosti prenosa podatkov v takšnem komunikacijskem kanalu. Na primer, za hitrost 16 kbit/s v pasu 20 MHz je mogoče organizirati približno 500 frekvenčnih položajev, kar omogoča zanesljivo zaščito pred ozkopasovnimi motnjami. Uporaba FH za širokopasovni komunikacijski kanal je problematična, ker je nastali frekvenčni pas prevelik. Na primer, če želite pridobiti 500 frekvenčnih položajev pri delu s signalom s pasovno širino 4 MHz, potrebujete 2 GHz proste pasovne širine! Preveč, da bi bilo resnično. Bolj pomembna je uporaba DSSS za širokopasovni komunikacijski kanal z UAV. Pri tej tehnologiji se vsak informacijski bit istočasno podvoji na več (ali celo vseh) frekvencah v signalnem pasu in se lahko ob prisotnosti ozkopasovnih motenj loči od delov spektra, na katere motnje ne vplivajo. Uporaba DSSS, kot tudi FH, pomeni, da bo ob pojavu motenj v kanalu potrebno zmanjšanje hitrosti prenosa podatkov. Kljub temu je očitno, da je bolje sprejemati video iz UAV v nižji ločljivosti kot pa nič. Pristop 2 uporablja dejstvo, da motnje, za razliko od notranjega hrupa sprejemnika, vstopijo v radijsko povezavo od zunaj in jih je, če so v modemu prisotna določena sredstva, mogoče zatreti. Zatiranje motenj je možno, če so lokalizirane v spektralni, časovni ali prostorski domeni. Na primer, ozkopasovne motnje so lokalizirane v spektralnem območju in jih je mogoče "izrezati" iz spektra s posebnim filtrom. Podobno je impulzni šum lokaliziran v časovni domeni; da bi ga zadušili, se prizadeto območje odstrani iz vhodnega signala sprejemnika. Če motnje niso ozkopasovne ali impulzne, se lahko za njihovo dušenje uporabi prostorski dušilec, saj motnje vstopijo v sprejemno anteno iz vira iz določene smeri. Če je ničelna točka sevalnega vzorca sprejemne antene postavljena v smeri vira motenj, bodo motnje potlačene. Takšni sistemi se imenujejo prilagodljivi sistemi za oblikovanje snopa in izničevanje snopa.
Uporabljen radijski protokol. Proizvajalci modemov lahko uporabljajo standardni (WiFi, DVB-T) ali lastniški radijski protokol. Ta parameter je redko naveden v specifikacijah. Na uporabo DVB-T posredno kažejo podprti frekvenčni pasovi 2/4/6/7/8, včasih 10 MHz in omemba v besedilu specifikacije tehnologije COFDM (coded OFDM), v kateri se OFDM uporablja skupaj s kodiranjem, odpornim na hrup. Mimogrede omenimo, da je COFDM izključno reklamni slogan in nima nobenih prednosti pred OFDM, saj se OFDM brez kodiranja, odpornega na hrup, v praksi nikoli ne uporablja. Ko vidite te okrajšave v specifikacijah radijskega modema, izenačite COFDM in OFDM.
Modemi, ki uporabljajo standardni protokol, so običajno zgrajeni na osnovi specializiranega čipa (WiFi, DVB-T), ki deluje v povezavi z mikroprocesorjem. Uporaba čipa po meri proizvajalca modema razbremeni številnih glavobolov, povezanih z načrtovanjem, modeliranjem, implementacijo in testiranjem lastnega radijskega protokola. Mikroprocesor se uporablja za zagotovitev potrebne funkcionalnosti modema. Takšni modemi imajo naslednje prednosti.
- Nizka cena.
- Dobri parametri teže in velikosti.
- Nizka poraba energije.
Obstajajo tudi slabosti.
- Nezmožnost spreminjanja lastnosti radijskega vmesnika s spremembo vdelane programske opreme.
- Nizka stabilnost oskrbe na dolgi rok.
- Omejene zmožnosti zagotavljanja kvalificirane tehnične podpore pri reševanju nestandardnih problemov.
Nizka stabilnost dobave je posledica dejstva, da se proizvajalci čipov osredotočajo predvsem na množične trge (televizorji, računalniki itd.). Proizvajalci modemov za UAV zanje niso prioriteta in nikakor ne morejo vplivati na odločitev proizvajalca čipov o prekinitvi proizvodnje brez ustrezne zamenjave z drugim izdelkom. Ta lastnost je okrepljena s trendom pakiranja radijskih vmesnikov v specializirana mikrovezja, kot je "sistem na čipu" (System on Chip - SoC), zato se posamezni čipi radijskih vmesnikov postopoma izpirajo s trga polprevodnikov.
Omejene zmožnosti pri zagotavljanju tehnične podpore so posledica dejstva, da so razvojne ekipe modemov, ki temeljijo na standardnem radijskem protokolu, dobro opremljene s strokovnjaki predvsem elektronike in mikrovalovne tehnike. Morda tam sploh ni strokovnjakov za radijsko zvezo, saj ni problemov, ki bi jih morali reševati. Zato so lahko proizvajalci UAV, ki iščejo rešitve za nepomembne težave z radijsko komunikacijo, razočarani glede posvetovanja in tehnične pomoči.
Modemi, ki uporabljajo lastniški radijski protokol, so zgrajeni na osnovi univerzalnih analognih in digitalnih čipov za obdelavo signalov. Stabilnost dobave takih čipov je zelo visoka. Res je, tudi cena je visoka. Takšni modemi imajo naslednje prednosti.
- Široke možnosti prilagajanja modema potrebam naročnika, vključno s prilagajanjem radijskega vmesnika s spremembo vdelane programske opreme.
- Dodatne zmogljivosti radijskega vmesnika, ki so zanimive za uporabo v UAV in jih ni v modemih, zgrajenih na podlagi standardnih radijskih protokolov.
- Visoka stabilnost dobav, vklj. na dolgi rok.
- Visoka raven tehnične podpore, vključno z reševanjem nestandardnih težav.
Slabosti.
- Visoka cena
- Parametri teže in velikosti so lahko slabši kot pri modemih, ki uporabljajo standardne radijske protokole.
- Povečana poraba energije enote za digitalno obdelavo signalov.
Tehnični podatki nekaterih modemov za UAV
Tabela prikazuje tehnične parametre nekaterih modemov za UAV, ki so na voljo na trgu.
Upoštevajte, da čeprav ima modem 3D Link najnižjo oddajno moč v primerjavi z modema Picoradio OEM in J11 (25 dBm proti 27−30 dBm), je proračun moči 3D Link višji od teh modemov zaradi visoke občutljivosti sprejemnika (z enaka hitrost prenosa podatkov za primerjana modema). Tako bo doseg komunikacije pri uporabi 3D Link večji z boljšo prikritostjo energije.
Tabela. Tehnični podatki nekaterih širokopasovnih modemov za UAV in robotiko
Parameter
(izvaja se na modulu od Microhard)
(Poglej tudi )
Proizvajalec, država
Geoscan, RF
Mobilicom, Izrael
Airborne Innovations, Kanada
DTC, Združeno kraljestvo
Redess, Kitajska
Komunikacijski doseg [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Hitrost [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Zakasnitev prenosa podatkov [ms] 1−20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Dimenzije vgrajene enote DxŠxV [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (brez ohišja)
67h68h22
76h48h20
Teža enote v vozilu [gram] 89
105
17.6 (brez ohišja)
135
88
Informacijski vmesniki
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (izbirno)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Napajanje enote na vozilu [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/v*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Napajanje ozemljitvene enote [V/W] 18−75 ali PoE/7
7−26/n/v*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Moč oddajnika [dBm] 25
n/a*
27 − 30
20
30
Občutljivost sprejemnika [dBm] (za hitrost [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101 (n/v*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(n/u*) −104(n/u*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Energijski proračun modema [dB] (za hitrost [Mbit/s])
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)
Podprti frekvenčni pasovi [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simpleks/dupleks
Dupleks
Dupleks
Dupleks
Simpleks
Dupleks
Podpora raznolikosti
ja
ja
ja
ja
ja
Ločen kanal za nadzor/telemetrijo
ja
ja
ja
ne
ja
Podprti nadzorni protokoli UAV v nadzornem/telemetričnem kanalu
MAVLink, lastniško
MAVLink, lastniško
ne
ne
Povezava MAV
Podpora za multipleksiranje v nadzornem/telemetričnem kanalu
ja
ja
ne
ne
n/a*
Omrežne topologije
PTP, PMP, rele
PTP, PMP, rele
PTP, PMP, rele
PTP
PTP, PMP, rele
Sredstva za povečanje odpornosti proti hrupu
DSSS, ozkopasovni in pulzni dušilci
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Radijski protokol
lastniški
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - ni podatkov.
O avtorju
Aleksander Smorodinov [[e-pošta zaščitena]] je v podjetju Geoscan LLC vodilni specialist na področju brezžičnih komunikacij. Od leta 2011 do danes razvija radijske protokole in algoritme za obdelavo signalov za širokopasovne radijske modeme za različne namene ter implementira razvite algoritme na osnovi programabilnih logičnih čipov. Področja avtorjevega zanimanja vključujejo razvoj sinhronizacijskih algoritmov, oceno lastnosti kanala, modulacijo/demodulacijo, kodiranje, odporno proti šumom, kot tudi nekatere algoritme medijske dostopne plasti (MAC). Preden se je pridružil Geoskanu, je avtor delal v različnih organizacijah in razvijal brezžične komunikacijske naprave po meri. Od leta 2002 do 2007 je delal v podjetju Proteus LLC kot vodilni strokovnjak za razvoj komunikacijskih sistemov na osnovi standarda IEEE802.16 (WiMAX). Od leta 1999 do 2002 je avtor sodeloval pri razvoju algoritmov za kodiranje, odpornih proti hrupu, in modeliranju poti radijskih povezav v Zveznem državnem enotnem podjetju Centralni raziskovalni inštitut "Granit". Avtor je leta 1998 prejel diplomo kandidata tehničnih znanosti na Univerzi za vesoljsko instrumentacijo v Sankt Peterburgu in leta 1995 diplomo iz radijskega inženirstva na isti univerzi. Alexander je trenutni član IEEE in IEEE Communications Society.
Vir: www.habr.com