Tangtangan pikeun ngirimkeun data anu ageung tina kandaraan udara tanpa awak (UAV) atanapi robotika taneuh henteu jarang dina aplikasi modern. Artikel ieu ngabahas kritéria pilihan pikeun modem broadband sareng masalah anu aya hubunganana. Tulisan ieu ditulis pikeun pamekar UAV sareng robotics.
Kriteria Pilihan
Kriteria utama pikeun milih modem broadband pikeun UAV atanapi robotics nyaéta:
- Rentang komunikasi.
- Laju mindahkeun data maksimum.
- Reureuh dina pangiriman data.
- Parameter beurat sareng dimensi.
- Interfaces inpormasi anu dirojong.
- syarat gizi.
- Kontrol misah / saluran telemétri.
Rentang komunikasi
Jangkauan komunikasi henteu ngan ukur gumantung kana modem, tapi ogé kana anteneu, kabel anteneu, kaayaan rambatan gelombang radio, gangguan éksternal sareng alesan sanésna. Dina raraga misahkeun parameter tina modem sorangan tina parameter séjén anu mangaruhan rentang komunikasi, mertimbangkeun persamaan rentang [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Rambatan gelombang radio sareng operasi tautan radio. Sambungan. Moskow. 1971]
$$tampilan$$ 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}},$$tampilan$$
di mana
$ inline $ R $ inline $ - rentang komunikasi diperlukeun dina méter;
$ inline $ F $ inline $ - frékuénsi dina Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — kakuatan pamancar modem dina dBm;
$ inline $ G_ {TXdB} $ inline $ - gain anteneu pamancar dina dB;
$ inline $ L_ {TXdB} $ inline $ - karugian dina kabel tina modem ka anteneu pamancar dina dB;
$ inline $ G_ {RXdB} $ inline $ - gain anteneu panarima dina dB;
$ inline $ L_ {RXdB} $ inline $ - karugian dina kabel tina modem ka anteneu panarima dina dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — sensitipitas panarima modem dina dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ nyaéta faktor atenuasi anu merhatikeun karugian tambahan alatan pangaruh beungeut Bumi, vegetasi, atmosfir sarta faktor séjén dina dB.
Tina persamaan rentang jelas yén rentang ngan gumantung kana dua parameter tina modem: kakuatan pamancar $ inline $ P_ {TXdBm} $ inline $ jeung sensitipitas panarima $ inline $ P_ {RXdBm} $ inline $, atawa rada on bédana maranéhanana. - anggaran énergi modem
$$tampilan$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$tampilan$$
Parameter sésana dina persamaan rentang ngajelaskeun kaayaan rambatan sinyal jeung parameter alat anteneu-feeder, i.e. teu aya hubunganana sareng modem.
Janten, pikeun ningkatkeun jangkauan komunikasi, anjeun kedah milih modem anu ageung nilai $inline$B_m$inline$. Sabalikna, $inline$B_m$inline$ bisa dironjatkeun ku cara ningkatkeun $inline$P_{TXdBm}$inline$ atawa ku cara ngurangan $inline$P_{RXdBm}$inline$. Dina kalolobaan kasus, pamekar UAV néangan hiji modem kalawan kakuatan pamancar tinggi na nengetan saeutik kana sensitipitas panarima, sanajan maranehna kudu ngalakukeun sabalikna. Pamancar on-board anu kuat tina modem broadband nyababkeun masalah ieu:
- konsumsi énergi tinggi;
- kabutuhan cooling;
- deterioration of kasaluyuan éléktromagnétik (EMC) kalawan parabot on-board séjén tina UAV;
- rusiah énergi low.
Dua masalah anu munggaran aya hubunganana sareng kanyataan yén metode modéren ngirimkeun inpormasi anu ageung dina saluran radio, contona OFDM, ngabutuhkeun. liniér pamancar. Efisiensi pamancar radio linier modéren rendah: 10-30%. Ku kituna, 70-90% tina énergi adi tina catu daya UAV dirobah jadi panas, nu kudu éfisién dikaluarkeun tina modem, disebutkeun eta bakal gagal atawa kakuatan kaluaran na bakal turun alatan overheating dina momen paling inopportune. Contona, pamancar 2 W bakal narik 6-20 W tina catu daya, anu 4-18 W bakal dirobih janten panas.
Siluman énergi tina tautan radio penting pikeun aplikasi khusus sareng militér. Siluman low hartina sinyal modem dideteksi ku probabiliti rélatif luhur ku panarima pangintipan stasiun jamming. Sasuai, kamungkinan suppressing link radio kalawan siluman énergi low ogé luhur.
Sensitipitas tina panarima modem dicirikeun kamampuhna pikeun nimba informasi tina sinyal narima kalawan tingkat kualitas nu tangtu. Kriteria kualitas bisa rupa-rupa. Pikeun sistem komunikasi digital, kamungkinan kasalahan bit (rate bit error - BER) atawa kamungkinan kasalahan dina pakét informasi (frame error rate - FER) paling mindeng dipaké. Sabenerna, sensitipitas mangrupikeun tingkat sinyal anu mana inpormasi anu kedah diékstrak. Contona, sensitipitas −98 dBm kalawan BER = 10−6 nuduhkeun yen informasi nu mibanda BER misalna bisa sasari tina sinyal nu tingkat −98 dBm atawa nu leuwih luhur, tapi informasi nu mibanda tingkat, sebutkeun, −99 dBm bisa. henteu deui diékstrak tina sinyal kalayan tingkat, sebutkeun, -1 dBm. Tangtosna, panurunan dina kualitas salaku tingkat sinyal nurun lumangsung laun, tapi sia tetep dina pikiran nu paling modem modern boga disebut. Pangaruh ambang dimana panurunan dina kualitas nalika tingkat sinyal turun di handap sensitipitas lumangsung gancang pisan. Ieu cukup pikeun ngurangan sinyal ku 2-10 dB handap sensitipitas pikeun BER naek ka 1-XNUMX, nu hartina anjeun moal deui ningali video ti UAV. Pangaruh bangbarung mangrupikeun akibat langsung tina téoréma Shannon pikeun saluran anu ribut; éta henteu tiasa dileungitkeun. Karusakan inpormasi nalika tingkat sinyal turun sahandapeun sensitipitas lumangsung alatan pangaruh noise anu kabentuk di jero panarima sorangan. Noise internal tina panarima teu bisa sagemblengna ngaleungitkeun, tapi kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun ngurangan tingkat na atawa diajar éfisién nimba informasi tina sinyal ribut. Pabrikan modem nganggo duanana pendekatan ieu, ngadamel perbaikan blok RF tina panarima sareng ningkatkeun algoritma pamrosésan sinyal digital. Ningkatkeun sensitipitas tina panarima modem henteu ngakibatkeun kanaékan dramatis dina konsumsi kakuatan sarta dissipation panas sakumaha ngaronjatna kakuatan pamancar. Aya, tangtosna, kanaékan konsumsi énergi jeung generasi panas, tapi rada modest.
Algoritma pilihan modem di handap disarankeun tina sudut pandang pikeun ngahontal jangkauan komunikasi anu diperyogikeun.
- Mutuskeun laju mindahkeun data.
- Pilih modem kalayan sensitipitas pangsaéna pikeun laju anu diperyogikeun.
- Nangtukeun rentang komunikasi ku itungan atawa ékspérimén.
- Lamun rentang komunikasi tétéla kirang ti diperlukeun, coba ngagunakeun ukuran di handap ieu (disusun dina urutan nurunna prioritas):
- ngurangan karugian dina kabel anteneu $ inline $ L_ {TXdB} $ inline $, $ inline $ L_ {RXdB} $ inline $ ku cara maké kabel kalawan atenuasi linier handap dina frékuénsi operasi sarta / atawa ngurangan panjang kabel;
- ningkatkeun gain anteneu $ inline $ G_ {TXdB} $ inline $, $ inline $ G_ {RXdB} $ inline $;
- ningkatkeun kakuatan pamancar modem.
Nilai sensitipitas gumantung kana laju mindahkeun data nurutkeun aturan: speed luhur - sensitipitas goréng. Contona, −98 dBm sensitipitas pikeun 8 Mbps leuwih hade tinimbang −95 dBm sensitipitas pikeun 12 Mbps. Anjeun tiasa ngabandingkeun modem dina hal sensitipitas ngan pikeun laju transfer data anu sami.
Data dina kakuatan pamancar ampir sok aya dina spésifikasi modem, tapi data ngeunaan sensitipitas panarima teu salawasna sadia atawa teu cukup. Sahenteuna, ieu mangrupikeun alesan pikeun waspada, sabab angka-angka anu saé boro akal pikeun nyumput. Sajaba ti éta, ku teu nyebarkeun data sensitipitas, produsén deprives konsumén kasempetan pikeun estimasi rentang komunikasi ku itungan. ka meuli modem.
Laju mindahkeun data maksimum
Milih hiji modem dumasar kana parameter ieu kawilang basajan lamun sarat speed jelas ditetepkeun. Tapi aya sababaraha nuances.
Lamun masalah keur direngsekeun merlukeun mastikeun rentang komunikasi maksimum mungkin tur sakaligus kasebut nyaéta dimungkinkeun pikeun allocate pita frékuénsi cukup lega pikeun link radio, mangka leuwih hade milih modem nu ngarojong pita frékuénsi lega (bandwidth). Kanyataanna nyaéta laju inpormasi anu dibutuhkeun tiasa dihontal dina pita frékuénsi anu kawilang sempit kalayan ngagunakeun jinis modulasi anu padet (16QAM, 64QAM, 256QAM, jsb.), atanapi dina pita frékuénsi lega kalayan ngagunakeun modulasi dénsitas rendah (BPSK, QPSK). ). Pamakéan modulasi dénsitas rendah pikeun tugas-tugas sapertos kitu langkung saé kusabab kekebalan sora anu langkung luhur. Ku alatan éta, sensitipitas panarima leuwih hadé; sasuai, anggaran énergi modem naek jeung, salaku hasilna, rentang komunikasi.
Kadang-kadang pabrik UAV ngeset laju informasi tina link radio jauh leuwih luhur ti laju sumber, hartina 2 kali atawa leuwih, arguing yén sumber saperti codec video boga bitrate variabel jeung laju modem kudu dipilih nyokot kana akun nilai maksimum. tina émisi bitrate. Dina hal ieu, rentang komunikasi sacara alami turun. Anjeun teu kedah nganggo pendekatan ieu iwal mutlak diperlukeun. Kaseueuran modem modéren gaduh panyangga anu ageung dina pamancar anu tiasa ngahaluskeun paku bitrate tanpa kaleungitan pakét. Ku alatan éta, cagar laju leuwih ti 25% teu diperlukeun. Upami aya alesan pikeun yakin yén kapasitas panyangga tina modem anu dipésér henteu cekap sareng peryogi paningkatan laju anu langkung ageung, maka langkung saé nampik mésér modem sapertos kitu.
reureuh mindahkeun data
Nalika ngaevaluasi parameter ieu, hal anu penting pikeun misahkeun reureuh pakait sareng pangiriman data ngaliwatan link radio ti reureuh dijieun ku encoding / decoding alat tina sumber informasi, kayaning codec video. Tunda dina link radio diwangun ku 3 nilai.
- Tunda kusabab pamrosésan sinyal dina pamancar sareng panarima.
- Tunda kusabab panyebaran sinyal ti pamancar ka panarima.
- Reureuh alatan panyangga data dina pamancar dina modem division duplex (TDD).
Ketik 1 latency, dina pangalaman pangarang, rentang ti puluhan microseconds ka hiji milidetik. Tunda Tipe 2 gumantung kana jangkauan komunikasi, contona, pikeun tautan 100 km nyaéta 333 μs. Tipe 3 reureuh gumantung kana panjang pigura TDD sarta dina babandingan durasi siklus transmisi ka total durasi pigura jeung bisa rupa-rupa ti 0 nepi ka durasi pigura, nyaéta variabel acak. Upami pakét inpormasi anu dikirimkeun aya dina input pamancar nalika modem aya dina siklus transmisi, maka pakét bakal dikirimkeun dina hawa kalayan nol reureuh tipe 3. Upami pakét rada telat sareng siklus panarimaan parantos dimimitian, maka éta bakal ditunda dina panyangga pamancar salami siklus panarimaan. Panjang pigura TDD ilaharna dibasajankeun 2 nepi ka 20 mdet, jadi kasus awon Tipe 3 reureuh moal ngaleuwihan 20 mdet. Ku kituna, total reureuh dina link radio bakal dina rentang 3−21 mdet.
Cara anu pangsaéna pikeun milari telat dina tautan radio nyaéta ékspérimén skala pinuh ngagunakeun utilitas pikeun ngévaluasi karakteristik jaringan. Ngukur reureuh maké padika pamundut-réspon henteu dianjurkeun, sabab reureuh dina arah maju jeung sabalikna bisa jadi teu sarua keur modem TDD.
Parameter beurat sareng dimensi
Milih hiji unit modem on-board nurutkeun kriteria ieu teu merlukeun sagala komentar husus: nu leutik tur torek nu hadé. Tong hilap ogé ngeunaan kabutuhan pikeun niiskeun unit on-board; radiator tambahan tiasa diperyogikeun, sareng sasuai, beurat sareng dimensi ogé tiasa ningkat. Preferensi di dieu kedah dipasihkeun ka unit lampu, ukuran alit sareng konsumsi kakuatan anu rendah.
Pikeun unit basis taneuh, parameter diménsi massa teu jadi kritis. Betah pamakéan sarta instalasi datang ka fore nu. Unit taneuh kedah janten alat anu aman ditangtayungan tina pangaruh éksternal kalayan sistem pemasangan anu merenah kana tihang atanapi tripod. Pilihan anu saé nyaéta nalika unit taneuh dihijikeun dina perumahan anu sami sareng anteneu. Ideally, unit taneuh kudu disambungkeun ka sistem kontrol ngaliwatan hiji konektor merenah. Ieu bakal nyalametkeun anjeun tina kecap-kecap anu kuat nalika anjeun kedah ngalaksanakeun padamelan panyebaran dina suhu −20 derajat.
Sarat dietary
Unit onboard, sakumaha aturan, dihasilkeun kalayan rojongan pikeun rupa-rupa tegangan suplai, contona 7-30 V, nu nyertakeun lolobana pilihan tegangan dina jaringan kakuatan UAV. Upami Anjeun gaduh kasempetan pikeun milih ti sababaraha tegangan suplai, teras masihan leuwih sering dipake tinimbang nilai tegangan suplai panghandapna. Sakumaha aturan, modem didamel sacara internal tina tegangan 3.3 sareng 5.0 V ngalangkungan catu daya sekundér. Efisiensi catu daya sekundér ieu langkung luhur, langkung alit bédana antara input sareng tegangan internal modem. Ningkatkeun efisiensi hartosna ngirangan konsumsi énergi sareng ngahasilkeun panas.
Unit taneuh, sabalikna, kedah ngadukung kakuatan tina sumber tegangan anu kawilang luhur. Hal ieu ngamungkinkeun pamakéan kabel kakuatan ku cross-bagian leutik, nu ngurangan beurat tur simplifies instalasi. Sagala hal séjén anu sarua, masihan leuwih sering dipake tinimbang ka unit dumasar-taneuh kalayan rojongan PoE (Power over Ethernet). Dina hal ieu, ngan hiji kabel Ethernet diperlukeun pikeun nyambungkeun Unit taneuh ka stasiun kontrol.
Kontrol misah / saluran telemétri
Hiji fitur penting dina kasus dimana euweuh spasi ditinggalkeun dina UAV pikeun masang modem paréntah-telemétri misah. Upami aya rohangan, teras saluran kontrol/telemétri anu misah tina modem pita lebar tiasa dianggo salaku cadangan. Lamun milih modem kalawan pilihan ieu, nengetan kanyataan yén modem ngarojong protokol nu dipikahoyong pikeun komunikasi jeung UAV (MAVLink atanapi proprietary) jeung kamampuhan pikeun multiplex kontrol channel / data telemetry kana panganteur merenah di stasiun taneuh (GS). ). Contona, unit on-board tina modem broadband disambungkeun ka autopilot ngaliwatan hiji panganteur kayaning RS232, UART atanapi CAN, sarta unit taneuh disambungkeun ka komputer kontrol ngaliwatan hiji panganteur Ethernet ngaliwatan nu perlu tukeur paréntah. , telemétri sareng inpormasi video. Dina hal ieu, modem kudu bisa multiplex paréntah sarta telemétri stream antara RS232, UART atanapi CAN interfaces sahiji unit on-board jeung panganteur Ethernet tina Unit taneuh.
parameter séjén nengetan
Kasadiaan mode duplex. Modem broadband pikeun UAV ngadukung modeu operasi simpléks atanapi duplex. Dina mode simpléks, pangiriman data diijinkeun ukur dina arah ti UAV ka NS, sarta dina modeu duplex - dina duanana arah. Sakumaha aturan, modem simpléks gaduh codec pidéo anu diwangun sareng dirancang pikeun dianggo sareng kaméra pidéo anu henteu gaduh codec pidéo. Modem simpléks henteu cocog pikeun nyambungkeun ka kaméra IP atanapi alat-alat sanés anu peryogi sambungan IP. Sabalikna, modem duplex, sakumaha aturan, dirancang pikeun nyambungkeun jaringan IP on-board UAV sareng jaringan IP NS, nyaéta ngadukung kaméra IP sareng alat IP anu sanés, tapi tiasa henteu gaduh built- dina codec video, saprak kaméra video IP biasana boga codec video Anjeun. Pangrojong panganteur Ethernet ngan mungkin dina modem full-duplex.
Diversity panarimaan (RX diversity). Ayana kamampuhan ieu wajib pikeun mastikeun komunikasi kontinyu sapanjang sakabéh jarak hiber. Nalika ngarambat dina permukaan Bumi, gelombang radio dugi ka titik panarima dina dua sinar: sapanjang jalur langsung sareng pantulan tina permukaan. Upami tambahan gelombang dua balok lumangsung dina fase, maka sawah di titik panarima dikuatkeun, sareng upami dina antiphase, éta lemah. The weakening tiasa rada signifikan - nepi ka leungitna lengkep komunikasi. Ayana dua anteneu dina NS, ayana dina jangkung béda, mantuan pikeun ngajawab masalah ieu, sabab lamun dina lokasi hiji anteneu nu balok ditambahkeun dina antiphase, teras di lokasi séjén maranéhna henteu. Hasilna, anjeun tiasa ngahontal sambungan stabil sapanjang sakabéh jarak.
Topologi jaringan anu dirojong. Disarankeun milih modem anu nyayogikeun dukungan sanés ngan ukur pikeun topologi point-to-point (PTP), tapi ogé pikeun topologi point-to-multipoint (PMP) sareng relay (repeater). Pamakéan relay ngaliwatan UAV tambahan ngidinan Anjeun pikeun sacara signifikan dilegakeun wewengkon cakupan tina UAV utama. Pangrojong PMP bakal ngamungkinkeun anjeun nampi inpormasi sakaligus tina sababaraha UAV dina hiji NS. Punten dicatet ogé yén ngadukung PMP sareng relay ngabutuhkeun paningkatan bandwidth modem dibandingkeun sareng kasus komunikasi sareng UAV tunggal. Ku alatan éta, pikeun modus ieu disarankeun pikeun milih modem nu ngarojong pita frékuénsi lega (sahenteuna 15-20 MHz).
Kasadiaan sarana pikeun ngaronjatkeun kekebalan noise. Hiji pilihan mangpaat, dibere lingkungan gangguan sengit di wewengkon mana UAVs dipaké. Kekebalan noise dipikaharti salaku kamampuh hiji sistem komunikasi pikeun ngajalankeun fungsina ku ayana gangguan asal jieunan atawa alam dina saluran komunikasi. Aya dua pendekatan pikeun merangan gangguan. Pendekatan 1: ngarancang panarima modem supados tiasa nampi inpormasi anu dipercaya sanajan aya gangguan dina pita saluran komunikasi, kalayan ngirangan sababaraha laju pangiriman inpormasi. Pendekatan 2: Ngaleutikan atanapi ngirangan gangguan dina input panarima. Conto palaksanaan pendekatan kahiji nyaéta spéktrum spread system, nyaéta: frequency hopping (FH), pseudo-random sequence spread spectrum (DSSS) atawa hibrida duanana. téhnologi FH geus jadi nyebar di saluran kontrol UAV alatan laju mindahkeun data diperlukeun low dina saluran komunikasi misalna. Contona, pikeun laju 16 kbit/s dina pita 20 MHz, kira-kira 500 posisi frékuénsi tiasa diatur, anu ngamungkinkeun panyalindungan dipercaya tina gangguan pita sempit. Pamakéan FH pikeun saluran komunikasi pita lebar aya masalah sabab pita frékuénsi anu dihasilkeun ageung teuing. Contona, pikeun ménta 500 posisi frékuénsi nalika gawé bareng sinyal kalawan 4 MHz rubakpita, anjeun bakal kudu 2 GHz rubakpita bébas! Teuing jadi nyata. Pamakéan DSSS pikeun saluran komunikasi broadband sareng UAV langkung relevan. Dina téknologi ieu, unggal bit informasi diduplikasi sakaligus dina sababaraha (atawa malah sakabéh) frékuénsi dina pita sinyal jeung, ku ayana interferensi pita sempit, bisa dipisahkeun tina bagian spéktrum teu kapangaruhan ku gangguan. Pamakéan DSSS, ogé FH, nunjukkeun yén nalika gangguan muncul dina saluran, pangurangan laju pangiriman data bakal diperyogikeun. Nanging, écés yén éta langkung saé nampi pidéo tina UAV dina résolusi anu langkung handap tibatan nanaon. Pendekatan 2 ngagunakeun kanyataan yén gangguan, teu saperti noise internal tina panarima, asupkeun link radio ti luar jeung, lamun aya hartosna tangtu aya dina modem, bisa diteken. Suprési gangguan tiasa dilaksanakeun upami dilokalisasi dina domain spéktral, temporal atanapi spasial. Contona, gangguan narrowband ieu localized di wewengkon spéktral sarta bisa "dipotong kaluar" tina spéktrum ngagunakeun filter husus. Nya kitu, noise pulsed dilokalkeun dina domain waktos; pikeun ngeureunkeunana, daérah anu kapangaruhan dipiceun tina sinyal input panarima. Upami interferensi henteu narrowband atanapi pulsed, teras penekan spasial tiasa dianggo pikeun ngeureunkeunana, sabab gangguan asup kana anteneu panarima ti sumber ti arah nu tangtu. Upami nol tina pola radiasi anteneu anu nampi diposisikan dina arah sumber interferensi, interferensi bakal diteken. Sistem sapertos kitu disebut adaptif beamforming & beam nulling systems.
protokol radio dipaké. Produsén modem tiasa nganggo standar (WiFi, DVB-T) atanapi protokol radio proprietary. Parameter ieu jarang dituduhkeun dina spésifikasi. Pamakéan DVB-T sacara henteu langsung dituduhkeun ku pita frékuénsi anu dirojong 2/4/6/7/8, sakapeung 10 MHz sareng disebatkeun dina téks spésifikasi téknologi COFDM (disandi OFDM) dimana OFDM dianggo babarengan. kalawan coding noise-tahan. Saliwatan, urang dicatet yén COFDM murni hiji slogan iklan jeung teu boga kaunggulan wae leuwih OFDM, saprak OFDM tanpa coding noise-tahan pernah dipaké dina praktekna. Equalize COFDM na OFDM mun anjeun ningali singketan ieu dina spésifikasi modem radio.
Modem ngagunakeun protokol standar biasana diwangun dina dasar chip husus (WiFi, DVB-T) gawé bareng jeung microprocessor a. Ngagunakeun chip custom relieves produsén modem tina loba headaches pakait sareng ngarancang, modeling, palaksanaan, sarta nguji protokol radio sorangan. Microprocessor dipaké pikeun masihan modem pungsionalitas diperlukeun. Modem sapertos kieu gaduh kaunggulan.
- harga low.
- Parameter beurat sareng ukuran anu saé.
- Konsumsi kakuatan low.
Aya ogé kalemahan.
- Henteu mampuh pikeun ngarobah karakteristik panganteur radio ku cara ngarobah firmware nu.
- stabilitas low suplai dina jangka panjang.
- Kamampuhan terbatas dina nyayogikeun dukungan téknis anu mumpuni nalika ngarengsekeun masalah anu henteu standar.
Stabilitas pasokan anu rendah disababkeun ku kanyataan yén produsén chip utamina museurkeun kana pasar massa (TV, komputer, jsb.). Produsén modem pikeun UAV henteu janten prioritas pikeun aranjeunna sareng aranjeunna henteu tiasa mangaruhan kana kaputusan produsén chip pikeun ngeureunkeun produksi tanpa ngagantian anu nyukupan sareng produk anu sanés. Fitur ieu dikuatkeun ku tren bungkusan radio antarmuka kana mikrosirkuit khusus sapertos "sistem on chip" (System on Chip - SoC), ku kituna chip antarmuka radio individu laun-laun dikumbah tina pasar semikonduktor.
Kamampuhan terbatas dina nyayogikeun dukungan téknis disababkeun ku kanyataan yén tim pamekaran modem dumasar kana protokol radio standar ogé didamel ku spesialis, utamina dina éléktronika sareng téknologi gelombang mikro. Panginten henteu aya spesialis komunikasi radio di dinya pisan, sabab teu aya masalah pikeun aranjeunna direngsekeun. Ku alatan éta, pabrik UAV néangan solusi pikeun masalah komunikasi radio non-trivial bisa manggihan diri kuciwa dina watesan rundingan jeung bantuan teknis.
Modem nganggo protokol radio proprietary diwangun dina dasar chip pangolahan sinyal analog sareng digital universal. Stabilitas suplai chip sapertos anu luhur pisan. Leres, hargana ogé luhur. Modem sapertos kitu gaduh kaunggulan ieu.
- Kamungkinan lega pikeun adaptasi modem pikeun kabutuhan palanggan, kalebet adaptasi antarbeungeut radio ku cara ngarobih firmware.
- Kamampuhan panganteur radio tambahan anu pikaresepeun pikeun dianggo dina UAV sareng henteu aya dina modem anu diwangun dina dasar protokol radio standar.
- stabilitas luhur suplai, incl. dina jangka panjang.
- Pangrojong téknis tingkat luhur, kalebet ngarengsekeun masalah anu henteu standar.
Kasalahan.
- Harga luhur.
- Parameter beurat sareng ukuran tiasa langkung parah tibatan modem anu nganggo protokol radio standar.
- Ningkatkeun konsumsi kakuatan tina unit pamrosésan sinyal digital.
data teknis sababaraha modem pikeun UAVs
Tabél nunjukkeun parameter téknis sababaraha modem pikeun UAV anu sayogi di pasar.
Catet yén sanajan modem 3D Link gaduh kakuatan pangirim anu panghandapna dibandingkeun sareng modem Picoradio OEM sareng J11 (25 dBm vs. 27−30 dBm), anggaran kakuatan 3D Link langkung luhur tibatan modem éta kusabab sensitipitas panarima anu luhur (sareng laju mindahkeun data sarua keur modem keur dibandingkeun). Ku kituna, rentang komunikasi nalika ngagunakeun 3D Link bakal leuwih gede kalawan siluman énergi hadé.
Méja. Data teknis sababaraha modem broadband pikeun UAV sareng robotika
parameter
(dilaksanakeun dina modul ti Microhard)
(tingali ogé )
Produsén, nagara
Geoscan, RF
Mobilicom, Israél
Inovasi Airborne, Kanada
DTC, Inggris
Redess, Cina
Rentang komunikasi [km] 20−60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Laju [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Tunda pangiriman data [ms] 1−20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Ukuran unit on-board LxWxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (tanpa perumahan)
67h68h22
76h48h20
Beurat unit on-board [gram] 89
105
17.6 (tanpa perumahan)
135
88
Interfaces informasi
Ethernet, RS232, BISA, USB
Ethernet, RS232, USB (opsional)
Ethernet, RS232 / UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Catu daya unit on-board [Volt/Watt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Catu daya unit taneuh [Volt/Watt] 18−75 atanapi PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Daya pamancar [dBm] 25
n/a*
27 − 30
20
30
Sensitipitas panarima [dBm] (pikeun kagancangan [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)
Anggaran énergi modem [dB] (pikeun kagancangan [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)
Pita frékuénsi anu dirojong [MHz] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; 8
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; 8
Simpléks / duplex
Duplex
Duplex
Duplex
Simpléks
Duplex
rojongan diversity
nuhun
nuhun
nuhun
nuhun
nuhun
saluran misah pikeun kontrol / telemetry
nuhun
nuhun
nuhun
teu
nuhun
Protokol kontrol UAV anu dirojong dina saluran kontrol / telemétri
MAVLink, proprietary
MAVLink, proprietary
teu
teu
Patalina MAV
Pangrojong multiplexing dina saluran kontrol / telemétri
nuhun
nuhun
teu
teu
n/a*
Topologi jaringan
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP, PMP, relay
PTP
PTP, PMP, relay
Sarana pikeun ngaronjatkeun kekebalan noise
DSSS, narrowband jeung pulsa suppressors
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Protokol radio
milikna
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n / a - euweuh data.
ngeunaan nyeratna
Alexander Smorodinov [[email dijaga]] nyaéta spesialis ngarah di Geoscan LLC dina widang komunikasi nirkabel. Ti 2011 dugi ka ayeuna, anjeunna parantos ngembangkeun protokol radio sareng algoritma pamrosésan sinyal pikeun modem radio broadband pikeun sababaraha tujuan, ogé ngalaksanakeun algoritma anu dikembangkeun dumasar kana chip logika anu tiasa diprogram. Wewengkon anu dipikaresep ku panulis kalebet pamekaran algoritma sinkronisasi, estimasi properti saluran, modulasi/demodulasi, coding tahan noise, ogé sababaraha algoritma lapisan aksés media (MAC). Sateuacan ngagabung sareng Geoscan, panulis damel di sababaraha organisasi, ngembangkeun alat komunikasi nirkabel khusus. Ti 2002 nepi ka 2007, anjeunna digawé di Proteus LLC salaku spesialis ngarah dina ngembangkeun sistem komunikasi dumasar kana standar IEEE802.16 (WiMAX). Ti 1999 nepi ka 2002, panulis ieu kalibet dina ngembangkeun algoritma coding noise-tahan jeung modeling ruteu link radio di Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute "Granit". Panulis nampi gelar Calon Élmu Téknis ti St. Petersburg University of Aerospace Instrumentation di 1998 sareng gelar Téknik Radio ti universitas anu sami di 1995. Alexander mangrupakeun anggota ayeuna tina IEEE jeung IEEE Communications Society.
sumber: www.habr.com