Мушкилоти интиқоли миқдори зиёди маълумот аз як ҳавопаймои бесарнишин (UAV) ё робототехникаи заминӣ дар барномаҳои муосир камназир нест. Ин мақола меъёрҳои интихоби модемҳои фарохмаҷро ва мушкилоти марбутро баррасӣ мекунад. Мақола барои таҳиягарони UAV ва робототехника навишта шудааст.
Қисми интихобӣ
Меъёрҳои асосии интихоби модеми фарохмаҷро барои UAV ё робототехника инҳоянд:
- Доираи коммуникатсия.
- Меъёри максималии интиқоли маълумот.
- Таъхир дар интиқоли маълумот.
- Параметрҳои вазн ва андоза.
- Интерфейсҳои иттилоотии дастгирӣшаванда.
- Талабот ба ғизо.
- Канали ҷудогонаи назоратӣ/телеметрӣ.
Доираи коммуникатсия
Доираи алоқа на танҳо аз модем, балки аз мавҷгирҳо, кабелҳои антенна, шароити паҳншавии мавҷи радио, дахолати беруна ва дигар сабабҳо низ вобаста аст. Барои ҷудо кардани параметрҳои худи модем аз дигар параметрҳое, ки ба диапазони алоқа таъсир мерасонанд, муодилаи диапазонро баррасӣ кунед [Калинин А.И., Черенкова Е.Л. Пахн кардани мавчхои радио ва кори алокахои радио. Пайвастшавӣ. Москва. 1971]
$$дисплей$$ 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}},$$дисплей$$
ки
$inline$R$inline$ — доираи зарурии алоқа бо метр;
$inline$F$inline$ — басомад дар Гц;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — қувваи интиқолдиҳандаи модем дар дБм;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — афзоиши мавҷгири интиқолдиҳанда дар дБ;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — талафот дар сими модем ба мавҷгири интиқолдиҳанда дар дБ;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — афзоиши мавҷгири қабулкунанда дар дБ;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — талафот дар сими модем ба мавҷгири қабулкунанда дар дБ;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — ҳассосияти қабулкунандаи модем дар дБм;
$inline$|V|_{dB}$inline$ омили сустшавиест, ки талафоти иловагиро аз таъсири сатхи Замин, наботот, атмосфера ва дигар омилхо дар дБ ба назар мегирад.
Аз муодилаи диапазон маълум мешавад, ки диапазон танҳо аз ду параметри модем вобаста аст: қудрати интиқолдиҳанда $inline$P_{TXdBm}$inline$ ва ҳассосияти қабулкунанда $inline$P_{RXdBm}$inline$, дурусттар аз фарқияти онҳо - буҷаи энергетикии модем
$$дисплей$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$дисплей$$
Параметрҳои боқимондаи муодилаи диапазон шароити паҳншавии сигнал ва параметрҳои дастгоҳҳои антенна-фидерро тавсиф мекунанд, яъне. бо модем коре надоранд.
Ҳамин тавр, барои зиёд кардани доираи муошират, шумо бояд модемеро бо арзиши бузурги $inline$B_m$inline$ интихоб кунед. Дар навбати худ, $inline$B_m$inline$-ро тавассути зиёд кардани $inline$P_{TXdBm}$inline$ ё кам кардани $inline$P_{RXdBm}$inline$ метавон зиёд кард. Дар аксари мавридҳо, таҳиягарони UAV модеми дорои қудрати баланди интиқолдиҳандаро меҷӯянд ва ба ҳассосияти қабулкунанда чандон аҳамият намедиҳанд, гарчанде ки онҳо бояд комилан баръакс кор кунанд. Интиқолдиҳандаи пуриқтидори бортӣ модеми фарохмаҷро ба мушкилоти зерин оварда мерасонад:
- истеъмоли энергияи баланд;
- зарурати хунуккунӣ;
- бад шудани мутобиқати электромагнитӣ (EMC) бо дигар таҷҳизоти бортии ҳавопаймои ИА;
- махфияти ками энергия.
Ду мушкилоти аввал бо он алоқаманданд, ки усулҳои муосири интиқоли миқдори зиёди иттилоот тавассути канали радио, масалан, OFDM, хаттӣ интиқолдиҳанда. Самаранокии радиопередатчикҳои хаттии муосир паст аст: 10-30%. Ҳамин тариқ, 70-90% энергияи гаронбаҳои таъминоти барқи UAV ба гармӣ табдил дода мешавад, ки онро аз модем самаранок хориҷ кардан лозим аст, вагарна он аз кор мебарояд ё қувваи баромади он аз гармӣ дар лаҳзаи номуносиб кам мешавад. Масалан, интиқолдиҳандаи 2 Вт аз қувваи барқ 6–20 Вт мегирад, ки 4–18 Вт ба гармӣ табдил меёбад.
Махфияти энергетикии пайванди радио барои барномаҳои махсус ва ҳарбӣ муҳим аст. Кам дуздӣ маънои онро дорад, ки сигнали модем аз ҷониби қабулкунандаи разведкаи истгоҳи роҳбандӣ бо эҳтимолияти нисбатан баланд муайян карда мешавад. Мутаносибан, эҳтимолияти рафъ кардани пайванди радио бо махфии ками энергия низ баланд аст.
Њассосияти ќабулкунандаи модем ќобилияти онро барои аз сигналњои ќабулшуда бо сатњи муайяни сифат истихрољ кардани иттилоот тавсиф мекунад. Меъёрҳои сифат метавонанд фарқ кунанд. Барои системаҳои алоқаи рақамӣ бештар эҳтимолияти хатогии бит (дараҷаи хатогии бит - BER) ё эҳтимолияти хатогӣ дар бастаи иттилоотӣ (меъёри хатогии чаҳорчӯба - FER) бештар истифода мешавад. Дар асл, ҳассосият сатҳи сигналест, ки аз он маълумот бояд гирифта шавад. Масалан, ҳассосияти −98 dBm бо BER = 10−6 нишон медиҳад, ки иттилооти дорои чунин BER мумкин аст аз сигнал бо сатҳи −98 dBm ё болотар гирифта шавад, аммо иттилоот бо сатҳи, масалан, −99 dBm метавонад дигар аз сигнал бо сатҳи, масалан, -1 дБм гирифта намешавад. Албатта, пастшавии сифат бо паст шудани сатҳи сигнал тадриҷан сурат мегирад, аммо бояд дар хотир дошт, ки аксари модемҳои муосир ба ном доранд. таъсири остона, ки дар он пастшавии сифат ҳангоми паст шудани сатҳи сигнал аз ҳассосият хеле зуд рух медиҳад. Барои то 2-10 зиёд шудани BER сигналро 1-XNUMX дБ камтар аз ҳассосият кам кардан кифоя аст, ки ин маънои онро дорад, ки шумо дигар видеоро аз UAV намебинед. Таъсири ҳадди ақал натиҷаи бевоситаи теоремаи Шеннон барои канали пурғавғо мебошад, онро бартараф кардан мумкин нест. Нобудшавии иттилоот ҳангоми паст шудани сатҳи сигнал аз ҳассосият аз таъсири садое, ки дар дохили худи қабулкунанда ба вуҷуд меояд, ба амал меояд. Садои дохилии приёмникро пурра нест кардан мумкин нест, аммо сатхи онро паст кардан ё аз сигнали пурсамар гирифтан иттилоотро ёд гирифтан мумкин аст. Истеҳсолкунандагони модем ҳардуи ин равишҳоро истифода бурда, блокҳои RF-и қабулкуниро такмил медиҳанд ва алгоритмҳои коркарди сигналҳои рақамиро такмил медиҳанд. Баланд бардоштани ҳассосияти қабулкунаки модем ба ин қадар зиёд шудани сарфи қувваи барқ ва паҳншавии гармӣ, монанди зиёд кардани қувваи интиқолдиҳанда оварда намерасонад. Албатта, афзоиши истеъмоли энергия ва тавлиди гармӣ вуҷуд дорад, аммо ин хеле хоксор аст.
Алгоритми интихоби модеми зерин аз нуқтаи назари ноил шудан ба доираи зарурии алоқа тавсия дода мешавад.
- Дар бораи суръати интиқоли маълумот қарор қабул кунед.
- Модемро бо ҳассосияти беҳтарин барои суръати зарурӣ интихоб кунед.
- Диапазони алоқаро тавассути ҳисоб ё таҷриба муайян кунед.
- Агар доираи муошират аз зарурат камтар бошад, пас кӯшиш кунед, ки чораҳои зеринро истифода баред (бо тартиби кам кардани афзалият ба тартиб оварда шудааст):
- кам кардани талафот дар ноқилҳои мавҷгир $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ бо истифода аз сими пастшавии хатӣ дар басомади корӣ ва/ё кам кардани дарозии ноқилҳо;
- афзоиши мавҷгири $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- қудрати интиқолдиҳандаи модемро зиёд кунед.
Арзиши ҳассосият аз суръати интиқоли маълумот мувофиқи қоида вобаста аст: суръати баландтар - ҳассосияти бадтар. Масалан, ҳассосияти -98 дБм барои 8 Мбит / сония беҳтар аз −95 дБм барои 12 Мбит / сония аст. Шумо метавонед модемҳоро аз рӯи ҳассосият танҳо барои як суръати интиқоли маълумот муқоиса кунед.
Маълумот дар бораи қувваи интиқолдиҳанда тақрибан ҳамеша дар мушаххасоти модем мавҷуд аст, аммо маълумот дар бораи ҳассосияти қабулкунанда на ҳама вақт дастрас аст ё нокифоя аст. Ҳадди аққал, ин як сабаби эҳтиёткорӣ аст, зеро рақамҳои зебо пинҳон кардан маъно надоранд. Илова бар ин, бо нашр накардани маълумоти ҳассосият, истеҳсолкунанда истеъмолкунандаро аз имкони ҳисоб кардани диапазони алоқа бо роҳи ҳисоб маҳрум мекунад. ба хариди модем.
Меъёри максималии интиқоли маълумот
Интихоби модем дар асоси ин параметр нисбатан содда аст, агар талаботҳои суръат дақиқ муайян карда шаванд. Аммо баъзе нозукиҳо вуҷуд доранд.
Агар масъалаи њалшаванда таъмин намудани доираи максималии имконпазири алоќаро таќозо намояд ва дар айни замон барои пайвасти радио басомади ба кофї васеъ људо кардан мумкин бошад, он гоњ модемеро интихоб кардан бењтар аст, ки диапазони басомади васеъро (маҷрои маҷрои) дастгирӣ мекунад. Гап дар он аст, ки суръати зарурии иттилоотро метавон дар диапазони басомади нисбатан танг бо истифода аз навъҳои зичии модуляция (16QAM, 64QAM, 256QAM ва ғайра) ё дар басомади васеъ бо истифода аз модуляцияи зичии паст (BPSK, QPSK) ба даст овард. ). Истифодаи модуляцияи зичии паст барои чунин вазифаҳо аз сабаби иммунитети баланди садои он афзалтар аст. Аз ин рӯ, ҳассосияти қабулкунанда беҳтар аст, мутаносибан буҷаи энергетикии модем ва дар натиҷа доираи алоқа зиёд мешавад.
Баъзан истеҳсолкунандагони UAV суръати иттилоотии пайванди радиоиро аз суръати манбаъ хеле баландтар, аслан 2 ё бештар аз он муқаррар мекунанд, ки сарчашмаҳо ба монанди кодекҳои видеоӣ суръати тағирёбанда доранд ва суръати модем бояд бо назардошти арзиши максималӣ интихоб карда шаванд. аз партовҳои суръати бит. Дар ин ҳолат доираи алоқа табиатан коҳиш меёбад. Шумо набояд ин усулро истифода набаред, агар комилан зарур бошад. Аксар модемҳои муосир дар интиқолдиҳанда буфери калон доранд, ки метавонанд хӯшаҳои битро бе талафи бастаҳо ҳамвор созанд. Аз ин рӯ, захираи суръат зиёда аз 25% талаб карда намешавад. Агар асосе вуҷуд дошта бошад, ки иқтидори буферии модеми харидашаванда нокифоя аст ва афзоиши назарраси суръат талаб карда мешавад, пас беҳтар аст, ки аз хариди чунин модем даст кашед.
Таъхири интиқоли маълумот
Ҳангоми арзёбии ин параметр муҳим аст, ки таъхири марбут ба интиқоли маълумот тавассути пайванди радиоӣ аз таъхире, ки аз ҷониби дастгоҳи рамзгузорӣ/декодкунии манбаи иттилоот, ба монанди кодеки видео, эҷод шудааст, ҷудо карда шавад. Таъхир дар пайванди радио аз 3 арзиш иборат аст.
- Таъхир аз сабаби коркарди сигнал дар интиқолдиҳанда ва қабулкунанда.
- Таъхир аз сабаби паҳншавии сигнал аз интиқолдиҳанда ба қабулкунанда.
- Таъхир аз сабаби буферии додаҳо дар интиқолдиҳанда дар модемҳои тақсимоти дуплекси вақт (TDD).
Нигоҳдории навъи 1, аз рӯи таҷрибаи муаллиф, аз даҳҳо микросония то як миллисонияро дар бар мегирад. Таъхири навъи 2 аз доираи алоқа вобаста аст, масалан, барои пайванди 100 км он 333 мкс аст. Таъхири навъи 3 аз дарозии чаҳорчӯбаи TDD ва таносуби давомнокии давраи интиқол ба давомнокии умумии чаҳорчӯба вобаста аст ва метавонад аз 0 то давомнокии чаҳорчӯба фарқ кунад, яъне он як тағирёбандаи тасодуфӣ аст. Агар маҷмӯаи иттилооти интиқолшаванда дар вуруди интиқолдиҳанда дар ҳоле бошад, ки модем дар сикли интиқол қарор дорад, пас баста дар ҳаво бо таъхири сифрӣ навъи 3 интиқол дода мешавад. Агар баста каме дер шуда бошад ва сикли қабул аллакай оғоз шуда бошад. он дар буфери интиқолдиҳанда дар тӯли давраи қабул ба таъхир меафтад. Дарозии чаҳорчӯбаи маъмулии TDD аз 2 то 20 мсро дар бар мегирад, бинобар ин бадтарин ҳолати таъхири Намуди 3 аз 20 мс зиёд нахоҳад буд. Ҳамин тариқ, таъхири умумии алоқаи радио дар ҳудуди 3−21 мс хоҳад буд.
Беҳтарин роҳи муайян кардани таъхир дар иртибот бо радио ин озмоиши васеъмиқёси истифодаи утилитаҳо барои арзёбии хусусиятҳои шабака мебошад. Тавсия дода намешавад, ки таъхирро бо усули дархост-ҷавоб чен кунед, зеро таъхир дар самтҳои пеш ва баръакс барои модемҳои TDD яксон набошад.
Параметрҳои вазн ва андоза
Интихоби воҳиди модеми бортӣ мувофиқи ин меъёр ягон шарҳи махсусро талаб намекунад: ҳар қадар хурдтар ва сабуктар бошад, ҳамон қадар беҳтар аст. Дар бораи зарурати хунук кардани агрегати бортӣ низ фаромӯш накунед, радиаторҳои иловагӣ талаб карда мешаванд ва мувофиқан вазн ва андозаҳо низ метавонанд зиёд шаванд. Дар ин ҷо афзалият бояд ба воҳидҳои сабук ва хурд бо истеъмоли қувваи кам дода шавад.
Барои воҳиди заминӣ, параметрҳои оммавӣ чандон муҳим нестанд. Осонии истифода ва насб ба ҷои аввал меояд. Воҳиди заминӣ бояд дастгоҳе бошад, ки аз таъсири беруна бо системаи васлкунии қулай ба сутун ё штатив боэътимод муҳофизат карда шудааст. Варианти хуб он аст, ки воҳиди заминӣ дар як корпус бо антенна муттаҳид карда мешавад. Идеалӣ, агрегати заминӣ бояд ба системаи идоракунӣ тавассути як пайвасткунаки мувофиқ пайваст карда шавад. Ин шуморо аз суханони сахт наҷот медиҳад, вақте ки ба шумо лозим аст, ки корҳои ҷобаҷокуниро дар ҳарорати −20 дараҷа анҷом диҳед.
Талаботи парҳезӣ
Агрегатҳои бортӣ, чун қоида, бо дастгирии доираи васеи шиддати таъминот истеҳсол карда мешаванд, масалан, 7-30 В, ки аксари вариантҳои шиддатро дар шабакаи барқии UAV фаро мегирад. Агар шумо имкон дошта бошед, ки аз якчанд шиддати таъминот интихоб кунед, пас ба арзиши пасттарини шиддати таъминот афзалият диҳед. Одатан, модемҳо аз шиддати 3.3 ва 5.0 В тавассути манбаъҳои барқи дуюмдараҷа ба таври дохилӣ таъмин карда мешаванд. Самаранокии ин манбаъҳои барқи дуввум баландтар аст, ҳамон қадар фарқияти байни воридот ва шиддати дохилии модем камтар мешавад. Баланд бардоштани самаранокӣ маънои кам кардани истеъмоли энергия ва тавлиди гармиро дорад.
Аз тарафи дигар, агрегатҳои заминӣ бояд қувваи барқро аз манбаи нисбатан баландтари шиддат дастгирӣ кунанд. Ин имкон медиҳад, ки сими барқии дорои буриши хурд, ки вазнро кам мекунад ва насбро осон мекунад. Ҳама чизҳои дигар баробаранд, ба воҳидҳои заминӣ бо дастгирии PoE (Power over Ethernet) афзалият диҳед. Дар ин ҳолат, танҳо як сими Ethernet барои пайваст кардани агрегати заминӣ ба истгоҳи идоракунӣ лозим аст.
Канали ҷудогонаи назоратӣ/телеметрӣ
Хусусияти муҳим дар ҳолатҳое, ки дар UAV ҷой нест, барои насб кардани модеми алоҳидаи командавӣ-телеметрӣ. Агар фосила мавҷуд бошад, он гоҳ канали алоҳидаи назоратӣ/телеметрии модеми фарохмаҷро метавонад ҳамчун нусха истифода шавад. Ҳангоми интихоби модем бо ин хосият, ба он диққат диҳед, ки модем протоколи дилхоҳро барои иртибот бо UAV (MAVLink ё хусусӣ) дастгирӣ мекунад ва қобилияти мултиплекси идоракунии канал/телеметрияро ба интерфейси қулай дар истгоҳи заминӣ (GS) дастгирӣ мекунад. ). Масалан, воҳиди борти модеми фарохмаҷро ба автопилот тавассути интерфейс ба монанди RS232, UART ё CAN пайваст карда мешавад ва воҳиди заминӣ ба компютери идоракунӣ тавассути интерфейси Ethernet пайваст карда мешавад, ки тавассути он мубодилаи фармон зарур аст. , ахбороти телеметрй ва видео. Дар ин ҳолат, модем бояд қодир бошад, ки ҷараёни фармон ва телеметриро байни интерфейсҳои RS232, UART ё CAN-и агрегати бортӣ ва интерфейси Ethernet-и воҳиди заминӣ мултиплекс кунад.
Дигар параметрҳое, ки ба онҳо диққат додан лозим аст
Мавҷудияти ҳолати дуплекс. Модемҳои фарохмаҷро барои UAV-ҳо режимҳои кори оддӣ ё дуплексиро дастгирӣ мекунанд. Дар реҷаи симплекс интиқоли маълумот танҳо дар самти аз ҳавопаймо ба NS ва дар реҷаи дуплекс - дар ҳарду самт иҷозат дода мешавад. Чун қоида, модемҳои симплекс дорои кодеки дарунсохт буда, барои кор бо камераҳои видеоие пешбинӣ шудаанд, ки кодеки видеоӣ надоранд. Модеми оддӣ барои пайвастшавӣ ба камераи IP ё ягон дастгоҳи дигаре, ки пайвасти IP-ро талаб мекунанд, мувофиқ нест. Баръакс, модеми дуплексӣ, чун қоида, барои пайваст кардани шабакаи IP-и ҳавопаймоии ҳавопаймо бо шабакаи IP-и NS тарҳрезӣ шудааст, яъне он камераҳои IP ва дигар дастгоҳҳои IP-ро дастгирӣ мекунад, аммо мумкин нест дар кодеки видео, зеро камераҳои видеоии IP одатан кодеки видеоии шуморо доранд. Дастгирии интерфейси Ethernet танҳо дар модемҳои пурраи дуплекс имконпазир аст.
Қабули гуногунрангӣ (гуногунии RX). Мавҷудияти ин қобилият барои таъмини алоқаи доимӣ дар тамоми масофаи парвоз ҳатмист. Хангоми пахн шудан дар сатхи Замин мавчхои радио ба нуктаи кабул дар ду шуоъ меоянд: бо рохи рост ва бо инъикоси сатхи. Агар иловаи мавчхои ду шуоъ дар фаза ба амал ояд, он гох майдон дар нуктаи кабул мустахкам мешавад ва агар дар антифаза бошад, суст мешавад. Заифӣ метавонад хеле назаррас бошад - то пурра гум шудани алоқа. Мавҷудияти ду антенна дар NS, ки дар баландиҳои гуногун ҷойгиранд, барои ҳалли ин масъала кӯмак мекунад, зеро агар дар ҷойгиршавии як антенна шуоҳо дар антифаза илова карда шаванд, пас дар ҷойгиршавии дигар онҳо не. Дар натиҷа, шумо метавонед дар тамоми масофа пайвасти устувор ба даст оред.
Топологияҳои шабакавии дастгирӣшаванда. Ба маќсад мувофиќ аст, ки модемеро интихоб кунед, ки на танњо топологияи нуќта ба нуќта (PTP), балки топологияњои нуќта ба бисёрнуќта (PMP) ва реле (репеатор) -ро низ таъмин намояд. Истифодаи реле тавассути UAV иловагӣ ба шумо имкон медиҳад, ки майдони фарогирии ҳавопаймои асосии UAV ба таври назаррас васеъ карда шавад. Дастгирии PMP ба шумо имкон медиҳад, ки дар як вақт аз якчанд UAV дар як NS маълумот гиред. Лутфан қайд кунед, ки дастгирии PMP ва реле дар муқоиса бо ҳолати иртибот бо як UAV афзоиши маҷрои модемро талаб мекунад. Аз ин рӯ, барои ин режимҳо тавсия дода мешавад, ки модемеро интихоб кунед, ки диапазони басомади васеъро дастгирӣ мекунад (на камтар аз 15-20 МГс).
Мавҷудияти воситаҳо барои баланд бардоштани иммунитети садо. Варианти муфид, бо назардошти муҳити шадиди дахолат дар минтақаҳое, ки UAV-ҳо истифода мешаванд. Иммунитети садо ҳамчун қобилияти системаи алоқа барои иҷрои вазифаи худ дар ҳолати дахолати пайдоиши сунъӣ ё табиӣ дар канали алоқа фаҳмида мешавад. Ду роҳ барои мубориза бо дахолат вуҷуд дорад. Муносибати 1: қабулкунаки модемро тавре тарҳрезӣ кунед, ки вай ҳатто дар ҳолати халалдоршавӣ дар банди канали алоқа бо арзиши каме паст шудани суръати интиқоли иттилоот маълумотро боэътимод қабул кунад. Равиши 2: Қабул ё кам кардани дахолат дар вуруди қабулкунанда. Намунаҳои татбиқи равиши аввал инҳоянд: системаҳои паҳншавии спектр, аз ҷумла: гузариш ба басомад (FH), спектри паҳншавии пайдарпайи псевдо-тасодуфӣ (DSSS) ё гибридии ҳарду. Технологияи FH дар каналҳои идоракунии UAV аз сабаби паст будани суръати интиқоли маълумот дар чунин канали алоқа паҳн шудааст. Масалан, барои суръати 16 кбит/с дар банди 20 МГс, тақрибан 500 мавқеъи басомадро ташкил кардан мумкин аст, ки ин имкон медиҳад, ки аз дахолати бандҳои танг муҳофизати боэътимод дошта бошад. Истифодаи FH барои канали алоқаи фарохмаҷро мушкил аст, зеро басомади натиҷавӣ хеле калон аст. Масалан, барои ба даст овардани 500 мавқеъи басомад ҳангоми кор бо сигнал бо паҳнои 4 МГс, ба шумо 2 ГГц маҷрои озод лозим аст! Барои воқеӣ будан аз ҳад зиёд. Истифодаи DSSS барои канали иртиботи фарохмаҷро бо UAVs бештар мувофиқ аст. Дар ин технология ҳар як бит иттилоотӣ дар як вақт дар чанд (ё ҳатто ҳама) басомадҳо дар банди сигнал такрор карда мешавад ва дар сурати мавҷудияти интерференсияи танг аз қисмҳои спектре, ки ба интерференсия таъсир намерасонанд, ҷудо карда мешавад. Истифодаи DSSS, инчунин FH, маънои онро дорад, ки вақте ки халал дар канал пайдо мешавад, паст кардани суръати интиқоли маълумот талаб карда мешавад. Бо вуҷуди ин, маълум аст, ки гирифтани видео аз UAV бо қарори пасттар аз ҳеҷ чиз беҳтар аст. Муносибати 2 аз он истифода мебарад, ки интерференсия, бар хилофи садои дохилии қабулкунак, ба алоқаи радио аз берун ворид мешавад ва агар дар модем воситаҳои муайян мавҷуд бошанд, онро хомӯш кардан мумкин аст. Қатъ кардани интерференсия мумкин аст, агар он дар доменҳои спектралӣ, вақтӣ ё фазоӣ ҷойгир бошад. Масалан, интерференсияи танг дар минтақаи спектр локализатсия карда мешавад ва онро бо истифода аз филтри махсус аз спектр "бурида" кардан мумкин аст. Ба ҳамин монанд, садои импулсӣ дар домени вақт локализатсия карда мешавад; барои пахш кардани он, минтақаи зарардида аз сигнали вурудии қабулкунанда хориҷ карда мешавад. Агар интерференсия танг ё импулс набошад, пас барои пахш кардани он як супрессори фазоиро истифода бурдан мумкин аст, зеро халал вориди антеннаи қабулкунанда аз як манбаи аз самти муайян. Агар нули шакли радиатсионӣ дар мавҷгири қабулкунанда дар самти манбаи интерференсия ҷойгир карда шавад, интерференсия қатъ карда мешавад. Чунин системаҳо системаҳои мутобиқгардонии чӯб ва системаи нулкунии чӯб номида мешаванд.
Протоколи радио истифода мешавад. Истеҳсолкунандагони модем метавонанд протоколи стандартии (WiFi, DVB-T) ё радиои хусусиро истифода баранд. Ин параметр дар мушаххасот хеле кам нишон дода мешавад. Истифодаи DVB-T ба таври ғайримустақим бо басомадҳои дастгиришавандаи 2/4/6/7/8, баъзан 10 МГс ва зикр дар матни мушаххасоти технологияи COFDM (coded OFDM), ки дар он OFDM дар якҷоягӣ истифода мешавад, нишон дода мешавад. бо рамзгузории тобовар ба садо. Ҳангоми гузаштан, мо қайд мекунем, ки COFDM сирф як шиори таблиғотӣ аст ва нисбат ба OFDM ягон бартарият надорад, зеро OFDM бидуни рамзгузории ба садо тобовар ҳеҷ гоҳ дар амал истифода намешавад. Вақте ки шумо ин ихтисоротҳоро дар мушаххасоти модеми радио мебинед, COFDM ва OFDM-ро баробар кунед.
Модемҳое, ки протоколи стандартиро истифода мебаранд, одатан дар асоси чипи махсусгардонидашуда (WiFi, DVB-T) сохта мешаванд, ки дар якҷоягӣ бо микропросессор кор мекунанд. Истифодаи чипи фармоишӣ истеҳсолкунандаи модемро аз бисёр дарди сар вобаста ба тарҳрезӣ, моделсозӣ, татбиқ ва озмоиши протоколи радиои худ халос мекунад. Микропросессор барои ба модем додани функсияҳои зарурӣ истифода мешавад. Чунин модемҳо бартариҳои зерин доранд.
- Нархи паст.
- Параметрҳои вазн ва андозаҳои хуб.
- Истеъмоли ками қувваи барқ.
Камбудихо хам мавчуданд.
- Қобилияти тағир додани хусусиятҳои интерфейси радио тавассути тағир додани нармафзор.
- Устувории пасти таъминот дар дарозмуддат.
- Имкониятҳои маҳдуд дар таъмини дастгирии техникии тахассусӣ ҳангоми ҳалли масъалаҳои ғайристандартӣ.
Суботи пасти таъминот ба он вобаста аст, ки истеҳсолкунандагони чип асосан ба бозорҳои оммавӣ (телевизорҳо, компютерҳо ва ғайра) тамаркуз мекунанд. Истеҳсолкунандагони модемҳо барои UAV барои онҳо авлавият надоранд ва онҳо наметавонанд ба ҳеҷ ваҷҳ ба қарори истеҳсолкунандаи чип дар бораи қатъ кардани истеҳсолот бидуни иваз кардани маҳсулоти мувофиқ таъсир расонанд. Ин хусусият бо тамоюли бастабандии радиоинтерфейсҳо ба микросхемаҳои махсусгардонидашуда, ба монанди "система дар чип" (System on Chip - SoC) мустаҳкам карда мешавад ва аз ин рӯ, микросхемаҳои интерфейси радиои инфиродӣ тадриҷан аз бозори нимноқилҳо шуста мешаванд.
Имкониятҳои маҳдуд дар таъмини дастгирии техникӣ аз он иборат аст, ки гурӯҳҳои таҳиякунандаи модемҳо дар асоси протоколи стандартии радио бо мутахассисон, пеш аз ҳама, дар соҳаи электроника ва технологияи печи печи хуб таъмин мебошанд. Шояд дар он чо умуман мутахассиси алокаи радио набошад, зеро барои халли онхо мушкилие нест. Аз ин рӯ, истеҳсолкунандагони UAV дар ҷустуҷӯи роҳҳои ҳалли мушкилоти ғайримуқаррарии алоқаи радиоӣ метавонанд аз нуқтаи назари машварат ва кӯмаки техникӣ ноумед шаванд.
Модемҳо бо истифода аз протоколи хусусии радио дар асоси микросхемаҳои универсалии коркарди сигналҳои аналогӣ ва рақамӣ сохта мешаванд. Устувории таъминоти чунин микросхемаҳои хеле баланд аст. Дуруст аст, ки нархаш хам баланд аст. Чунин модемҳо бартариҳои зерин доранд.
- Имкониятҳои васеъ барои мутобиқ кардани модем ба эҳтиёҷоти муштарӣ, аз ҷумла мутобиқ кардани интерфейси радио тавассути тағир додани нармафзор.
- Имкониятҳои иловагии интерфейси радио, ки барои истифода дар UAV ҷолибанд ва дар модемҳои дар асоси протоколҳои стандартии радио сохташуда мавҷуд нестанд.
- Устувории баланди таъминот, аз ҷумла. дар дарозмуддат.
- Дарачаи баланди техникй, аз чумла халли масъалахои гайристандартй.
Нуқсонҳо.
- Нархи баланд
- Параметрҳои вазн ва андоза метавонанд аз модемҳое, ки протоколҳои стандартии радио истифода мебаранд, бадтар бошанд.
- Зиёд шудани истеъмоли қувваи воҳиди коркарди сигналҳои рақамӣ.
Маълумоти техникии баъзе модемҳо барои UAV
Дар ҷадвал параметрҳои техникии баъзе модемҳо барои ҳавопаймоҳои UAV, ки дар бозор мавҷуданд, нишон дода шудаанд.
Аҳамият диҳед, ки ҳарчанд модеми 3D Link дар муқоиса бо модемҳои Picoradio OEM ва J11 (25 дБм бар зидди 27−30 дБм) қудрати пасттарини интиқолро дорад, буҷаи нерӯи 3D Link аз сабаби ҳассосияти баланди қабулкунанда (бо суръати интиқоли маълумот барои модемҳои муқоисашаванда). Ҳамин тариқ, доираи муошират ҳангоми истифодаи 3D Link бо беэътибории энергетикӣ бештар хоҳад буд.
Ҷадвал. Маълумоти техникии баъзе модемҳои фарохмаҷро барои UAVs ва робототехника
Параметр
(дар модул иҷро карда мешавад аз Microhard)
(ниг )
Истеҳсолкунанда, кишвар
Геоскан, РФ
Mobilicom, Исроил
Инноватсияҳои ҳавоӣ, Канада
DTC, Британияи Кабир
Редес, Хитой
Масофаи алоқа [км] 20−60
5
нест*
нест*
10 − 20
Суръат [Мбит/с] 0.023−64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Таъхири интиқоли маълумот [мс] 1−20
25
нест*
15 − 100
15 − 30
Андозаҳои воҳиди бортӣ LxWxH [мм] 77x45x25
74x54x26
40x40x10 (бе манзил)
67x68x22
76x48x20
Вазни воҳиди бортӣ [грамм] 89
105
17.6 (бе манзил)
135
88
Интерфейсҳои иттилоотӣ
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (ихтиёрӣ)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Таъмини барқи воҳиди бортӣ [Волт/Ватт] 7−30/6.7
7−26/н/а*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Таъмини нерӯи воҳиди заминӣ [Волт/Ватт] 18−75 ё PoE/7
7−26/н/а*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Қувваи интиқолдиҳанда [дБм] 25
нест*
27 − 30
20
30
Ҳассосияти қабулкунанда [дБм] (барои суръат [Мбит/с])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101 (н/а*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(н/а*) −104(н/а*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Буҷаи энергияи модем [дБ] (барои суръат [Мбит/с])
147(0.023) 126(4.06) 120.1(12.18) 103.6(64.96)
нест*
131(0.78) 126(3.00) 103(28.0)
нест*
127 (1.5) 124 (3.0) 120 (6.0)
Басомадҳои дастгиришаванда [МГс] 4−20
4.5; 8.5
2; 4; Xnumx
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; Xnumx
Содда/дуплекс
Дуплекс
Дуплекс
Дуплекс
Содда
Дуплекс
Дастгирии гуногунрангӣ
ҳа
ҳа
ҳа
ҳа
ҳа
Канали ҷудогона барои назорат/телеметрия
ҳа
ҳа
ҳа
нест
ҳа
Протоколҳои идоракунии UAV дар канали назорат/телеметрия дастгирӣ карда мешаванд
MAVLink, моликият
MAVLink, моликият
нест
нест
Пайванди MAV
Дастгирии мултипликатсия дар канали назорат/телеметрия
ҳа
ҳа
нест
нест
нест*
Топологияҳои шабакавӣ
PTP, PMP, реле
PTP, PMP, реле
PTP, PMP, реле
PTP
PTP, PMP, реле
Воситаҳо барои баланд бардоштани иммунитети садо
DSSS, супрессорҳои танг ва набз
нест*
нест*
нест*
нест*
Протоколи радио
моликият
нест*
нест*
ДВБ-Т
нест*
* n/a - маълумот нест.
Дар бораи муаллиф
Александр Смородинов [[почтаи электронӣ ҳифз карда шудааст]] мутахассиси пешбари ҶДММ Geoscan дар соҳаи алоқаи бесим мебошад. Аз соли 2011 то имрӯз ӯ протоколҳои радио ва алгоритмҳои коркарди сигналҳоро барои модемҳои фарохмаҷрои радио барои мақсадҳои гуногун таҳия намуда, инчунин алгоритмҳои таҳияшударо дар асоси микросхемаҳои мантиқии барномарезишаванда амалӣ менамояд. Самтҳои таваҷҷӯҳи муаллиф аз таҳияи алгоритмҳои синхронизатсия, баҳодиҳии моликияти каналҳо, модуляция/демодулятсия, рамзгузории тобовар ба садо, инчунин баъзе алгоритмҳои қабати дастрасии медиа (MAC) иборатанд. Пеш аз шомил шудан ба Geoscan, муаллиф дар созмонҳои гуногун кор карда, дастгоҳҳои алоқаи бесими фармоиширо таҳия кардааст. Аз соли 2002 то 2007 дар ҶДММ «Протейс» ба ҳайси мутахассиси пешбари таҳияи системаҳои коммуникатсионӣ дар асоси стандарти IEEE802.16 (WiMAX) кор кардааст. Муаллиф аз соли 1999 то 2002 дар Корхонаи воҳиди федералии давлатии Пажӯҳишгоҳи марказии тадқиқотии «Гранит» дар таҳияи алгоритмҳои рамзгузории тобовар ба садо ва моделсозии хатсайрҳои алоқаи радио машғул буд. Муаллиф соли 1998 унвони номзади илмҳои техникӣ дар Донишгоҳи асбобсозии аэрокосмосии Санкт-Петербург ва соли 1995 дар бахши радиомуҳандисии ҳамин донишгоҳро гирифтааст. Александр узви феълии IEEE ва Ҷамъияти коммуникатсияи IEEE мебошад.
Манбаъ: will.com