Uchuvchisiz uchish apparati (UAV) yoki yerdagi robototexnikadan katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatish muammosi zamonaviy ilovalarda kam uchraydi. Ushbu maqolada keng polosali modemlarni tanlash mezonlari va tegishli muammolar muhokama qilinadi. Maqola UAV va robototexnika ishlab chiquvchilari uchun yozilgan.
Tanlash mezonlari
UAVlar yoki robototexnika uchun keng polosali modemni tanlashning asosiy mezonlari:
- Aloqa diapazoni.
- Maksimal ma'lumotlarni uzatish tezligi.
- Ma'lumotlarni uzatishda kechikish.
- Og'irligi va o'lchamlari parametrlari.
- Qo'llab-quvvatlanadigan ma'lumot interfeyslari.
- Oziqlanish talablari.
- Alohida nazorat / telemetriya kanali.
Aloqa diapazoni
Aloqa diapazoni nafaqat modemga, balki antennalarga, antenna kabellariga, radioto'lqinlarning tarqalish shartlariga, tashqi shovqinlarga va boshqa sabablarga bog'liq. Modemning o'zi parametrlarini aloqa diapazoniga ta'sir qiluvchi boshqa parametrlardan ajratish uchun diapazon tenglamasini ko'rib chiqing [Kalinin A.I., Cherenkova E.L. Radioto'lqinlarning tarqalishi va radioaloqalarning ishlashi. Ulanish. 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}},$$displey$$
qayerda
$inline$R$inline$ — zarur aloqa diapazoni metrlarda;
$inline$F$inline$ — Hz chastotasi;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — dBm da modem uzatuvchi quvvati;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — dB dagi transmitter antennasining kuchayishi;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — modemdan uzatuvchi antennaga kabeldagi yo'qotishlar dBda;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — qabul qiluvchi antennaning dBdagi kuchayishi;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — modemdan qabul qiluvchi antennaga kabeldagi yo'qotishlar dBda;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — dBm da modem qabul qiluvchining sezgirligi;
$inline$|V|_{dB}$inline$ - bu Yer yuzasi, oʻsimliklar, atmosfera va boshqa omillarning dB taʼsiridan kelib chiqadigan qoʻshimcha yoʻqotishlarni hisobga oladigan susaytiruvchi omil.
Diapazon tenglamasidan ko'rinib turibdiki, diapazon modemning faqat ikkita parametriga bog'liq: uzatuvchi quvvati $inline$P_{TXdBm}$inline$ va qabul qiluvchining sezgirligi $inline$P_{RXdBm}$inline$, aniqrog'i ularning farqiga. - modemning energiya byudjeti
$$displey$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$displey$$
Diapazon tenglamasidagi qolgan parametrlar signalning tarqalish shartlarini va antenna oziqlantiruvchi qurilmalarning parametrlarini tavsiflaydi, ya'ni. modemga hech qanday aloqasi yo'q.
Shunday qilib, aloqa diapazonini oshirish uchun siz katta $inline$B_m$inline$ qiymatiga ega modemni tanlashingiz kerak. O'z navbatida, $inline$B_m$inline$ $inline$P_{TXdBm}$inline$ni oshirish yoki $inline$P_{RXdBm}$inline$ni kamaytirish orqali oshirilishi mumkin. Ko'pgina hollarda, UAV ishlab chiquvchilari yuqori transmitter quvvatiga ega modemni qidirmoqdalar va qabul qilgichning sezgirligiga kam e'tibor berishadi, garchi ular buning aksini qilishlari kerak. Keng polosali modemning kuchli bort uzatuvchisi quyidagi muammolarni keltirib chiqaradi:
- yuqori energiya iste'moli;
- sovutish zarurati;
- UAVning boshqa bort uskunalari bilan elektromagnit moslashuvning (EMC) yomonlashishi;
- past energiya maxfiyligi.
Birinchi ikkita muammo radiokanal orqali katta hajmdagi ma'lumotlarni uzatishning zamonaviy usullari, masalan, OFDM talab qilishi bilan bog'liq. chiziqli uzatuvchi. Zamonaviy chiziqli radio uzatgichlarning samaradorligi past: 10-30%. Shunday qilib, UAV quvvat manbai qimmatbaho energiyasining 70-90% issiqlikka aylanadi, uni modemdan samarali ravishda olib tashlash kerak, aks holda u muvaffaqiyatsiz bo'ladi yoki uning chiqish quvvati eng mos bo'lmagan vaqtda haddan tashqari qizib ketish tufayli pasayadi. Masalan, 2 Vt quvvatga ega uzatuvchi quvvat manbaidan 6–20 Vt quvvat oladi, shundan 4–18 Vt issiqlikka aylanadi.
Radioaloqaning energiya siri maxsus va harbiy ilovalar uchun muhimdir. Past maxfiylik modem signalining tiqilib qolish stantsiyasining razvedka qabul qiluvchisi tomonidan nisbatan yuqori ehtimollik bilan aniqlanganligini anglatadi. Shunga ko'ra, past energiya maxfiyligi bilan radio aloqani bostirish ehtimoli ham yuqori.
Modem qabul qiluvchining sezgirligi uning qabul qilingan signallardan ma'lum darajadagi sifat bilan ma'lumot olish qobiliyatini tavsiflaydi. Sifat mezonlari farq qilishi mumkin. Raqamli aloqa tizimlari uchun bit xatolik ehtimoli (bit xatolik darajasi - BER) yoki ma'lumot paketidagi xatolik ehtimoli (ramka xatosi darajasi - FER) ko'pincha qo'llaniladi. Aslida, sezgirlik - bu ma'lumotni olish kerak bo'lgan signal darajasi. Masalan, BER = 98−10 bo'lgan −6 dBm sezgirligi shuni ko'rsatadiki, bunday BERga ega bo'lgan ma'lumot −98 dBm yoki undan yuqori darajadagi signaldan olinishi mumkin, ammo, masalan, −99 dBm darajasidagi ma'lumotlar endi, masalan, -1 dBm darajasidagi signaldan chiqarib bo'lmaydi. Albatta, signal darajasining pasayishi bilan sifatning pasayishi asta-sekin sodir bo'ladi, ammo shuni yodda tutish kerakki, zamonaviy modemlarning aksariyati shunday deb ataladi. chegara effekti, bunda signal darajasi sezgirlikdan pastga tushganda sifatning pasayishi juda tez sodir bo'ladi. BERning 2-10 gacha ko'tarilishi uchun signalni sezgirlikdan 1-XNUMX dB pastga tushirish kifoya, ya'ni siz endi UAVdan videoni ko'rmaysiz. Chegara effekti shovqinli kanal uchun Shennon teoremasining bevosita natijasidir, uni yo'q qilib bo'lmaydi. Signal darajasi sezgirlikdan pastga tushganda ma'lumotni yo'q qilish qabul qiluvchining o'zida hosil bo'lgan shovqin ta'siri tufayli sodir bo'ladi. Qabul qilgichning ichki shovqinini butunlay yo'q qilib bo'lmaydi, lekin uning darajasini pasaytirish yoki shovqinli signaldan ma'lumotni samarali ajratib olishni o'rganish mumkin. Modem ishlab chiqaruvchilari ushbu ikkala yondashuvdan foydalanib, qabul qiluvchining RF bloklarini yaxshilaydi va raqamli signalni qayta ishlash algoritmlarini yaxshilaydi. Modem qabul qiluvchining sezgirligini oshirish, transmitter quvvatini oshirish kabi energiya iste'moli va issiqlik tarqalishining bunday keskin o'sishiga olib kelmaydi. Albatta, energiya iste'moli va issiqlik ishlab chiqarishning o'sishi kuzatilmoqda, ammo bu juda oddiy.
Kerakli aloqa diapazoniga erishish nuqtai nazaridan modemni tanlashning quyidagi algoritmi tavsiya etiladi.
- Ma'lumot uzatish tezligi haqida qaror qabul qiling.
- Kerakli tezlik uchun eng yaxshi sezgirlikka ega modemni tanlang.
- Aloqa diapazonini hisoblash yoki tajriba orqali aniqlang.
- Agar aloqa diapazoni zarur bo'lganidan kamroq bo'lsa, quyidagi choralarni qo'llashga harakat qiling (ustuvorlikni pasaytirish tartibida tartiblangan):
- antenna kabellaridagi yo'qotishlarni kamaytirish $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ ish chastotasida pastroq chiziqli susaytiruvchi kabeldan foydalanish va/yoki kabellar uzunligini qisqartirish;
- antenna daromadini oshirish $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- modem uzatuvchi quvvatini oshiring.
Sezuvchanlik qiymatlari qoida bo'yicha ma'lumotlarni uzatish tezligiga bog'liq: yuqori tezlik - yomon sezgirlik. Masalan, 98 Mbps uchun -8 dBm sezgirlik 95 Mbit / s uchun -12 dBm sezgirlikdan yaxshiroqdir. Siz modemlarni sezgirlik bo'yicha faqat bir xil ma'lumotlarni uzatish tezligi uchun solishtirishingiz mumkin.
Transmitter quvvati haqidagi ma'lumotlar deyarli har doim modem spetsifikatsiyalarida mavjud, ammo qabul qiluvchining sezgirligi haqidagi ma'lumotlar har doim ham mavjud emas yoki etarli emas. Hech bo'lmaganda, bu ehtiyot bo'lish uchun sababdir, chunki chiroyli raqamlarni yashirish qiyin. Bundan tashqari, sezgirlik ma'lumotlarini nashr etmaslik orqali ishlab chiqaruvchi iste'molchini aloqa diapazonini hisoblash yo'li bilan baholash imkoniyatidan mahrum qiladi. uchun modem xaridlari.
Maksimal ma'lumotlarni uzatish tezligi
Tezlik talablari aniq belgilangan bo'lsa, ushbu parametr asosida modemni tanlash nisbatan oddiy. Ammo ba'zi nuanslar mavjud.
Agar hal qilinayotgan muammo maksimal mumkin bo'lgan aloqa diapazonini ta'minlashni talab qilsa va shu bilan birga radio aloqasi uchun etarlicha keng chastota diapazoni ajratish mumkin bo'lsa, u holda keng chastota diapazoni (o'tkazish qobiliyati) ni qo'llab-quvvatlaydigan modemni tanlash yaxshidir. Gap shundaki, kerakli axborot tezligiga nisbatan tor chastota diapazonida zich modulyatsiya turlari (16QAM, 64QAM, 256QAM va boshqalar) yoki keng chastota diapazonida past zichlikdagi modulyatsiya (BPSK, QPSK) yordamida erishish mumkin. ). Bunday vazifalar uchun past zichlikdagi modulyatsiyadan foydalanish yuqori shovqin immuniteti tufayli afzalroqdir. Shuning uchun qabul qiluvchining sezgirligi yaxshiroq, shunga mos ravishda modemning energiya byudjeti va natijada aloqa diapazoni oshadi.
Ba'zida UAV ishlab chiqaruvchilari video kodeklar kabi manbalar o'zgaruvchan bit tezligiga ega va modem tezligi maksimal qiymatni hisobga olgan holda tanlanishi kerakligini ta'kidlab, radio aloqasining axborot tezligini manba tezligidan ancha yuqori, tom ma'noda 2 yoki undan ko'p marta o'rnatadilar. bit tezligi emissiyasi. Bunday holda, aloqa diapazoni tabiiy ravishda kamayadi. Agar juda zarurat bo'lmasa, bu usuldan foydalanmasligingiz kerak. Aksariyat zamonaviy modemlar transmitterda paketlarni yo'qotmasdan bit tezligining keskin ko'tarilishini yumshata oladigan katta buferga ega. Shuning uchun 25% dan ortiq tezlik zaxirasi talab qilinmaydi. Agar sotib olingan modemning bufer sig'imi etarli emas va tezlikni sezilarli darajada oshirish talab qilinsa, bunday modemni sotib olishdan bosh tortish yaxshiroqdir.
Ma'lumot uzatish kechikishi
Ushbu parametrni baholashda radioaloqa orqali ma'lumotlarni uzatish bilan bog'liq kechikishni video kodek kabi axborot manbasining kodlash/dekodlash qurilmasi tomonidan yaratilgan kechikishdan ajratish muhimdir. Radioaloqadagi kechikish 3 ta qiymatdan iborat.
- Uzatuvchi va qabul qiluvchida signalni qayta ishlash tufayli kechikish.
- Signalning uzatuvchidan qabul qiluvchiga tarqalishi tufayli kechikish.
- Vaqtni taqsimlovchi dupleks (TDD) modemlarida uzatuvchida ma'lumotlarni buferlash tufayli kechikish.
1-toifa kechikish, muallifning tajribasiga ko'ra, o'nlab mikrosekunddan bir millisekundgacha. 2-toifa kechikish aloqa diapazoniga bog'liq, masalan, 100 km aloqa uchun u 333 mks. 3-toifa kechikish TDD freymining uzunligiga va uzatish siklining davomiyligining umumiy kadr davomiyligiga nisbatiga bog'liq va 0 dan kvadrat davomiyligigacha o'zgarishi mumkin, ya'ni bu tasodifiy o'zgaruvchidir. Agar uzatilayotgan axborot paketi modem uzatish siklida boʻlgan vaqtda transmitterning kirish qismida boʻlsa, u holda paket havoda nol kechikish turi 3 bilan uzatiladi. Agar paket biroz kechiksa va qabul qilish sikli allaqachon boshlangan boʻlsa, u holda qabul qilish davrining davomiyligi uchun transmitter tamponida kechiktiriladi. Odatda TDD ramka uzunligi 2 dan 20 ms gacha o'zgarib turadi, shuning uchun eng yomon holatda 3-toifa kechikish 20 ms dan oshmaydi. Shunday qilib, radioaloqadagi umumiy kechikish 3−21 ms oralig'ida bo'ladi.
Radioaloqadagi kechikishni aniqlashning eng yaxshi usuli - tarmoq xususiyatlarini baholash uchun yordamchi dasturlardan foydalangan holda to'liq miqyosli tajriba. So'rov-javob usuli yordamida kechikishni o'lchash tavsiya etilmaydi, chunki oldinga va teskari yo'nalishdagi kechikish TDD modemlari uchun bir xil bo'lmasligi mumkin.
Og'irligi va o'lchamlari parametrlari
Ushbu mezon bo'yicha bortli modem blokini tanlash hech qanday maxsus izohlarni talab qilmaydi: qanchalik kichikroq va engilroq bo'lsa, shuncha yaxshi. Bort blokini sovutish zarurati haqida ham unutmang, qo'shimcha radiatorlar talab qilinishi mumkin va shunga mos ravishda og'irlik va o'lchamlar ham oshishi mumkin. Bu erda kam quvvat sarflaydigan engil, kichik o'lchamli birliklarga ustunlik berish kerak.
Erga asoslangan birlik uchun massa o'lchovli parametrlar unchalik muhim emas. Foydalanish va o'rnatish qulayligi birinchi o'ringa chiqadi. Tuproq bloki mast yoki tripodga qulay o'rnatish tizimi bilan tashqi ta'sirlardan ishonchli himoyalangan qurilma bo'lishi kerak. Tuproq bloki antenna bilan bir xil korpusga o'rnatilgan bo'lsa, yaxshi variant. Ideal holda, tuproq bloki boshqaruv tizimiga bitta qulay ulagich orqali ulanishi kerak. Bu -20 daraja haroratda joylashtirish ishlarini bajarish kerak bo'lganda sizni kuchli so'zlardan qutqaradi.
Oziqlanish talablari
Bort bloklari, qoida tariqasida, ta'minot kuchlanishlarining keng diapazonini qo'llab-quvvatlash bilan ishlab chiqariladi, masalan, 7-30 V, bu UAV elektr tarmog'idagi kuchlanish variantlarining ko'p qismini qamrab oladi. Agar sizda bir nechta ta'minot kuchlanishlaridan birini tanlash imkoni bo'lsa, u holda eng past kuchlanish qiymatiga ustunlik bering. Qoida tariqasida, modemlar ikkilamchi quvvat manbalari orqali 3.3 va 5.0 V kuchlanishlardan ichki quvvatlanadi. Ushbu ikkilamchi quvvat manbalarining samaradorligi yuqoriroq, modemning kirish va ichki kuchlanishi o'rtasidagi farq qanchalik kichik bo'lsa. Samaradorlikni oshirish energiya sarfini va issiqlik ishlab chiqarishni kamaytirishni anglatadi.
Boshqa tomondan, tuproq birliklari nisbatan yuqori kuchlanish manbasidan quvvatni qo'llab-quvvatlashi kerak. Bu kichik tasavvurlar bilan elektr kabelidan foydalanish imkonini beradi, bu esa og'irlikni kamaytiradi va o'rnatishni osonlashtiradi. Boshqa barcha narsalar teng bo'lsa, PoE (Power over Ethernet) qo'llab-quvvatlanadigan yerga asoslangan qurilmalarga ustunlik bering. Bunday holda, tuproq blokini boshqaruv stantsiyasiga ulash uchun faqat bitta Ethernet kabeli talab qilinadi.
Alohida nazorat / telemetriya kanali
Alohida buyruq-telemetriya modemini o'rnatish uchun UAVda bo'sh joy qolmagan hollarda muhim xususiyat. Agar bo'sh joy bo'lsa, u holda keng polosali modemning alohida boshqaruv/temetriya kanali zaxira sifatida ishlatilishi mumkin. Ushbu parametrga ega modemni tanlashda, modemning UAV (MAVLink yoki xususiy) bilan bog'lanish uchun kerakli protokolni qo'llab-quvvatlashiga va er usti stantsiyasida (GS) qulay interfeysga kanal / telemetriya ma'lumotlarini boshqarish qobiliyatiga e'tibor bering. ). Masalan, keng polosali modemning bort bloki avtopilotga RS232, UART yoki CAN kabi interfeys orqali ulanadi va yer bloki Ethernet interfeysi orqali boshqaruv kompyuteriga ulanadi, bu orqali buyruq almashish kerak bo'ladi. , telemetriya va video ma'lumotlar. Bunday holda, modem bort blokining RS232, UART yoki CAN interfeyslari va yer blokining Ethernet interfeysi o'rtasida buyruq va telemetriya oqimini multiplekslash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak.
E'tibor berish kerak bo'lgan boshqa parametrlar
Dupleks rejimining mavjudligi. UAVlar uchun keng polosali modemlar oddiy yoki dupleks ish rejimlarini qo'llab-quvvatlaydi. Simpleks rejimida ma'lumotlarni uzatish faqat UAVdan NSga yo'nalishda, dupleks rejimida esa har ikki yo'nalishda ruxsat etiladi. Qoida tariqasida, simpleks modemlar o'rnatilgan video kodekga ega va video kodekga ega bo'lmagan videokameralar bilan ishlash uchun mo'ljallangan. Simpleks modem IP kameraga yoki IP ulanishni talab qiladigan boshqa qurilmalarga ulanish uchun mos emas. Aksincha, dupleks modem, qoida tariqasida, UAVning bortdagi IP tarmog'ini NS IP tarmog'iga ulash uchun mo'ljallangan, ya'ni u IP kameralar va boshqa IP qurilmalarni qo'llab-quvvatlaydi, lekin o'rnatilgan bo'lmasligi mumkin. video kodekda, chunki IP-video kameralarda odatda sizning video kodekingiz mavjud. Ethernet interfeysini qo'llab-quvvatlash faqat dupleks modemlarda mumkin.
Turli xillikni qabul qilish (RX xilma-xilligi). Ushbu qobiliyatning mavjudligi butun parvoz masofasi davomida uzluksiz aloqani ta'minlash uchun majburiydir. Er yuzasi bo'ylab tarqalayotganda, radio to'lqinlar qabul qilish nuqtasiga ikkita nurda keladi: to'g'ridan-to'g'ri yo'l bo'ylab va sirtdan aks etishi bilan. Agar ikkita nurning to'lqinlarining qo'shilishi fazada sodir bo'lsa, u holda qabul qilish nuqtasidagi maydon kuchayadi va antifazada bo'lsa, u zaiflashadi. Zaiflashuv juda sezilarli bo'lishi mumkin - aloqaning to'liq yo'qolishiga qadar. NSda turli balandliklarda joylashgan ikkita antennaning mavjudligi bu muammoni hal qilishga yordam beradi, chunki agar bir antenna joylashgan joyda nurlar antifazada qo'shilsa, ikkinchisining joylashgan joyida ular qo'shilmaydi. Natijada siz butun masofa bo'ylab barqaror aloqaga erishishingiz mumkin.
Qo'llab-quvvatlanadigan tarmoq topologiyalari. Faqat nuqtadan nuqtaga (PTP) topologiyani emas, balki nuqtadan ko'p nuqtaga (PMP) va rele (takrorlovchi) topologiyalarini ham qo'llab-quvvatlaydigan modemni tanlash tavsiya etiladi. Qo'shimcha UAV orqali o'rni ishlatish sizga asosiy UAVning qamrov maydonini sezilarli darajada kengaytirish imkonini beradi. PMP qo'llab-quvvatlashi sizga bir vaqtning o'zida bir nechta UAVdan bitta NSda ma'lumot olish imkonini beradi. Shuni ham yodda tutingki, PMP va releyni qo'llab-quvvatlash, bitta UAV bilan aloqa qilish holatiga nisbatan modemning o'tkazish qobiliyatini oshirishni talab qiladi. Shuning uchun, ushbu rejimlar uchun keng chastota diapazonini (kamida 15-20 MGts) qo'llab-quvvatlaydigan modemni tanlash tavsiya etiladi.
Shovqin immunitetini oshirish vositalarining mavjudligi. UAVlar qo'llaniladigan hududlarda kuchli shovqin muhitini hisobga olgan holda foydali variant. Shovqinga qarshi immunitet deganda aloqa tizimining aloqa kanalida sun'iy yoki tabiiy kelib chiqishi shovqinlari mavjud bo'lganda o'z funktsiyasini bajarish qobiliyati tushuniladi. Interferentsiyaga qarshi kurashda ikkita yondashuv mavjud. Yondashuv 1: modem qabul qilgichni shunday loyihalashtiringki, u axborot uzatish tezligini biroz pasaytirish hisobiga aloqa kanali diapazonidagi shovqinlar mavjud bo‘lganda ham ishonchli ma’lumotlarni qabul qila oladi. Yondashuv 2: Qabul qiluvchining kirishidagi shovqinlarni bostirish yoki susaytirish. Birinchi yondashuvni amalga oshirishga misollar spektrni yoyish tizimlari, xususan: chastota sakrashi (FH), psevdo-tasodifiy ketma-ketlikning tarqalishi spektri (DSSS) yoki ikkalasining gibrididir. FH texnologiyasi bunday aloqa kanalida past talab qilinadigan ma'lumotlarni uzatish tezligi tufayli UAV boshqaruv kanallarida keng tarqaldi. Misol uchun, 16 MGts diapazonda 20 kbit / s tezlik uchun taxminan 500 chastota pozitsiyasini tashkil qilish mumkin, bu tor diapazonli shovqinlardan ishonchli himoya qilish imkonini beradi. Keng polosali aloqa kanali uchun FH dan foydalanish muammoli, chunki hosil bo'lgan chastota diapazoni juda katta. Masalan, 500 MGts tarmoqli kengligi bo'lgan signal bilan ishlashda 4 chastota pozitsiyasini olish uchun sizga 2 GGts bepul tarmoqli kengligi kerak bo'ladi! Haqiqiy bo'lish uchun juda ko'p. UAVlar bilan keng polosali aloqa kanali uchun DSSS dan foydalanish ko'proq dolzarbdir. Ushbu texnologiyada har bir axborot biti bir vaqtning o'zida signal diapazonidagi bir nechta (yoki hatto barcha) chastotalarda takrorlanadi va tor diapazonli parazit mavjud bo'lganda, spektrning interferensiyaga ta'sir qilmaydigan qismlaridan ajratilishi mumkin. DSSS, shuningdek, FH dan foydalanish, kanalda shovqin paydo bo'lganda, ma'lumotlarni uzatish tezligini pasaytirish talab qilinishini anglatadi. Shunga qaramay, hech narsa bo'lmagandan ko'ra, UAVdan videoni pastroq piksellar bilan qabul qilish yaxshiroq ekanligi aniq. 2-yondashuvda interferensiya, qabul qiluvchining ichki shovqinidan farqli o'laroq, radio aloqasiga tashqaridan kirib borishi va agar modemda ma'lum vositalar mavjud bo'lsa, uni bostirish mumkinligidan foydalanadi. Interferentsiyani bostirish, agar u spektral, vaqtinchalik yoki fazoviy sohalarda lokalizatsiya qilingan bo'lsa, mumkin. Masalan, tor diapazonli interferensiya spektral mintaqada lokalize qilinadi va maxsus filtr yordamida spektrdan "kesib tashlanishi" mumkin. Xuddi shunday, impulsli shovqin vaqt sohasida lokalizatsiya qilinadi, uni bostirish uchun ta'sirlangan hudud qabul qiluvchining kirish signalidan chiqariladi. Agar shovqin tor tarmoqli yoki impulsli bo'lmasa, uni bostirish uchun fazoviy bostirgichdan foydalanish mumkin, chunki shovqin ma'lum bir yo'nalishdagi manbadan qabul qiluvchi antennaga kiradi. Qabul qiluvchi antennaning radiatsiya naqshining noli shovqin manbai yo'nalishida joylashgan bo'lsa, shovqin bostiriladi. Bunday tizimlar adaptiv beamforming va beam nulling tizimlari deb ataladi.
Foydalanilgan radio protokoli. Modem ishlab chiqaruvchilari standart (WiFi, DVB-T) yoki xususiy radio protokolidan foydalanishlari mumkin. Ushbu parametr spetsifikatsiyalarda kamdan-kam hollarda ko'rsatilgan. DVB-T dan foydalanish bilvosita qo'llab-quvvatlanadigan chastota diapazonlari 2/4/6/7/8, ba'zan 10 MGts va matnda OFDM birgalikda qo'llaniladigan COFDM (kodlangan OFDM) texnologiyasining spetsifikatsiyasi haqida eslatib o'tiladi. shovqinga chidamli kodlash bilan. O'tayotganda shuni ta'kidlaymizki, COFDM sof reklama shiori bo'lib, OFDMdan hech qanday afzalliklarga ega emas, chunki shovqinga chidamli kodlashsiz OFDM hech qachon amalda qo'llanilmaydi. Radio modem spetsifikatsiyalarida ushbu qisqartmalarni ko'rganingizda COFDM va OFDM ni tenglashtiring.
Standart protokoldan foydalanadigan modemlar odatda mikroprotsessor bilan birgalikda ishlaydigan maxsus chip (WiFi, DVB-T) asosida quriladi. Maxsus chipdan foydalanish modem ishlab chiqaruvchisini o'z radio protokolini loyihalash, modellashtirish, amalga oshirish va sinovdan o'tkazish bilan bog'liq ko'plab bosh og'rig'idan xalos qiladi. Mikroprotsessor modemga kerakli funksiyalarni berish uchun ishlatiladi. Bunday modemlar quyidagi afzalliklarga ega.
- Arzon narx.
- Yaxshi vazn va o'lcham parametrlari.
- Kam quvvat sarfi.
Kamchiliklari ham bor.
- Mikrodasturni o'zgartirish orqali radio interfeysining xususiyatlarini o'zgartira olmaslik.
- Uzoq muddatda ta'minotning past barqarorligi.
- Nostandart muammolarni hal qilishda malakali texnik yordam ko'rsatishda cheklangan imkoniyatlar.
Ta'minotning past barqarorligi chip ishlab chiqaruvchilari birinchi navbatda ommaviy bozorlarga (televizorlar, kompyuterlar va boshqalar) e'tibor qaratishlari bilan bog'liq. UAVlar uchun modemlar ishlab chiqaruvchilari ular uchun ustuvor ahamiyatga ega emas va ular chip ishlab chiqaruvchining boshqa mahsulotga mos ravishda almashtirmasdan ishlab chiqarishni to'xtatish to'g'risidagi qaroriga hech qanday ta'sir ko'rsata olmaydi. Ushbu xususiyat radio interfeyslarini "chipdagi tizim" (Sistem on Chip - SoC) kabi ixtisoslashtirilgan mikrosxemalarga qadoqlash tendentsiyasi bilan mustahkamlanadi va shuning uchun individual radio interfeys chiplari asta-sekin yarimo'tkazgichlar bozoridan yuviladi.
Texnik yordam ko'rsatishning cheklangan imkoniyatlari standart radio protokoliga asoslangan modemlarni ishlab chiqish guruhlari, birinchi navbatda, elektronika va mikroto'lqinli texnologiya bo'yicha mutaxassislar bilan yaxshi ta'minlanganligi bilan bog'liq. U yerda radioaloqa bo'yicha mutaxassislar umuman bo'lmasligi mumkin, chunki ular uchun hech qanday muammo yo'q. Shu sababli, arzimas bo'lmagan radioaloqa muammolariga yechim izlayotgan UAV ishlab chiqaruvchilari maslahat va texnik yordam nuqtai nazaridan hafsalasi pir bo'lishi mumkin.
Xususiy radio protokolidan foydalanadigan modemlar universal analog va raqamli signallarni qayta ishlash chiplari asosida qurilgan. Bunday chiplarning ta'minot barqarorligi juda yuqori. To'g'ri, narxi ham yuqori. Bunday modemlar quyidagi afzalliklarga ega.
- Modemni mijozning ehtiyojlariga moslashtirish uchun keng imkoniyatlar, shu jumladan mikrodasturni o'zgartirish orqali radio interfeysini moslashtirish.
- UAVlarda foydalanish uchun qiziqarli bo'lgan va standart radio protokollari asosida qurilgan modemlarda mavjud bo'lmagan qo'shimcha radio interfeysi imkoniyatlari.
- Ta'minotning yuqori barqarorligi, shu jumladan. uzoq muddatda.
- Yuqori darajadagi texnik yordam, shu jumladan nostandart muammolarni hal qilish.
Kamchiliklari.
- Yuqori narx.
- Og'irligi va o'lchami parametrlari standart radio protokollaridan foydalanadigan modemlardan ko'ra yomonroq bo'lishi mumkin.
- Raqamli signalni qayta ishlash blokining quvvat sarfini oshirish.
UAVlar uchun ba'zi modemlarning texnik ma'lumotlari
Jadvalda bozorda mavjud bo'lgan UAVlar uchun ba'zi modemlarning texnik parametrlari ko'rsatilgan.
E'tibor bering, 3D Link modemi Picoradio OEM va J11 modemlariga (25 dBm ga nisbatan 27−30 dBm) nisbatan eng past uzatish quvvatiga ega bo'lsa ham, qabul qiluvchining yuqori sezgirligi tufayli 3D Link quvvat byudjeti ushbu modemlardan yuqoriroqdir. taqqoslanayotgan modemlar uchun bir xil ma'lumotlarni uzatish tezligi). Shunday qilib, 3D Link-dan foydalanganda aloqa diapazoni yaxshi energiya yashirinligi bilan kattaroq bo'ladi.
Jadval. UAVlar va robototexnika uchun ba'zi keng polosali modemlarning texnik ma'lumotlari
Parametr
(modulda amalga oshiriladi Microharddan)
(Shuningdek qarang )
Ishlab chiqaruvchi, mamlakat
Geoscan, RF
Mobilicom, Isroil
Havodan innovatsiyalar, Kanada
DTC, Buyuk Britaniya
Redess, Xitoy
Aloqa diapazoni [km] 20−60
5
yo'q*
yo'q*
10-20
Tezlik [Mbit/s] 0.023−64.9
1.6-6
0.78-28
0.144-31.668
1.5-6
Ma'lumot uzatish kechikishi [ms] 1−20
25
yo'q*
15-100
15-30
Bort blokining o'lchamlari LxWxH [mm] 77x45x25
74х54х26
40x40x10 (uy-joysiz)
67х68х22
76х48х20
Bort birligining og'irligi [gram] 89
105
17.6 (uy-joysiz)
135
88
Axborot interfeyslari
Ethernet, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (ixtiyoriy)
Ethernet, RS232/UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, Ethernet, UART
Bort blokining quvvat manbai [Volt/Vatt] 7−30/6.7
7−26/n/a*
5−58/4.8
5.9−17.8/4.5−7
7−18/8
Tuproq blokining quvvat manbai [Volt/Vatt] 18−75 yoki PoE/7
7−26/n/a*
5−58/4.8
6−16/8
7−18/5
Transmitter quvvati [dBm] 25
yo'q*
27-30
20
30
Qabul qiluvchining sezgirligi [dBm] (tezlik uchun [Mbit/s])
−122(0.023) −101(4.06) −95.1(12.18) −78.6(64.96)
−101(n/a*)
−101(0.78) −96(3.00) −76(28.0)
−95(n/a*) −104(n/a*)
−97(1.5) −94(3.0) −90(6.0)
Modem energiya byudjeti [dB] (tezlik uchun [Mbit/sek])
147(0.023) 126(4.06) 120.1(12.18) 103.6(64.96)
yo'q*
131(0.78) 126(3.00) 103(28.0)
yo'q*
127 (1.5) 124 (3.0) 120 (6.0)
Qo'llab-quvvatlanadigan chastota diapazonlari [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
Turli xillikni qo'llab-quvvatlash
ha
ha
ha
ha
ha
Nazorat / telemetriya uchun alohida kanal
ha
ha
ha
yo'q
ha
Nazorat/temetriya kanalida qo'llab-quvvatlanadigan UAV boshqaruv protokollari
MAVLink, xususiy
MAVLink, xususiy
yo'q
yo'q
MAV havolasi
Tekshirish / telemetriya kanalida multiplekslashni qo'llab-quvvatlash
ha
ha
yo'q
yo'q
yo'q*
Tarmoq topologiyalari
PTP, PMP, o'rni
PTP, PMP, o'rni
PTP, PMP, o'rni
PTP
PTP, PMP, o'rni
Shovqin immunitetini oshirish uchun vositalar
DSSS, tor tarmoqli va impulslarni bostiruvchilar
yo'q*
yo'q*
yo'q*
yo'q*
Radio protokoli
mulkiy
yo'q*
yo'q*
DVB-T
yo'q*
* yo'q - ma'lumot yo'q.
Muallif haqida
Aleksandr Smorodinov [[elektron pochta bilan himoyalangan]] Geoscan MChJning simsiz aloqa sohasidagi yetakchi mutaxassisi. 2011 yildan hozirgi kunga qadar keng polosali radiomodemlar uchun turli maqsadlar uchun radio protokollari va signallarni qayta ishlash algoritmlarini ishlab chiqish bilan bir qatorda dasturlashtiriladigan mantiqiy chiplar asosida ishlab chiqilgan algoritmlarni amaliyotga tatbiq etib kelmoqda. Muallifning qiziqish sohalari sinxronizatsiya algoritmlarini ishlab chiqish, kanal xususiyatlarini baholash, modulyatsiya/demodulyatsiya, shovqinga chidamli kodlash, shuningdek, ba'zi media kirish qatlami (MAC) algoritmlarini o'z ichiga oladi. Geoscan’ga qo‘shilishdan oldin muallif turli tashkilotlarda ishlagan, maxsus simsiz aloqa qurilmalarini ishlab chiqqan. 2002 yildan 2007 yilgacha “Proteus” MChJda IEEE802.16 (WiMAX) standarti asosida aloqa tizimlarini ishlab chiqish bo‘yicha yetakchi mutaxassis sifatida ishlagan. 1999 yildan 2002 yilgacha muallif "Granit" Federal davlat unitar korxonasi markaziy tadqiqot institutida shovqinga chidamli kodlash algoritmlarini ishlab chiqish va radioaloqa yo'nalishlarini modellashtirish bilan shug'ullangan. Muallif 1998-yilda Sankt-Peterburg Aerokosmik asboblar universitetida texnika fanlari nomzodi, 1995-yilda esa shu universitetning “Radiotexnika” fakultetida ilmiy darajasini olgan. Aleksandr IEEE va IEEE Communications Societyning hozirgi a'zosi.
Manba: www.habr.com