Ipenija ti gbigbe data lọpọlọpọ lati ọdọ ọkọ ofurufu ti ko ni eniyan (UAV) tabi awọn roboti ilẹ kii ṣe loorekoore ni awọn ohun elo ode oni. Nkan yii n jiroro lori awọn ibeere yiyan fun awọn modems gbohungbohun ati awọn iṣoro ti o jọmọ. A ti kọ nkan naa fun UAV ati awọn olupilẹṣẹ roboti.
Idiwọn Aṣayan
Awọn ibeere akọkọ fun yiyan modẹmu àsopọmọBurọọdubandi fun awọn UAV tabi awọn roboti jẹ:
- Iwọn ibaraẹnisọrọ.
- O pọju data gbigbe oṣuwọn.
- Idaduro ni gbigbe data.
- Àdánù ati awọn igbelewọn.
- Awọn atọkun alaye atilẹyin.
- Awọn ibeere ounjẹ.
- Iṣakoso lọtọ / ikanni telemetry.
Iwọn ibaraẹnisọrọ
Ibiti ibaraẹnisọrọ ko da lori modẹmu nikan, ṣugbọn tun lori awọn eriali, awọn okun eriali, awọn ipo itankale igbi redio, kikọlu ita ati awọn idi miiran. Lati le ya awọn paramita ti modẹmu funrararẹ lati awọn aye miiran ti o ni ipa lori sakani ibaraẹnisọrọ, ṣe akiyesi idogba ibiti [Kalinin A.I., Cherenkova EL. Soju ti igbi redio ati isẹ ti awọn ọna asopọ redio. Asopọmọra. Moscow. Ọdun 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}},$$afihan$$
nibi ti
$inline$R$inline$ - ibiti ibaraẹnisọrọ ti o nilo ni awọn mita;
$inline$F$inline$ - igbohunsafẹfẹ ni Hz;
$inline$P_{TXdBm}$inline$ — agbara atagba modem ni dBm;
$inline$G_{TXdB}$inline$ — ere eriali atagba ni dB;
$inline$L_{TXdB}$inline$ — adanu ninu okun lati modẹmu si eriali atagba ni dB;
$inline$G_{RXdB}$inline$ — ere eriali olugba ni dB;
$inline$L_{RXdB}$inline$ — adanu ninu okun lati modẹmu si eriali olugba ni dB;
$inline$P_{RXdBm}$inline$ — ifamọ ti olugba modẹmu ni dBm;
$inline$|V|_{dB}$inline$ jẹ ifosiwewe idinku ti o ṣe akiyesi awọn adanu afikun nitori ipa ti dada Earth, eweko, afefe ati awọn nkan miiran ninu dB.
Lati idogba sakani o han gbangba pe ibiti o da lori awọn aye meji ti modẹmu nikan: agbara atagba $ inline$P_{TXdBm}$inline$ ati ifamọ olugba $ inline$P_{RXdBm}$inline$, tabi dipo iyatọ wọn. - isuna agbara ti modẹmu
$$display$$B_m=P_{TXdBm}-P_{RXdBm}.$$afihan$$
Awọn paramita ti o ku ni idogba sakani ṣe apejuwe awọn ipo itankale ifihan agbara ati awọn aye ti awọn ẹrọ atokan eriali, i.e. ko ni nkankan lati se pẹlu modẹmu.
Nitorinaa, lati le mu iwọn ibaraẹnisọrọ pọ si, o nilo lati yan modẹmu kan pẹlu iye $inline$B_m$inline$ nla kan. Nípa bẹ́ẹ̀, $inline$B_m$inline$ lè pọ̀ sí i nípa jijẹ́ $inline$P_{TXdBm}$inline$ tàbí nípa dídínkú $inline$P_{RXdBm}$inline$. Ni ọpọlọpọ igba, awọn olupilẹṣẹ UAV n wa modẹmu kan pẹlu agbara atagba giga ati ki o san ifojusi diẹ si ifamọ ti olugba, botilẹjẹpe wọn nilo lati ṣe deede idakeji. Atagbaja ori-ọkọ ti o lagbara ti modẹmu gbohungbohun kan ni awọn iṣoro wọnyi:
- agbara agbara giga;
- iwulo fun itutu agbaiye;
- ibajẹ ti ibaramu itanna eletiriki (EMC) pẹlu awọn ohun elo inu-ọkọ miiran ti UAV;
- kekere agbara asiri.
Awọn iṣoro meji akọkọ jẹ ibatan si otitọ pe awọn ọna ode oni ti gbigbe alaye lọpọlọpọ lori ikanni redio, fun apẹẹrẹ OFDM, nilo laini atagba. Iṣiṣẹ ti awọn atagba redio laini ode oni jẹ kekere: 10–30%. Nitorinaa, 70-90% ti agbara iyebiye ti ipese agbara UAV ti yipada si ooru, eyiti o gbọdọ yọkuro daradara lati modẹmu, bibẹẹkọ o yoo kuna tabi agbara iṣẹjade yoo lọ silẹ nitori igbona ni akoko ti ko dara julọ. Fun apẹẹrẹ, atagba 2 W yoo fa 6-20 W lati ipese agbara, eyiti 4–18 W yoo yipada si ooru.
Ifilelẹ agbara ti ọna asopọ redio jẹ pataki fun awọn ohun elo pataki ati ologun. Ni ifura kekere tumọ si pe a rii ifihan modẹmu pẹlu iṣeeṣe giga ti o ga julọ nipasẹ olugba atunwo ti ibudo jamming. Nitorinaa, iṣeeṣe ti titẹ ọna asopọ redio kan pẹlu lilọ ni ifura kekere tun ga.
Ifamọ ti olugba modẹmu n ṣe afihan agbara rẹ lati yọ alaye jade lati awọn ifihan agbara ti o gba pẹlu ipele didara ti a fun. Didara àwárí mu le yato. Fun awọn ọna ṣiṣe ibaraẹnisọrọ oni-nọmba, iṣeeṣe aṣiṣe diẹ (oṣuwọn aṣiṣe bit - BER) tabi iṣeeṣe aṣiṣe ninu apo alaye kan (oṣuwọn aṣiṣe fireemu - FER) ni a lo nigbagbogbo. Lootọ, ifamọ jẹ ipele ti ifihan agbara pupọ lati eyiti alaye gbọdọ jẹ jade. Fun apẹẹrẹ, ifamọ ti -98 dBm pẹlu BER = 10−6 tọkasi pe alaye pẹlu iru BER le ṣee fa jade lati ami ifihan pẹlu ipele ti -98 dBm tabi ga julọ, ṣugbọn alaye pẹlu ipele ti, sọ, -99 dBm le a ko tun fa jade lati ami ifihan kan pẹlu ipele ti, sọ, -1 dBm. Nitoribẹẹ, idinku ninu didara bi ipele ifihan ti dinku waye ni diėdiė, ṣugbọn o tọ lati tọju ni lokan pe ọpọlọpọ awọn modems ode oni ni ohun ti a pe. ipa ala ninu eyiti idinku ninu didara nigbati ipele ifihan ba dinku ni isalẹ ifamọ waye yarayara. O to lati dinku ifihan agbara nipasẹ 2-10 dB ni isalẹ ifamọ fun BER lati pọ si 1-XNUMX, eyiti o tumọ si pe iwọ kii yoo rii fidio lati UAV mọ. Ipa ala-ilẹ jẹ abajade taara ti ilana ilana Shannon fun ikanni alariwo; ko le yọkuro. Iparun alaye nigbati ipele ifihan ba dinku ni isalẹ ifamọ waye nitori ipa ti ariwo ti o ṣẹda inu olugba funrararẹ. Ariwo inu ti olugba ko le yọkuro patapata, ṣugbọn o ṣee ṣe lati dinku ipele rẹ tabi kọ ẹkọ lati mu alaye jade daradara lati ifihan agbara ariwo. Awọn aṣelọpọ modẹmu nlo awọn ọna mejeeji wọnyi, ṣiṣe awọn ilọsiwaju si awọn bulọọki RF ti olugba ati imudarasi awọn algoridimu ṣiṣe ifihan agbara oni-nọmba. Imudara ifamọ ti olugba modẹmu ko ja si iru ilosoke iyalẹnu ni lilo agbara ati itusilẹ ooru bi jijẹ agbara atagba. Nibẹ ni, dajudaju, ilosoke ninu agbara agbara ati ooru iran, sugbon o jẹ oyimbo iwonba.
Aṣayan algorithm ti modẹmu atẹle yii ni a ṣe iṣeduro lati oju wiwo ti iyọrisi ibiti ibaraẹnisọrọ ti o nilo.
- Ṣe ipinnu lori oṣuwọn gbigbe data.
- Yan modẹmu kan pẹlu ifamọ to dara julọ fun iyara ti o nilo.
- Ṣe ipinnu ibiti ibaraẹnisọrọ naa nipasẹ iṣiro tabi idanwo.
- Ti ibiti ibaraẹnisọrọ ba wa ni o kere ju iwulo lọ, lẹhinna gbiyanju lati lo awọn iwọn wọnyi (ṣeto ni ibere ti idinku pataki):
- din adanu ninu awọn kebulu eriali $inline$L_{TXdB}$inline$, $inline$L_{RXdB}$inline$ nipa lilo okun kan ti o ni isunmọ laini kekere ni ipo igbohunsafẹfẹ iṣẹ ati/tabi dinku gigun awọn okun naa;
- alekun ere eriali $inline$G_{TXdB}$inline$, $inline$G_{RXdB}$inline$;
- mu modẹmu Atagba agbara.
Awọn iye ifamọ da lori iwọn gbigbe data ni ibamu si ofin: iyara ti o ga julọ - ifamọ buru. Fun apẹẹrẹ, -98 dBm ifamọ fun 8 Mbps dara ju -95 dBm ifamọ fun 12 Mbps. O le ṣe afiwe awọn modems ni awọn ofin ti ifamọ nikan fun iyara gbigbe data kanna.
Data lori agbara atagba fere nigbagbogbo wa ni awọn pato modẹmu, ṣugbọn data lori ifamọ olugba ko nigbagbogbo wa tabi ko to. Ni o kere ju, eyi jẹ idi kan lati ṣọra, nitori pe awọn nọmba ẹlẹwa ko ni oye lati tọju. Ni afikun, nipa ko ṣe atẹjade data ifamọ, olupese n gba olumulo laaye lati ṣe iṣiro iwọn ibaraẹnisọrọ nipasẹ iṣiro. si modẹmu rira.
O pọju data gbigbe oṣuwọn
Yiyan modẹmu kan ti o da lori paramita yii jẹ irọrun ti o rọrun ti awọn ibeere iyara ba ni asọye kedere. Ṣugbọn awọn nuances kan wa.
Ti iṣoro naa ba n yanju nilo idaniloju ibiti ibaraẹnisọrọ ti o ṣeeṣe ti o pọju ati ni akoko kanna o ṣee ṣe lati pin iwọn igbohunsafẹfẹ jakejado to fun ọna asopọ redio, lẹhinna o dara lati yan modẹmu kan ti o ṣe atilẹyin iye igbohunsafẹfẹ jakejado (bandwidth). Otitọ ni pe iyara alaye ti o nilo le ṣee ṣe ni iwọn igbohunsafẹfẹ dín ti o jo nipa lilo awọn iru ipon ti modulation (16QAM, 64QAM, 256QAM, ati bẹbẹ lọ), tabi ni ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ jakejado nipasẹ lilo awose iwuwo kekere (BPSK, QPSK). ). Lilo iyipada iwuwo kekere fun iru awọn iṣẹ-ṣiṣe jẹ ayanfẹ nitori ajesara ariwo ti o ga julọ. Nitorinaa, ifamọ ti olugba dara julọ; nitorinaa, isuna agbara ti modẹmu pọ si ati, bi abajade, sakani ibaraẹnisọrọ.
Nigbakuran awọn aṣelọpọ UAV ṣeto iyara alaye ti ọna asopọ redio ti o ga julọ ju iyara ti orisun lọ, itumọ ọrọ gangan 2 tabi awọn akoko diẹ sii, jiyàn pe awọn orisun bii awọn koodu kodẹki fidio ni bitrate oniyipada ati iyara modem yẹ ki o yan ni akiyesi iye ti o pọju. ti Odiwọn itujade. Ni idi eyi, ibiti ibaraẹnisọrọ n dinku nipa ti ara. O yẹ ki o ko lo ọna yii ayafi ti o jẹ dandan. Pupọ julọ awọn modems igbalode ni ifipamọ nla ninu atagba ti o le dan awọn spikes bitrate laisi pipadanu soso. Nitorinaa, ifiṣura iyara ti o ju 25% ko nilo. Ti o ba wa idi lati gbagbọ pe agbara ifipamọ ti modẹmu ti n ra ko to ati pe o nilo iyara ti o tobi pupọ, lẹhinna o dara lati kọ lati ra iru modẹmu kan.
Idaduro gbigbe data
Nigbati o ba n ṣe iṣiro paramita yii, o ṣe pataki lati ya idaduro ti o ni nkan ṣe pẹlu gbigbe data lori ọna asopọ redio lati idaduro ti a ṣẹda nipasẹ fifi koodu / ẹrọ iyipada ti orisun alaye, gẹgẹbi kodẹki fidio kan. Idaduro ni ọna asopọ redio ni awọn iye 3.
- Idaduro nitori sisẹ ifihan agbara ninu atagba ati olugba.
- Idaduro nitori itankale ifihan agbara lati atagba si olugba.
- Idaduro nitori ifipamọ data ninu atagba ni awọn modems pipin akoko (TDD).
Iru airi 1, ninu iriri onkowe, awọn sakani lati mewa ti microseconds si ọkan millisecond. Iru idaduro 2 da lori ibiti ibaraẹnisọrọ, fun apẹẹrẹ, fun ọna asopọ 100 km o jẹ 333 μs. Iru idaduro 3 da lori gigun ti fireemu TDD ati lori ipin iye akoko gbigbe si iye akoko fireemu ati pe o le yatọ lati 0 si iye akoko fireemu, ie o jẹ oniyipada laileto. Ti apo ifitonileti ti o ti gbejade wa ni titẹ sii atagba nigba ti modẹmu wa ninu ọna gbigbe, lẹhinna apo-iwe naa yoo gbejade lori afẹfẹ pẹlu iru idaduro odo 3. Ti apo-iwe naa ba pẹ diẹ ati pe akoko gbigba ti bẹrẹ, lẹhinna yoo ṣe idaduro ni ifipamọ atagba fun iye akoko akoko gbigba. Awọn ipari fireemu TDD aṣoju wa lati 2 si 20 ms, nitorinaa ọran ti o buruju Iru 3 idaduro kii yoo kọja 20 ms. Nitorinaa, idaduro lapapọ ni ọna asopọ redio yoo wa ni iwọn 3-21 ms.
Ọna ti o dara julọ lati wa idaduro ni ọna asopọ redio jẹ idanwo ni kikun nipa lilo awọn ohun elo lati ṣe iṣiro awọn abuda nẹtiwọọki. Ko ṣe iṣeduro lati wiwọn idaduro ni lilo ọna idahun ibeere, nitori idaduro ni iwaju ati awọn itọsọna yiyipada le ma jẹ kanna fun awọn modems TDD.
Àdánù ati awọn iṣiro iwọn
Yiyan ẹyọ modẹmu ori-ọkọ ni ibamu si ami-ẹri yii ko nilo eyikeyi awọn asọye pataki: kere ati fẹẹrẹ dara julọ. Maṣe gbagbe paapaa nipa iwulo lati tutu ẹyọ inu ọkọ; awọn imooru afikun le nilo, ati ni ibamu, iwuwo ati awọn iwọn le tun pọ si. Iyanfẹ nibi yẹ ki o fi fun ina, awọn iwọn kekere ti o ni agbara kekere.
Fun ẹyọ ti o da lori ilẹ, awọn paramita onisẹpo pupọ ko ṣe pataki bẹ. Irọrun ti lilo ati fifi sori wa si iwaju. Ẹka ilẹ yẹ ki o jẹ ẹrọ ti o ni igbẹkẹle ti o ni aabo lati awọn ipa ita pẹlu eto iṣagbesori irọrun si mast tabi mẹta. Aṣayan ti o dara ni nigbati ilẹ-ilẹ ti wa ni idapo ni ile kanna pẹlu eriali. Ni deede, ẹyọ ilẹ yẹ ki o sopọ si eto iṣakoso nipasẹ ọna asopọ irọrun kan. Eyi yoo gba ọ lọwọ awọn ọrọ ti o lagbara nigbati o nilo lati ṣe iṣẹ imuṣiṣẹ ni iwọn otutu -20 iwọn.
Ounjẹ Awọn ibeere
Awọn ẹya inu ọkọ, gẹgẹbi ofin, ni a ṣe pẹlu atilẹyin fun ọpọlọpọ awọn foliteji ipese, fun apẹẹrẹ 7-30 V, eyiti o bo pupọ julọ awọn aṣayan foliteji ni nẹtiwọọki agbara UAV. Ti o ba ni aye lati yan lati ọpọlọpọ awọn foliteji ipese, lẹhinna fun ààyò si iye foliteji ipese ti o kere julọ. Gẹgẹbi ofin, awọn modems ni agbara inu lati awọn foliteji ti 3.3 ati 5.0 V nipasẹ awọn ipese agbara Atẹle. Iṣiṣẹ ti awọn ipese agbara Atẹle wọnyi ga julọ, iyatọ ti o kere si laarin titẹ sii ati foliteji inu ti modẹmu naa. Imudara ti o pọ si tumọ si idinku agbara agbara ati iran ooru.
Awọn ẹya ilẹ, ni apa keji, gbọdọ ṣe atilẹyin agbara lati orisun foliteji ti o ga julọ. Eyi ngbanilaaye lilo okun agbara kan pẹlu apakan agbelebu kekere, eyiti o dinku iwuwo ati simplifies fifi sori ẹrọ. Gbogbo awọn ohun miiran jẹ dogba, fun ààyò si awọn ẹya ti o da lori ilẹ pẹlu atilẹyin Poe (Power over Ethernet). Ni idi eyi, okun Ethernet kan nikan ni a nilo lati so ẹrọ ilẹ pọ si ibudo iṣakoso.
Iṣakoso lọtọ / ikanni telemetry
Ẹya pataki ni awọn ọran nibiti ko si aaye ti o ku lori UAV lati fi sori ẹrọ modẹmu aṣẹ-telemetry lọtọ. Ti aaye ba wa, lẹhinna iṣakoso lọtọ/ikanni telemetry ti modẹmu broadband le ṣee lo bi afẹyinti. Nigbati o ba yan modẹmu pẹlu aṣayan yii, ṣe akiyesi si otitọ pe modẹmu ṣe atilẹyin ilana ti o fẹ fun ibaraẹnisọrọ pẹlu UAV (MAVLink tabi ohun-ini) ati agbara lati ikanni iṣakoso multiplex / data telemetry sinu wiwo irọrun ni ibudo ilẹ (GS). ). Fun apẹẹrẹ, ẹyọ inu ọkọ ti modẹmu àsopọmọBurọọdubandi ti sopọ si autopilot nipasẹ wiwo bii RS232, UART tabi CAN, ati pe a ti sopọ mọ ilẹ si kọnputa iṣakoso nipasẹ wiwo Ethernet nipasẹ eyiti o jẹ dandan lati ṣe paṣipaarọ pipaṣẹ. , telemetry ati alaye fidio. Ni idi eyi, modẹmu gbọdọ ni anfani lati ṣe ọpọ pipaṣẹ ati ṣiṣan telemetry laarin awọn atọkun RS232, UART tabi CAN ti ẹyọ-ọkọ ati wiwo Ethernet ti ẹya ilẹ.
Awọn paramita miiran lati san ifojusi si
Wiwa ti ile oloke meji mode. Awọn modems Broadband fun awọn UAV ṣe atilẹyin boya rọrun tabi awọn ipo iṣẹ duplex. Ni ipo simplex, gbigbe data gba laaye nikan ni itọsọna lati UAV si NS, ati ni ipo duplex - ni awọn itọnisọna mejeeji. Gẹgẹbi ofin, awọn modems simplex ni kodẹki fidio ti a ṣe sinu ati pe a ṣe apẹrẹ lati ṣiṣẹ pẹlu awọn kamẹra fidio ti ko ni kodẹki fidio kan. Modẹmu simplex ko dara fun sisopọ si kamẹra IP tabi eyikeyi awọn ẹrọ miiran ti o nilo asopọ IP kan. Ni ilodisi, modẹmu duplex kan, gẹgẹbi ofin, jẹ apẹrẹ lati sopọ mọ nẹtiwọọki IP lori ọkọ ti UAV pẹlu nẹtiwọọki IP ti NS, ie o ṣe atilẹyin awọn kamẹra IP ati awọn ẹrọ IP miiran, ṣugbọn o le ma ni itumọ-- ninu kodẹki fidio, nitori awọn kamẹra fidio IP nigbagbogbo ni kodẹki fidio rẹ. Atilẹyin wiwo Ethernet ṣee ṣe nikan ni awọn modems ile oloke meji.
Gbigba Oniruuru (RX oniruuru). Iwaju agbara yii jẹ dandan lati rii daju ibaraẹnisọrọ lemọlemọfún jakejado gbogbo ijinna ọkọ ofurufu. Nigbati o ba n tan kaakiri lori ilẹ, awọn igbi redio de aaye gbigba ni awọn ina meji: ni ọna taara ati pẹlu irisi lati oju. Ti afikun awọn igbi ti awọn opo meji ba waye ni ipele, lẹhinna aaye ti o wa ni aaye gbigba ni okun, ati pe ti o ba wa ni antiphase, o jẹ alailagbara. Irẹwẹsi le jẹ pataki pupọ - titi di isonu pipe ti ibaraẹnisọrọ. Iwaju awọn eriali meji lori NS, ti o wa ni awọn giga ti o yatọ, ṣe iranlọwọ lati yanju iṣoro yii, nitori ti o ba wa ni ipo ti eriali kan awọn opo ti a fi kun ni antiphase, lẹhinna ni ipo ekeji wọn ko ṣe. Bi abajade, o le ṣaṣeyọri asopọ iduroṣinṣin jakejado gbogbo ijinna.
Awọn topologies nẹtiwọki atilẹyin. O ni imọran lati yan modẹmu kan ti o pese atilẹyin kii ṣe fun aaye-si-ojuami (PTP) topology nikan, ṣugbọn fun aaye-si-multipoint (PMP) ati yiyi (atunṣe) topologies. Lilo yii nipasẹ UAV afikun gba ọ laaye lati faagun agbegbe agbegbe ti UAV akọkọ. Atilẹyin PMP yoo gba ọ laaye lati gba alaye nigbakanna lati ọpọlọpọ awọn UAV lori NS kan. Jọwọ tun ṣe akiyesi pe atilẹyin PMP ati yiyi yoo nilo ilosoke ninu bandiwidi modẹmu ni akawe si ọran ti ibaraẹnisọrọ pẹlu UAV kan. Nitorinaa, fun awọn ipo wọnyi o gba ọ niyanju lati yan modẹmu kan ti o ṣe atilẹyin ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ jakejado (o kere ju 15-20 MHz).
Wiwa awọn ọna lati mu ajesara ariwo pọ si. Aṣayan iwulo, fun agbegbe kikọlu lile ni awọn agbegbe nibiti o ti lo awọn UAV. Ajesara ariwo ni oye bi agbara ti eto ibaraẹnisọrọ lati ṣe iṣẹ rẹ ni iwaju kikọlu ti atọwọda tabi orisun adayeba ni ikanni ibaraẹnisọrọ. Awọn ọna meji lo wa lati koju kikọlu. Ọna 1: ṣe apẹrẹ olugba modẹmu ki o le gba alaye ni igbẹkẹle paapaa niwaju kikọlu ninu ẹgbẹ ikanni ibaraẹnisọrọ, ni idiyele diẹ ninu idinku ninu iyara gbigbe alaye. Ọna 2: Titẹ tabi dinku kikọlu ni titẹ sii olugba. Awọn apẹẹrẹ ti imuse ti ọna akọkọ jẹ awọn eto itankale spekitiriumu, eyun: igbohunsafẹfẹ hopping (FH), pseudo-ID lesese spread spectrum (DSSS) tabi arabara ti awọn mejeeji. Imọ-ẹrọ FH ti di ibigbogbo ni awọn ikanni iṣakoso UAV nitori iwọn gbigbe data kekere ti o nilo ni iru ikanni ibaraẹnisọrọ kan. Fun apẹẹrẹ, fun iyara ti 16 kbit/s ni ẹgbẹ 20 MHz, nipa awọn ipo igbohunsafẹfẹ 500 ni a le ṣeto, eyiti o fun laaye aabo igbẹkẹle lodi si kikọlu ẹgbẹ dín. Lilo FH fun ikanni ibaraẹnisọrọ àsopọmọBurọọdubandi jẹ iṣoro nitori iye igbohunsafẹfẹ ti abajade ti tobi ju. Fun apẹẹrẹ, lati gba awọn ipo igbohunsafẹfẹ 500 nigbati o n ṣiṣẹ pẹlu ifihan agbara kan pẹlu bandiwidi 4 MHz, iwọ yoo nilo 2 GHz ti bandiwidi ọfẹ! Pupọ pupọ lati jẹ gidi. Lilo DSSS fun ikanni ibaraẹnisọrọ gbooro pẹlu awọn UAV jẹ diẹ ti o yẹ. Ninu imọ-ẹrọ yii, alaye kọọkan jẹ pidánpidán nigbakanna ni ọpọlọpọ (tabi paapaa gbogbo) awọn igbohunsafẹfẹ ninu ẹgbẹ ifihan agbara ati, niwaju kikọlu ẹgbẹ dín, o le yapa lati awọn apakan ti spekitiriumu ko ni ipa nipasẹ kikọlu. Lilo DSSS, bakannaa FH, tumọ si pe nigbati kikọlu ba han ninu ikanni, idinku ninu oṣuwọn gbigbe data yoo nilo. Sibẹsibẹ, o han gbangba pe o dara lati gba fidio lati UAV ni ipinnu kekere ju ohunkohun lọ rara. Ọna 2 nlo otitọ pe kikọlu, ko dabi ariwo inu ti olugba, wọ ọna asopọ redio lati ita ati pe, ti awọn ọna kan ba wa ninu modẹmu, o le dinku. Imukuro kikọlu ṣee ṣe ti o ba wa ni agbegbe ni iwoye, akoko tabi awọn ibugbe aaye. Fun apẹẹrẹ, kikọlu okun narrowband ti wa ni agbegbe ni agbegbe iwoye ati pe o le “ge kuro” lati iwoye nipa lilo àlẹmọ pataki kan. Bakanna, ariwo pulsed ti wa ni agbegbe ni agbegbe akoko; lati dinku rẹ, agbegbe ti o kan yoo yọkuro kuro ninu ifihan agbara titẹ sii ti olugba. Ti kikọluran naa ko ba dín tabi pulsed, lẹhinna a le lo olupapa aye lati dinku, niwon kikọlu yoo wọ eriali gbigba lati orisun kan lati itọsọna kan. Ti o ba ti odo ti eriali gbigba ká Ìtọjú Àpẹẹrẹ wa ni ipo ninu awọn itọsọna ti awọn kikọlu, kikọlu yoo wa ni ti tẹmọlẹ. Iru awọn ọna ṣiṣe ni a pe ni isọdọtun beamforming & beam nulling systems.
Ilana redio ti a lo. Awọn aṣelọpọ modẹmu le lo boṣewa (WiFi, DVB-T) tabi ilana redio ohun-ini. Yi paramita ti wa ni ṣọwọn itọkasi ni pato. Lilo DVB-T jẹ itọkasi taara nipasẹ awọn ẹgbẹ igbohunsafẹfẹ atilẹyin 2/4/6/7/8, nigbakan 10 MHz ati mẹnuba ninu ọrọ sipesifikesonu ti imọ-ẹrọ COFDM (coded OFDM) ninu eyiti a lo OFDM ni apapo. pẹlu ariwo-sooro ifaminsi. Ni lilọ kiri, a ṣe akiyesi pe COFDM jẹ gbolohun ọrọ ipolowo lasan ati pe ko ni awọn anfani eyikeyi lori OFDM, niwọn igba ti OFDM laisi ifaminsi-sooro ariwo ko lo ninu iṣe. Ṣe deede COFDM ati OFDM nigbati o rii awọn kuru wọnyi ni awọn pato modẹmu redio.
Awọn modẹmu lilo ilana boṣewa ni a maa n kọ lori ipilẹ ti ërún amọja (WiFi, DVB-T) ti n ṣiṣẹ ni apapo pẹlu microprocessor kan. Lilo chirún aṣa kan n ṣe iranlọwọ fun olupese modẹmu ti ọpọlọpọ awọn efori ti o ni nkan ṣe pẹlu apẹrẹ, awoṣe, imuse, ati idanwo ilana redio tiwọn. A lo microprocessor lati fun modẹmu ni iṣẹ ṣiṣe pataki. Iru modems ni awọn wọnyi anfani.
- Iye owo kekere.
- Ti o dara àdánù ati iwọn sile.
- Lilo agbara kekere.
Awọn alailanfani tun wa.
- Ailagbara lati yi awọn abuda ti wiwo redio pada nipa yiyipada famuwia.
- Iduroṣinṣin kekere ti awọn ipese ni igba pipẹ.
- Awọn agbara to lopin ni ipese atilẹyin imọ-ẹrọ ti o pe nigbati o ba yanju awọn iṣoro ti kii ṣe boṣewa.
Iduroṣinṣin kekere ti awọn ipese jẹ nitori otitọ pe awọn aṣelọpọ chirún dojukọ ni akọkọ lori awọn ọja ibi-pupọ (awọn TV, awọn kọnputa, ati bẹbẹ lọ). Awọn olupilẹṣẹ ti awọn modems fun awọn UAV kii ṣe pataki fun wọn ati pe wọn ko le ni ọna eyikeyi ni ipa ipinnu ti olupese chirún lati da iṣelọpọ duro laisi rirọpo deedee pẹlu ọja miiran. Ẹya yii jẹ imudara nipasẹ aṣa ti iṣakojọpọ awọn atọkun redio sinu awọn microcircuits amọja gẹgẹbi “eto lori ërún” (System on Chip - SoC), ati nitorinaa awọn eerun wiwo redio kọọkan ni a wẹ ni kutukutu lati ọja semikondokito.
Awọn agbara to lopin ni ipese atilẹyin imọ-ẹrọ jẹ nitori otitọ pe awọn ẹgbẹ idagbasoke ti awọn modems ti o da lori ilana redio boṣewa jẹ oṣiṣẹ daradara pẹlu awọn alamọja, ni akọkọ ni ẹrọ itanna ati imọ-ẹrọ makirowefu. Ko si awọn alamọja ibaraẹnisọrọ redio nibẹ rara, nitori ko si awọn iṣoro fun wọn lati yanju. Nitorinaa, awọn aṣelọpọ UAV ti n wa awọn ojutu si awọn iṣoro ibaraẹnisọrọ redio ti kii ṣe pataki le rii ara wọn bajẹ ni awọn ofin ti ijumọsọrọ ati iranlọwọ imọ-ẹrọ.
Awọn modẹmu ti nlo ilana redio ohun-ini jẹ itumọ lori ipilẹ ti afọwọṣe agbaye ati awọn eerun ṣiṣiṣẹ ifihan agbara oni-nọmba. Iduroṣinṣin ipese ti iru awọn eerun igi ga pupọ. Lootọ, idiyele naa tun ga. Iru modems ni awọn wọnyi anfani.
- Awọn aye ti o pọ julọ fun isọdọtun modẹmu si awọn iwulo alabara, pẹlu imudara wiwo redio nipa yiyipada famuwia naa.
- Awọn agbara wiwo redio ni afikun ti o nifẹ fun lilo ninu awọn UAV ati pe ko si ni awọn modems ti a ṣe lori ipilẹ awọn ilana redio boṣewa.
- Iduroṣinṣin giga ti awọn ipese, pẹlu. ninu oro gun.
- Ipele giga ti atilẹyin imọ-ẹrọ, pẹlu ipinnu awọn iṣoro ti kii ṣe deede.
Awọn abawọn.
- Iye owo giga.
- Iwọn ati awọn aye titobi le buru ju ti awọn modems nipa lilo awọn ilana redio boṣewa.
- Lilo agbara ti o pọ si ti ẹyọ sisẹ ifihan agbara oni-nọmba.
Data imọ ti diẹ ninu awọn modems fun UAVs
Tabili naa fihan awọn aye imọ-ẹrọ ti diẹ ninu awọn modem fun awọn UAV ti o wa lori ọja naa.
Ṣe akiyesi pe botilẹjẹpe modẹmu Ọna asopọ 3D ni agbara gbigbe ti o kere julọ ni akawe si Picoradio OEM ati awọn modems J11 (25 dBm vs. 27−30 dBm), isuna agbara Ọna asopọ 3D ga ju awọn modems wọnyẹn nitori ifamọ olugba giga (pẹlu awọn iyara gbigbe data kanna fun awọn modems ti a ṣe afiwe). Nitorinaa, sakani ibaraẹnisọrọ nigba lilo Ọna asopọ 3D yoo pọ si pẹlu ifura agbara to dara julọ.
Tabili. Awọn data imọ-ẹrọ ti diẹ ninu awọn modem àsopọmọBurọọdubandi fun awọn UAV ati awọn ẹrọ roboti
Apaadi
(ošišẹ ti lori module lati Microhard)
(wo eleyi na )
Olupese, orilẹ-ede
Geoscan, RF
Mobilicom, Israeli
Ti afẹfẹ Innovations, Canada
DTC, UK
Redess, China
Ibaraẹnisọrọ ibiti [km] 20-60
5
n/a*
n/a*
10 − 20
Iyara [Mbit/s] 0.023-64.9
1.6 − 6
0.78 − 28
0.144 − 31.668
1.5 − 6
Idaduro gbigbe data [ms] 1-20
25
n/a*
15 − 100
15 − 30
Awọn iwọn ti on-ọkọ kuro LxWxH [mm] 77x45x25
74h54h26
40x40x10 (laisi ile)
67h68h22
76h48h20
Ìwọ̀n ẹyọ inú ọkọ [gram] 89
105
17.6 (laisi ile)
135
88
Awọn atọkun alaye
Àjọlò, RS232, CAN, USB
Ethernet, RS232, USB (aṣayan)
Àjọlò, RS232 / UART
HDMI, AV, RS232, USB
HDMI, àjọlò, UART
On-ọkọ kuro ipese agbara [Volt / Watt] 7-30 / 6.7
7-26/n/a*
5-58/4.8
5.9-17.8 / 4.5-7
7-18/8
Ipese agbara kuro ilẹ [Volt / Watt] 18-75 tabi Poe / 7
7-26/n/a*
5-58/4.8
6-16/8
7-18/5
Agbara atagba [dBm] 25
n/a*
27 − 30
20
30
Ifamọ olugba [dBm] (fun iyara [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)
Isuna agbara modẹmu [dB] (fun iyara [Mbit/aaya])
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*
Ọdun 127 (1.5) 124 (3.0) 120 (6.0)
Awọn ohun elo igbohunsafẹfẹ atilẹyin [MHz] 4-20
4.5; 8.5
2; 4; Xnumx
0.625; 1.25; 2.5; 6; 7; 8
2; 4; Xnumx
Simplex / ile oloke meji
Duplex
Duplex
Duplex
Simplex
Duplex
Atilẹyin oniruuru
bẹẹni
bẹẹni
bẹẹni
bẹẹni
bẹẹni
Lọtọ ikanni fun Iṣakoso / telemetry
bẹẹni
bẹẹni
bẹẹni
ko si
bẹẹni
Awọn ilana iṣakoso UAV ti o ṣe atilẹyin ni ikanni iṣakoso / telemetry
MAVLink, ohun-ini
MAVLink, ohun-ini
ko si
ko si
MAV ọna asopọ
Multiplexing support ni Iṣakoso / telemetry ikanni
bẹẹni
bẹẹni
ko si
ko si
n/a*
Awọn topologies nẹtiwọki
PTP, PMP, yii
PTP, PMP, yii
PTP, PMP, yii
PTP
PTP, PMP, yii
Awọn ọna fun jijẹ ajesara ariwo
DSSS, dínband ati pulse suppressors
n/a*
n/a*
n/a*
n/a*
Ilana redio
ohun-ini
n/a*
n/a*
DVB-T
n/a*
* n/a - ko si data.
nipa onkowe
Alexander Smorodinov[imeeli ni idaabobo]] jẹ ọlọgbọn pataki ni Geoscan LLC ni aaye ti awọn ibaraẹnisọrọ alailowaya. Lati ọdun 2011 titi di isisiyi, o ti n ṣe agbekalẹ awọn ilana redio ati awọn algoridimu ṣiṣafihan ifihan agbara fun awọn modems redio gbooro fun awọn idi pupọ, bakanna bi imuse awọn algoridimu ti o dagbasoke ti o da lori awọn eerun kannaa siseto. Awọn agbegbe ti onkọwe ti iwulo pẹlu idagbasoke awọn algoridimu amuṣiṣẹpọ, iṣiro ohun-ini ikanni, awose/ demodulation, ifaminsi ariwo-sooro, bakanna bi diẹ ninu awọn algoridimu Layer wiwọle media (MAC). Ṣaaju ki o darapọ mọ Geoscan, onkọwe ṣiṣẹ ni awọn ile-iṣẹ lọpọlọpọ, ti n dagbasoke awọn ẹrọ ibaraẹnisọrọ alailowaya aṣa. Lati 2002 si 2007, o ṣiṣẹ ni Proteus LLC gẹgẹbi alamọja pataki ni idagbasoke awọn ọna ṣiṣe ibaraẹnisọrọ ti o da lori boṣewa IEEE802.16 (WiMAX). Lati ọdun 1999 si ọdun 2002, onkọwe ṣe alabapin ninu idagbasoke awọn algoridimu ifaminsi ariwo ati awoṣe ti awọn ọna asopọ redio ni Federal State Unitary Enterprise Central Research Institute “Granit”. Onkọwe gba oludije ti Imọ-ẹrọ Imọ-ẹrọ lati Ile-ẹkọ giga St. Alexander jẹ ọmọ ẹgbẹ lọwọlọwọ ti IEEE ati IEEE Communications Society.
orisun: www.habr.com