كيفية اختيار مودم النطاق العريض للسيارة الجوية بدون طيار (UAV) أو الروبوتات

مهمة نقل كمية كبيرة من البيانات من مركبة جوية غير مأهولة (UAV) أو الروبوتات الأرضية ليست شائعة في التطبيقات الحديثة. تتناول هذه المقالة معايير اختيار أجهزة مودم النطاق العريض والمشكلات ذات الصلة. هذه المقالة مكتوبة لمطوري الطائرات بدون طيار والروبوتات.

معايير الاختيار

المعايير الرئيسية لاختيار مودم واسع النطاق لأجهزة الطائرات بدون طيار أو الروبوتات هي.

1. مجموعة الاتصالات.
2. الحد الأقصى لمعدل البيانات.
3. التأخير في نقل البيانات.
4. المعلمات الشامل والشامل.
5. واجهات المعلومات المدعومة.
6. الاحتياجات الغذائية.
7. منفصلة السيطرة / قناة القياس.

مجموعة الاتصالات

لا يعتمد نطاق الاتصال على المودم فحسب ، بل يعتمد أيضًا على الهوائيات وكابلات الهوائي وظروف انتشار الموجات الراديوية والتداخل الخارجي وأسباب أخرى. من أجل فصل المعلمات المودم نفسه من المعلمات الأخرى التي تؤثر على نطاق الاتصال ، فإننا نعتبر معادلة النطاق [Kalinin AI ، Cherenkova EL انتشار الموجات الراديوية وتشغيل وصلة الراديو. الاتصالات. موسكو. 1971]

$$

$$R = \ frac {3 \ cdot 10 ^ 8} {4 \ pi F} 10 ^ {\ frac {P_ {TXdBm} + G_ {TXdB} + L_ {TXdB} + G_ {RXdB} + L_ {RXdB} + | V | _ {dB} -P_ {RXdBm}} {20}}،$$

حيث
$$$R$ - مدى الاتصال المطلوب بالأمتار ؛
$$$F$ - التردد بال هرتز ؛
$$$P_ {TXdBm}$ - قدرة مرسل المودم بالوحدة dBm ؛
$$$G_ {TXdB}$ - كسب هوائي المرسل بالوحدة dB ؛
$$$L_ {TXdB}$ - خسائر في الكبل من المودم إلى هوائي المرسل بالوحدة dB ؛
$$$G_ {RXdB}$ - كسب هوائي المستقبل بوحدة dB ؛
$$$L_ {RXdB}$ - فقدان الكبل من المودم إلى هوائي الاستقبال بوحدة dB ؛
$$$P_ {RXdBm}$ - حساسية مستقبل المودم بالوحدة dBm ؛
$$$| V | _ {dB}$ - عامل التوهين ، مع مراعاة الخسائر الإضافية بسبب تأثير سطح الأرض والنباتات والغلاف الجوي وعوامل أخرى في الديسيبل.

من معادلة المدى ، يمكن ملاحظة أن المدى يعتمد فقط على معلمتين للمودم: قدرة المرسل $$$P_ {TXdBm}$ وحساسية الاستقبال $$$P_ {RXdBm}$ ، أو بالأحرى ، من فرقهم - ميزانية الطاقة للمودم

$$

$$B_m = P_ {TXdBm} -P_ {RXdBm}.$$

تصف المعلمات المتبقية في معادلة المدى ظروف انتشار الإشارة ومعلمات أجهزة تغذية الهوائي ، أي ليس لها علاقة بالمودم.
لذلك ، من أجل زيادة نطاق الاتصالات ، من الضروري اختيار مودم بقيمة كبيرة $$$B_m$ . اضغط للتكبير $$$B_m$ في المقابل ، فمن الممكن عن طريق زيادة $$$P_ {TXdBm}$ أو عن طريق الحد $$$P_ {RXdBm}$ . في معظم الحالات ، يبحث مطورو الطائرات بدون طيار عن مودم ذي قدرة إرسال عالية ولا يولون سوى القليل من الاهتمام لحساسية المستقبل ، على الرغم من أنك تحتاج إلى القيام بالعكس الصحيح. يستلزم المرسل القوي الموجود على متن مودم واسع النطاق المشكلات التالية:

• ارتفاع استهلاك الطاقة.
• الحاجة إلى التبريد ؛
• تدهور التوافق الكهرومغناطيسي (EMC) مع بقية المعدات على متن الطائرات بدون طيار ؛
• انخفاض الطاقة الشبح.

تتعلق أول مشكلتين بحقيقة أن الأساليب الحديثة لنقل كميات كبيرة من المعلومات عبر الهواء ، على سبيل المثال OFDM ، تتطلب جهاز إرسال خطي . كفاءة أجهزة الإرسال الراديوية الخطية الحديثة منخفضة: 10-30 ٪. وبالتالي ، يتم تحويل 70-90 ٪ من الطاقة الثمينة لمصدر طاقة UAV إلى حرارة ، والتي يجب إزالتها بشكل فعال من المودم ، وإلا فسوف تنهار أو ستنخفض طاقة الخرج بسبب الحرارة الزائدة في أكثر اللحظات غير المناسبة. على سبيل المثال ، سوف يستهلك مرسل 2 وات 6-20 واط من مصدر طاقة ، منها 4-18 واط سيتم تحويله إلى حرارة.

تعتبر سرية الطاقة للراديو الإذاعي مهمة للتطبيقات الخاصة والعسكرية. انخفاض الشبح يعني أن إشارة المودم من المحتمل نسبياً أن يتم الكشف عنها بواسطة مستقبل الاستطلاع لمحطة التشويش. تبعا لذلك ، فإن احتمال قمع وصلة لاسلكية مع انخفاض الشبح الطاقة كبير أيضا.

تميز حساسية مستقبل المودم قدرته على استخراج المعلومات من الإشارات المستقبلة بمستوى جودة معين. قد تختلف معايير الجودة. في أنظمة الاتصالات الرقمية ، يستخدمون غالبًا احتمال الخطأ لكل بت (معدل الخطأ في البتات - BER) أو احتمال الخطأ في حزمة المعلومات (معدل أخطاء الإطار - FER). في الواقع ، هذه الحساسية هي مستوى الإشارة ذاتها التي يتم استخراج المعلومات منها. على سبيل المثال ، تشير حساسية dBm −98 عند BER = 10 ⁻⁶ إلى أنه يمكن استخراج المعلومات التي تحتوي على BER من إشارة بمستوى dBm-98 ، على سبيل المثال ، لم تعد d99 dBm من إشارة بمستوى. بالطبع ، يحدث انخفاض في الجودة مع انخفاض في مستوى الإشارة بشكل تدريجي ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن غالبية أجهزة المودم الحديثة متأصلة في ما يسمى. تأثير عتبة يحدث عنده انخفاض سريع في الجودة مع انخفاض في مستوى الإشارة دون الحساسية بسرعة كبيرة. يكفي تقليل الإشارة بمقدار أقل من 1 إلى 2 ديسيبل من الحساسية ، بحيث يرتفع معدل الخطأ في البتات إلى 10 − ¹ ، مما يعني أنك لن ترى فيديوًا من UAV. إن تأثير العتبة هو نتيجة مباشرة لنظرية شانون لقناة ذات ضوضاء ؛ لا يمكن إزالتها. إن تدمير المعلومات عندما ينخفض ​​مستوى الإشارة إلى أقل من الحساسية يرجع إلى تأثير الضوضاء التي يتم توليدها داخل جهاز الاستقبال نفسه. لا يمكن القضاء تماما على الضوضاء الداخلية للمستقبل ، ولكن من الممكن خفض مستواه أو معرفة كيفية استخراج المعلومات بكفاءة من إشارة صاخبة. يستخدم مصنعو المودم كلاً من هذين الأسلوبين ، مما يؤدي إلى إجراء تحسينات على وحدات RF للمستقبل وتحسين خوارزميات معالجة الإشارات الرقمية. لا يؤدي تحسين حساسية جهاز استقبال المودم إلى زيادة هائلة في استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة كزيادة في طاقة جهاز الإرسال. هناك بالطبع زيادة في استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة ، لكنها متواضعة إلى حد ما.

يوصى باستخدام خوارزمية اختيار المودم التالية من حيث تحقيق نطاق الاتصال المطلوب.

1. حدد قيمة معدل نقل البيانات.
2. اختر المودم مع أفضل حساسية للسرعة المطلوبة.
3. تحديد نطاق الاتصال عن طريق الحساب أو أثناء التجربة.
4. إذا كان نطاق الاتصال أقل من اللازم ، فحاول استخدام التدابير التالية (مرتبة بترتيب تناقص الأولوية):

• تقليل الخسائر في الكابلات الهوائي $$$L_ {TXdB}$ . $$$L_ {RXdB}$ عن طريق تطبيق كبل مع التوهين الخطي السفلي في تردد التشغيل و / أو تقليل طول الكابلات ؛
• زيادة كسب الهوائي $$$G_ {TXdB}$ . $$$G_ {RXdB}$ .
• زيادة قوة الارسال المودم.

تعتمد قيم الحساسية على معدل نقل البيانات وفقًا للقاعدة: سرعة أعلى - حساسية أسوأ. على سبيل المثال ، حساسية of98 ديسيبل في الثانية بسرعة 8 ميغابت في الثانية أفضل من حساسية ديسيبل -95 لسرعة 12 ميغابت في الثانية. يمكنك مقارنة أجهزة المودم بحساسية فقط لنفس معدل البيانات.

تتوفر دائمًا البيانات على قدرة المرسل دائمًا في مواصفات أجهزة المودم ، لكن البيانات المتعلقة بحساسية المستقبِل ليست بعيدة دائمًا أو في حجم غير كافٍ. على الأقل ، هذا سبب للقلق ، لأن الأرقام الجميلة يصعب إخفاءها. بالإضافة إلى ذلك ، دون نشر بيانات الحساسية ، تحرم الشركة المصنعة المستهلك من فرصة تقدير نطاق الاتصال عن طريق الحساب قبل شراء المودم.

الحد الأقصى لمعدل البيانات

يعد اختيار مودم لهذه المعلمة أمرًا بسيطًا نسبيًا إذا كانت متطلبات السرعة محددة بوضوح. ولكن هناك بعض الفروق الدقيقة.

إذا كانت المشكلة التي يتم حلها تتطلب ضمان أقصى مدى اتصال ممكن وفي نفس الوقت يمكن اختيار نطاق تردد واسع بما يكفي لرابط الراديو ، فمن الأفضل اختيار مودم يدعم نطاق تردد عريض (عرض النطاق الترددي). الحقيقة هي أن سرعة المعلومات المطلوبة يمكن تحقيقها في نطاق ضيق نسبياً من نطاق التردد بسبب استخدام أنواع التشكيل الكثيفة (16QAM ، 64QAM ، 256QAM ، إلخ) ، أو في نطاق تردد واسع بسبب استخدام التشكيل منخفض الكثافة (BPSK ، QPSK) ). يُفضل استخدام التشكيل منخفض الكثافة لمثل هذه المهام بسبب ارتفاع المناعة في الضوضاء. لذلك ، فإن حساسية المستقبل أفضل ، على التوالي ، تزيد من ميزانية الطاقة للمودم ، ونتيجة لذلك ، فإن نطاق الاتصال.

في بعض الأحيان ، تقوم الشركات المصنعة للطائرات بدون طيار بتعيين سرعة المعلومات لرابط الراديو أكثر بكثير من سرعة المصدر ، حرفيًا مرتين أو أكثر ، بحجة أن مصادر مثل برامج ترميز الفيديو لها معدل بت متغير ويجب اختيار سرعة المودم مع مراعاة أقصى انبعاثات معدل البت. نطاق الاتصال في هذه الحالة ، بطبيعة الحال ، يتناقص. يجب عدم استخدام هذا النهج إلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية. تحتوي معظم أجهزة المودم الحديثة على مخزن مؤقت فسيح في جهاز الإرسال يمكنه تخفيف انبعاثات معدل البت دون فقد الحزمة. لذلك ، الهامش من السرعة أكبر من 25 ٪ غير مطلوب. إذا كان هناك سبب للاعتقاد بأن سعة المخزن المؤقت في المودم الذي تم شراؤه غير كافية وتحتاج إلى زيادة سرعة أكبر بكثير ، فمن الأفضل رفض شراء هذا المودم.

تأخير البيانات

عند تقييم هذه المعلمة ، من المهم فصل التأخير المرتبط بنقل البيانات عبر وصلة الراديو عن التأخير الناتج عن جهاز التشفير / فك التشفير لمصدر المعلومات ، على سبيل المثال ، برنامج ترميز الفيديو. يتكون التأخير في وصلة الراديو من 3 قيم.

1. تأخير بسبب معالجة الإشارات في المرسل والمستقبل.
2. تأخير بسبب انتشار الإشارات من المرسل إلى المستقبل.
3. تأخير بسبب تخزين البيانات مؤقتًا في جهاز الإرسال في الإرسال المزدوج بتقسيم الوقت (TDD).

يتراوح تأخير النوع الأول ، وفقًا لتجربة المؤلف ، بين عشرات من مايكروثانية إلى مللي ثانية واحدة. يعتمد تأخير النوع 2 على مدى الاتصال ، على سبيل المثال ، بالنسبة لوصلة 100 كيلومتر ، تساوي 333 μs. يعتمد تأخير النوع 3 على طول رتل TDD وعلى نسبة مدة دورة الإرسال إلى مدة الرتل الكلية ويمكن أن يختلف من 0 إلى مدة الرتل ، أي أنه متغير عشوائي. إذا كانت رزمة المعلومات المرسلة عند دخل المرسل عندما كان المودم في دورة الإرسال ، فسيتم بث الحزمة دون تأخير من النوع 3. إذا تأخرت الحزمة قليلاً وبدأت دورة الاستقبال بالفعل ، فسيتم تأخيرها في المخزن المؤقت للمرسل طوال دورة الاستقبال . تتراوح أطوال إطار TDD النموذجي من 2 إلى 20 مللي ثانية ، على التوالي ، ولن يتجاوز تأخير النوع 3 في أسوأ الحالات 20 مللي ثانية. وبالتالي ، سيكون التأخير الكلي في الوصلة الراديوية خلال 3-21 مللي ثانية.

أفضل طريقة لمعرفة زمن الوصول في ارتباط الراديو هي تجربة واسعة النطاق تستخدم أدوات مساعدة لتقييم أداء الشبكة. لا يوصى بقياس التأخير حسب طريقة الاستجابة للطلب ، حيث إن التأخير في الاتجاهين الأمامي والخلفي قد لا يكون متماثلًا لأجهزة المودم TDD.

المعلمات الشامل والشامل

لا يتطلب اختيار وحدة المودم الموجودة على متن الطائرة وفقًا لهذا المعيار تعليقات خاصة: كلما كان الحجم أصغر وأخف وزنا كلما كان ذلك أفضل. لا تنس الحاجة إلى تبريد الوحدة المحمولة بالهواء ، فقد تكون هناك حاجة إلى مشعات إضافية ، على التوالي ، يمكن أن يزيد الوزن والأبعاد أيضًا. هنا ، يجب إعطاء الأفضلية للكتل الخفيفة والصغيرة الحجم مع انخفاض استهلاك الطاقة.

بالنسبة للكتلة الأرضية ، فإن المعلمات ذات الأبعاد الجماعية ليست حرجة للغاية. سهولة الاستخدام والتركيب تأتي في المقدمة. يجب أن تكون الوحدة الأرضية جهازًا محميًا بشكل موثوق من التأثيرات الخارجية مع نظام تثبيت مناسب للصاري أو حامل ثلاثي القوائم. خيار جيد عند دمج الوحدة الأرضية في غلاف واحد بهوائي. من الناحية المثالية ، يجب توصيل الوحدة الأرضية بنظام التحكم من خلال موصل واحد مناسب. هذا سيوفر لك من الكلمات الصعبة عندما تحتاج إلى القيام بأعمال النشر في درجة حرارة -20 درجة.

متطلبات التغذية

يتم إنتاج الوحدات على متن الطائرة ، كقاعدة عامة ، مع دعم لمجموعة واسعة من الفولتية للإمداد ، على سبيل المثال ، 7-30 فولت ، والتي تغطي معظم خيارات الجهد في شبكة طاقة الطائرات بدون طيار. إذا كان لديك خيار من عدة وحدات تزويد ، فقم بإعطاء الأفضلية لأدنى قيمة لجهد الإمداد. وكقاعدة عامة ، يتم إنتاج مصدر الطاقة الداخلي لأجهزة المودم من الفولتية 3.3 و 5.0 فولت عبر مصادر الطاقة الثانوية. كفاءة مصادر الطاقة الثانوية أعلى ، أصغر الفرق بين المدخلات والجهد الداخلي للمودم. زيادة الكفاءة تعني انخفاض استهلاك الطاقة وتبديد الحرارة.

في المقابل ، يجب أن تدعم الوحدات الأرضية الطاقة من مصدر جهد عالي نسبيًا. هذا يجعل من الممكن استخدام كابل الطاقة مع مقطع عرضي صغير ، مما يقلل من الوزن ويبسط التثبيت. بينما تساوي الأشياء الأخرى ، أعط الأفضلية للوحدات الأرضية مع دعم PoE (الطاقة عبر الإيثرنت). في هذه الحالة ، لا يلزم سوى كابل إيثرنت واحد لتوصيل الوحدة الأرضية بمحطة التحكم.

منفصلة السيطرة / قناة القياس

فرصة مهمة في الحالات التي لا توجد فيها مساحة متبقية على UAV لتثبيت مودم منفصل للقيادة عن بعد. في حالة وجود مساحة ، يمكن عندئذٍ استخدام قناة تحكم / عن بُعد منفصلة لمودم النطاق العريض كنسخة احتياطية. عند اختيار مودم مع هذا الخيار ، انتبه إلى المودم الذي يدعم البروتوكول المطلوب للاتصال بـ UAV (MAVLink أو الملكية) وإمكانية مضاعفة بيانات قناة التحكم / القياس عن بعد في واجهة ملائمة على المحطة الأرضية (NS). على سبيل المثال ، يتم توصيل الوحدة المدمجة لمودم النطاق العريض بالطيار الآلي عبر واجهة مثل RS232 أو UART أو CAN ، ويتم توصيل الوحدة الأرضية بجهاز الكمبيوتر التحكم عبر واجهة Ethernet والتي من خلالها يجب تبادل معلومات القياس عن بُعد والفيديو. في هذه الحالة ، يجب أن يكون المودم قادرًا على مضاعفة تيار القياس عن بُعد بين واجهات RS232 أو UART أو CAN الخاصة بالوحدة المحمولة جواً وواجهة Ethernet الخاصة بالوحدة الأرضية.

غيرها من المعالم إلى الاهتمام

وجود وضع مزدوج. تدعم أجهزة المودم عريضة النطاق لأجهزة UAVs أوضاع التشغيل البسيطة أو المزدوجة. في الوضع البسيط ، لا يمكن إرسال البيانات إلا في الاتجاه من UAV إلى NS ، وفي الاتجاهين - في كلا الاتجاهين. عادةً ما تحتوي أجهزة المودم البسيط على برنامج ترميز فيديو مدمج ومصممة للعمل مع الكاميرات التي لا تحتوي على برنامج ترميز فيديو. المودم البسيط غير مناسب للاتصال بكاميرا IP أو بأي أجهزة أخرى تتطلب اتصال IP. على العكس من ذلك ، عادةً ما يتم تصميم مودم مزدوج لتوصيل شبكة IP UAV المدمجة بشبكة NS IP ، أي أنه يدعم كاميرات IP وأجهزة IP الأخرى ، ولكن قد لا يحتوي على برنامج ترميز فيديو مدمج ، لأن كاميرات IP تحتوي عمومًا ترميز الفيديو الخاص بك. يتوفر دعم Ethernet فقط على أجهزة المودم المزدوجة.

استقبال التنوع (تنوع آر إكس). وجود هذه الميزة ضروري لضمان التواصل المستمر عبر كامل مسافة الرحلة. عندما تنتشر الموجات فوق سطح الأرض ، تصل الموجات الراديوية إلى نقطة الاستقبال في شعاعين: على طول مسار مباشر وانعكاس من السطح. في حالة حدوث إضافة موجين من الأشعة في الطور ، يتم تضخيم الحقل عند نقطة الاستقبال ، وإذا كان في الطور المضاد ، يتم إضعافه. يمكن أن يكون الضعف مهمًا جدًا - حتى فقدان الاتصال بالكامل. يساعد وجود اثنين من الهوائيات في NS على ارتفاعات مختلفة على حل هذه المشكلة ، لأنه إذا تمت إضافة أشعة في موقع هوائي واحد في الطور المضاد ، ثم في موقع الآخر - لا. نتيجة لذلك ، يمكنك تحقيق اتصال مستقر طوال المسافة.

طبولوجيا الشبكة المدعومة. يُنصح باختيار مودم يوفر الدعم ليس فقط لطوبولوجيا من نقطة إلى نقطة (PTP) ، ولكن أيضًا لطوبولوجيا من نقطة إلى عدة نقاط (PMP) وطبولوجيا (ترحيل ، مكرر). يمكن أن يؤدي استخدام الترحيل عبر UAV إضافي إلى توسيع منطقة التغطية في UAV الرئيسي بشكل ملحوظ. سيسمح دعم PMP بتلقي المعلومات في وقت واحد من عدة طائرات بدون طيار على NS واحد. يرجى ملاحظة أن دعم PMP وترحيل يتطلب زيادة عرض النطاق الترددي للمودم مقارنة مع حالة الاتصال مع الطائرات بدون طيار واحد. لذلك ، يوصى بتحديد مودم مع دعم لنطاق تردد عريض (على الأقل 15-20 ميغاهرتز) لهذه الأوضاع.

توافر معززات مناعة الضوضاء. خيار مفيد ، بالنظر إلى حالة التداخل المتوترة في الأماكن التي تستخدم فيها الطائرات بدون طيار. من خلال نظام الحصانة ضد الضوضاء ، نفهم قدرة نظام الاتصالات على أداء وظيفته عندما يكون هناك تداخل ذي أصل اصطناعي أو طبيعي في قناة الاتصال. هناك طريقتان للتعامل مع التداخل. النهج 1: تصميم جهاز استقبال المودم بحيث يمكنه بثقة تلقي المعلومات حتى لو كان هناك تداخل في نطاق قناة الاتصال بتكلفة بعض التخفيض في معدل نقل المعلومات. المنهج 2: قمع أو تقليل التداخل عند دخل المستقبِل. ومن الأمثلة على تنفيذ النهج الأول أنظمة تمديد الطيف ، وهي: قفز التردد (FH) ، وتوسيع الطيف بتسلسل عشوائي شبه عشوائي (DSSS) ، أو مختلط منه. أصبحت تقنية FH واسعة الانتشار في قنوات التحكم في الطائرات بدون طيار نظرًا لصغر حجم معدل البيانات المطلوب في قناة الاتصال هذه. على سبيل المثال ، لسرعة 16 kbit / s في النطاق 20 MHz ، يمكن ترتيب حوالي 500 موقع تردد ، مما يتيح لك حماية نفسك بشكل موثوق من تداخل النطاق الضيق.يعد استخدام FH لقناة النطاق العريض مشكلة بسبب النطاق الترددي الكبير الناتج. على سبيل المثال ، للحصول على 500 موقع تردد عند العمل مع إشارة بعرض نطاق ترددي قدره 4 ميجاهرتز ، فأنت تحتاج إلى 2 جيجا هرتز من النطاق المجاني! الكثير ليكون حقيقة واقعة. يعد استخدام DSSS لقناة اتصال عريضة النطاق مع UAV أكثر ملاءمة. في هذه التكنولوجيا ، يتم تكرار كل بت من المعلومات في وقت واحد على عدة ترددات (أو حتى على الإطلاق) في نطاق الإشارة ، وفي وجود تداخل ضيق النطاق ، يمكن استخراجها من أجزاء من الطيف لا تتأثر بالتداخل. استخدام DSSS ، وكذلك FH ، يعني أنه في حالة حدوث تداخل في القناة ، سوف تكون هناك حاجة إلى انخفاض في معدل نقل البيانات. ومع ذلك ، فمن الواضح أنه من الأفضل تلقي الفيديو من الطائرات بدون طيار بدقة أقل من لا شيء على الإطلاق. النهج 2 يستخدم الحقيقةأن التداخل ، على عكس الضوضاء الداخلية للمستقبل ، يدخل وصلة الراديو من الخارج ، وإذا كان هناك بعض الوسائل في المودم ، فيمكن إخماده. يكون قمع التداخل ممكنًا إذا كان موضعيًا في المناطق الطيفية أو الزمنية أو المكانية. على سبيل المثال ، يتم تداخل النطاق الضيق في المنطقة الطيفية ويمكن "فصله" عن الطيف باستخدام مرشح خاص. وبالمثل ، يتم ترجمة الضوضاء النبضية في المجال الزمني ، من أجل قمعها ، تتم إزالة المنطقة المتأثرة من إشارة دخل جهاز الاستقبال. إذا لم يكن التداخل ضيق النطاق أو نابضًا ، فمن الممكن استخدام المكثف المكاني لقمعه ، لأن التداخل يدخل هوائي الاستقبال من المصدر من اتجاه معين. إذا ، في الاتجاه إلى مصدر التداخل ، ضع مخطط الإشعاع الصفري لهوائي الاستقبال ،ثم سيتم قمع التدخل. وتسمى هذه الأنظمة أنظمة تكيف الشعاع وإبطالها. لا يتم استخدام هذه الأنظمة في أجهزة مودم النطاق العريض المعروفة للمؤلف عن الطائرات بدون طيار ، على الرغم من أن لا شيء يمنعهم من الظهور في المستقبل.

بروتوكول الراديو المستخدم. يمكن لمصنعي المودم استخدام إما معيار (WiFi ، DVB-T) أو بروتوكول راديو خاص. نادراً ما يشار إلى هذه المعلمة في المواصفات. يشار إلى استخدام DVB-T بشكل غير مباشر في نطاقات التردد المدعومة 2/4/6/7/8 ، وأحيانًا 10 MHz ، والإشارة في نص مواصفة تكنولوجيا COFDM (OFDM المشفرة) التي يُستخدم فيها OFDM بالتزامن مع تشفير تصحيح الأخطاء. على طول الطريق ، نلاحظ أن COFDM هو شعار إعلان بحت وليس لديه أي مزايا أكثر من OFDM ، لأن OFDM لا يتم تطبيقه على أرض الواقع بدون تشفير مقاوم للضوضاء. قم بالمساواة بين COFDM و OFDM عندما ترى هذه الاختصارات في مواصفات أجهزة المودم اللاسلكية.

عادةً ما يتم تصميم أجهزة المودم التي تستخدم البروتوكول القياسي على أساس شريحة متخصصة (WiFi ، DVB-T) تعمل جنبًا إلى جنب مع المعالج الدقيق. استخدام شريحة متخصصة يزيل الكثير من الصداع من الشركة المصنعة للمودم المرتبط بتطوير وبرمجة وتنفيذ واختبار بروتوكول الراديو الخاص به. يتم استخدام المعالج الدقيق لإعطاء المودم الوظيفة اللازمة. تتمتع أجهزة المودم هذه بالمزايا التالية.

1. انخفاض السعر
2. أبعاد جيدة عموما.
3. انخفاض استهلاك الطاقة.

عيوب وتتوفر أيضا.

1. عدم القدرة على تغيير خصائص واجهة الراديو عن طريق تغيير البرامج الثابتة.
2. انخفاض الاستقرار في العرض على المدى الطويل.
3. القدرة المحدودة على توفير الدعم الفني المؤهل في حل المهام غير القياسية.

يعزى انخفاض ثبات العرض إلى حقيقة أن صانعي الرقائق موجهون بشكل أساسي إلى الأسواق الجماعية (أجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر ، إلخ). لا تعتبر الشركات المصنعة للمودم UAV أولوية بالنسبة لهم ولا يمكنهم بأي حال من الأحوال التأثير على قرار الشركة المصنعة للرقاقة بإيقاف الإنتاج دون استبدال مناسب لمنتج آخر. يتم تعزيز هذه الميزة من خلال ميل التعبئة والتغليف للواجهات الراديوية إلى دوائر مصغرة متخصصة من النوع "النظام على رقاقة" (نظام على رقاقة - شركة نفط الجنوب) وفيما يتعلق بذلك ، يتم غسل الرقائق الفردية للواجهات الراديوية تدريجياً من سوق أشباه الموصلات.

تعود محدودية الفرص في توفير الدعم الفني إلى حقيقة أن فرق تطوير أجهزة المودم القائمة على بروتوكول راديو قياسي مجهزة جيدًا مع أخصائيين في تكنولوجيا الإلكترونيات والميكروويف. قد لا يتواجد أخصائيو الراديو على الإطلاق ، نظرًا لعدم وجود مشاكل لهم يتعين معالجتها. لذلك ، قد يخيب مصنعو الطائرات بدون طيار الذين يبحثون عن حلول لمهام الاتصالات الراديوية غير التافهة من حيث التشاور والمساعدة التقنية.

يتم تصميم أجهزة المودم التي تستخدم بروتوكول راديو خاص على أساس رقائق معالجة الإشارات الرقمية والتناظرية العالمية. استقرار العرض من هذه الرقائق عالية جدا. صحيح أن السعر مرتفع أيضًا. تتمتع أجهزة المودم هذه بالمزايا التالية.

1. إمكانيات واسعة لتكييف المودم مع احتياجات العميل ، بما في ذلك تكييف واجهة الراديو عن طريق تغيير البرامج الثابتة.
2. ميزات إضافية لواجهة الراديو ، مثيرة للاهتمام للاستخدام في الطائرات بدون طيار وتغيب في أجهزة المودم التي بنيت على أساس بروتوكولات الراديو القياسية.
3. ارتفاع الاستقرار العرض ، مدفوع. على المدى الطويل.
4. مستوى عالٍ من الدعم الفني ، بما في ذلك المهام غير القياسية.

عيوب.

1. السعر المرتفع.
2. يمكن أن تكون معلمات الكتلة والأبعاد أسوأ من تلك الخاصة بالمودمات على بروتوكولات الراديو القياسية.
3. زيادة استهلاك الطاقة من وحدة معالجة الإشارات الرقمية.

البيانات الفنية لبعض أجهزة المودم لأجهزة الطائرات بدون طيار

يوضح الجدول المعايير الفنية لبعض أجهزة المودم لأجهزة الطائرات بدون طيار المتوفرة في السوق.

يرجى ملاحظة أنه على الرغم من أن مودم 3D Link لديه أقل قدرة إرسال مقارنة بمودم Picoradio OEM و J11 (25 ديسيبل مقابل 27-30 ديسيبل) ، فإن ميزانية طاقة 3D لينك أعلى من تلك المودم بسبب حساسية عالية للمستقبل (في نفس معدل نقل البيانات لأجهزة المودم مقارنة). وبالتالي ، فإن نطاق الاتصال عند استخدام 3D لينك سيكون أطول مع خلسة طاقة أفضل.

الجدول. البيانات الفنية لبعض أجهزة مودم النطاق العريض لأجهزة الطائرات بدون طيار والروبوتات

* n / a - لا توجد بيانات.