Ինչպես հաշվարկել ՌԴ կապի բյուջեն UAV տվյալների հղումների համար

Անօդաչու թռչող սարքի տվյալների հղումը կարող է հուսալի թվալ ցամաքային կարճ փորձարկման ժամանակ և դեռևս ձախողվել, երբ օդանավը հասնում է առավելագույն հեռավորության վրա, ափ է ընկնում, բարձրանում կամ բարձր արագությամբ տեսահոսք է իրականացնում: Դժվարությունը պարզապես բավարար փոխանցման հզորություն ընտրելը չէ. յուրաքանչյուր ալեհավաքի շահույթ, ապարատային կորուստ, տարածման կորուստ, ընդունիչի շեմը և գործառնական վիճակը պետք է միասին գնահատվեն:

Գործնական UAV տվյալների կապի բյուջեն այդ փոփոխականները վերածում է ստացված հզորության և օգտագործելի մարժայի գնահատման: Հաշվարկը սկսվում է առաքելության դեպքից, հետևում է ՌԴ ուղուն՝ հաղորդիչից ստացող, ավելացնում է թռիչքի հետ կապված կորուստները և բացահայտում, թե արդյոք վերահսկման և բեռնվածության կապերը պահպանում են բավարար պաշար:

 

Սկսեք առաքելությունից, ոչ թե բանաձևից

Առանձնացրեք վերելքի, հեռաչափության և օգտակար բեռի պահանջները

Հրամանատարության, հեռաչափության և օգտակար բեռնվածության տվյալները չպետք է դիտարկվեն որպես ընդհանուր երթևեկության հոսք: Հրամանի վերահղումը կարող է կրել քիչ տվյալներ, բայց պահանջում է ցածր ուշացում և շատ բարձր շարունակականություն: Հեռուստաչափությունը կարող է հանդուրժել ավելի ցածր արագություն, մինչդեռ HD վիդեո ներքևի կապը կարող է սպառել առկա հզորության մեծ մասը և պահանջել ավելի ուժեղ ազդանշան իր ընտրված մոդուլյացիայի համար:

Գրանցեք նվազագույն ծանրաբեռնվածության թողունակությունը, առավելագույն ընդունելի հետաձգումը, փաթեթների կորստի հանդուրժողականությունը և յուրաքանչյուր ծառայության համար անհրաժեշտ հասանելիությունը: Օգտագործեք հավելվածի թողունակությունը, այլ ոչ թե ռադիոյի ֆիզիկական շերտի գագաթնակետը, քանի որ արձանագրության վերին ծախսերը, վերահաղորդումները, վերահսկում են երթևեկությունը և փոփոխվող մոդուլյացիան նվազեցնում են օգտակար բեռի համար հասանելի հզորությունը: Ուստի անօդաչու թռչող սարքի տվյալների կապի բյուջեն պետք է ստուգվի առնվազն երկու շեմի համեմատ՝ մեկը՝ հրամանատարության և հսկողության պահպանման համար, և մյուսը՝ պահանջվող տեսանյութի կամ սենսորային հոսքի պահպանման համար:

Ընտրեք թռիչքի ծրարի ամենավատ կետը

Հեռավորությունը պետք է ներկայացնի երթուղու ամենաթույլ իրատեսական կետը, այլ ոչ միայն գովազդվող առաքելության շառավիղը: Վերգետնյա կայանից տարբեր բարձրության վրա գտնվող ինքնաթիռի համար օգտագործեք թեքության միջակայքը.

Թեքության միջակայք = √ (հորիզոնական հեռավորություն⊃2; + բարձրության տարբերություն⊃2;)

Միայն երկրաչափությունը չի բացահայտում ամենավատ կետը: Բանկային շրջադարձերը, ձայնի բարձրության փոփոխությունները, բարձրության կտրուկ անկյունները, վերադարձի վերնագրերը և ծանրաբեռնվածության տեղադրումը կարող են վերգետնյա կայանը դնել օդային ալեհավաքի ավելի թույլ մասում: Առաքելության ճիշտ մուտքագրումն այն դիրքն ու օդանավի վերաբերմունքն է, որոնք ստեղծում են ամենաթույլ վստահելի օղակը, նույնիսկ երբ մեկ այլ կետ մի փոքր ավելի հեռու է:

 

Ներդրեք յուրաքանչյուր շահույթ և կորուստ մեկ հաշվարկի մեջ

Կառուցեք մուտքային թերթիկ մեկ իրական ռադիոյի կոնֆիգուրացիայից

Սկսեք մեկ ամբողջական աշխատանքային ռեժիմից: Մի համադրեք փոխանցման ամենաբարձր հզորությունը, նեղ շերտի զգայունությունը, ամենալայն ալիքը և տվյալների առավելագույն արագությունը, երբ այդ բնութագրերը չեն կարող միաժամանակ առաջանալ:

Միավորներն ունեն տարբեր դերեր: dBm-ն արտահայտում է բացարձակ հզորության մակարդակ, dBi-ն նկարագրում է ալեհավաքի աճը իզոտրոպ ռադիատորի նկատմամբ, իսկ dB-ն արտահայտում է շահույթի կամ կորստի հարաբերակցությունը: Քանի որ հավասարումը լոգարիթմական է, շահույթները գումարվում են, իսկ կորուստները հանվում են ուղղակիորեն:

Արտադրանքի բնութագրերը պետք է դիտարկվեն որպես փոխկապակցված աշխատանքային պայմաններ: WDS DDLmesh օդային շարքը աջակցում է ընտրովի լայնաշերտ և նեղ ալիքների լայնություններ, հարմարվողական BPSK 64QAM մոդուլյացիայի միջոցով, կարգավորելի ՌԴ ելքային ընտրանքներ, 2×2 MIMO գործառույթներ և ստացողի զգայունությունը −103 դԲմ 5 ՄՀց կամ −117 դԲՀց 250 մոդուլյացիայի դեպքում։ Այս արժեքները ցույց են տալիս, թե ինչու աշխատաթերթը պետք է նախ ընտրի թողունակություն և սպասարկման արագություն. նեղ շերտի զգայունությունը չի կարող օգտագործվել ապացուցելու համար, որ լայնաշերտ վիդեո հոսքը կաշխատի:

Հաշվարկել ազատ տարածության ուղու կորուստը հաճախականության և թեքության միջակայքից

Անխոչընդոտ կետից կետ ուղու համար հաշվարկեք ազատ տարածության ուղու կորուստը հաճախականությամբ ՄՀց-ով և հեռավորությունը կիլոմետրերով.

FSPL (dB) = 32,4 + 20 log10 (fMHz) + 20 log10 (dkm)

Ազատ տարածության ուղու կորուստը ներկայացնում է հղման վիճակ, այլ ոչ թե սաղարթ, տեղանքի դիֆրակցիա, օդային շրջանակի խցանում, միջամտություն կամ ալեհավաքի սխալ դասավորություն: Այդ ազդեցությունները պահանջում են առանձին նպաստներ կամ ավելի մանրամասն տարածման մոդել:

2,4 ԳՀց հաճախականությամբ 10,01 կմ-ի վրա, հաշվարկը հետևյալն է.

FSPL = 32.4 + 20 log10 (2400) + 20 log10 (10.01)

FSPL ≈ 120,0 դԲ

Հաճախականությունը, որը մուտքագրված է ոչ թե ՄՀց, այլ ԳՀց-ով, հավասարման այս տարբերակի դեպքում կառաջացնի 60 դԲ սխալ: Հետևաբար, միավորները պետք է ցուցադրվեն յուրաքանչյուր մուտքային բջիջի կողքին՝ հիշողությանը թողնելու փոխարեն:

Հաշվարկել EIRP-ը և կանխատեսված ստացված հզորությունը

Իզոտրոպային ճառագայթահարման համարժեք հզորությունը միավորում է փոխանցման կողմի տերմինները.

EIRP = Ptx + Gtx - Ltx

Եթե ​​հաղորդիչը արտադրում է 30 դԲմ, ապա ալեհավաքը համապատասխան ուղղությամբ ապահովում է 2 դԲ, իսկ մալուխի ուղին կորցնում է 1 դԲ, EIRP-ը 31 դԲմ է: Այս արժեքը պետք է ստուգվի ընտրված հաճախականության և շահագործման վայրի նկատմամբ կիրառվող կանոնների համաձայն:

Ստացողի կանխատեսված հզորությունը կլինի.

Prx = Ptx + Gtx - Ltx - FSPL - Ladditional + Grx - Lrx

Պահպանեք լրացուցիչ կորուստները տեսանելի: Մեկ անբացատրելի «անվտանգության գործոնը» դժվարացնում է որոշել, թե արդյոք մոդելը ներառում է բևեռացման անհամապատասխանություն, օդային շրջանակի ստվերում, հետևելու սխալ, միակցիչի հանդուրժողականություն կամ բարձր աղմուկի միջավայր: Առանձին գրառումները նաև հեշտացնում են ավելի ուշ թռիչքների փորձարկման տվյալները՝ համեմատելու սկզբնական UAV տվյալների կապի բյուջեի հետ:

Ի վերջո, հաշվարկեք օդ-գետն ու հող-օդ ուղիները առանձին սյունակներում: Նրանք կարող են կիսել նույն հեռավորությունը և ազատ տարածության կորուստը, սակայն փոխանցման տարբեր հզորությունները, ալեհավաքների տեղադրումը, մալուխի անցումները, թողունակությունը և զգայունության շեմերը կարող են զգալիորեն տարբեր սահմաններ ստեղծել:

 

Որոշեք, թե արդյոք կապը դեռ աշխատում է թռիչքի ժամանակ

Համեմատեք ստացված հզորությունը ճիշտ զգայունության արժեքի հետ

Ընդունիչի զգայունությունը ռադիոյի մշտական ​​բնութագիրը չէ: Այն սովորաբար փոխվում է թողունակության, մոդուլյացիայի, կոդավորման, թիրախային սխալի կատարման և երբեմն ակտիվ ՌԴ շղթաների քանակի հետ: Զգայունության արժեքը պետք է մուտքագրի միայն UAV տվյալների կապի բյուջեն, երբ այն համապատասխանում է հավելվածի կողմից պահանջվող գործառնական ռեժիմին:

Հղման սկզբնական լուսանցքը հաշվարկեք հետևյալ կերպ.

Կապի լուսանցք = Կանխատեսված ստացված հզորություն - Ստացողի զգայունություն

Եթե ​​կանխատեսված ազդանշանը −78 դԲմ է, իսկ կիրառելի զգայունությունը՝ −103 դԲմ, սկզբնական լուսանցքը 25 դԲ է։ Այդ արդյունքն ասում է, որ մոդելավորված ազդանշանը 25 դԲ-ով բարձր է ընտրված ստացողի շեմից՝ աշխատանքային թերթում մուտքագրված ենթադրությունների համաձայն:

Պահուստային մարժան դաշտային պայմանների փոփոխության համար

Fade margin-ը ակնկալվող գործառնական ազդանշանի և ընտրված ծառայության համար պահանջվող նվազագույն մակարդակի օգտագործվող պահուստն է: Այն կլանում է կորուստները, որոնք տարբերվում են ժամանակի հետ կամ չեն կարող ճշգրիտ կանխատեսվել սեղանի վրա հիմնված պլանավորման ժամանակ: Պահանջվող պահուստը կախված է առաքելության կրիտիկականությունից, ընդհատման ընդունելի ժամանակից, ճանապարհի միջավայրից, հաճախականությունից, ալեհավաքի վարքագծից և մուտքային տվյալների վստահությունից:

Ներառեք բևեռացման սխալի, միակցիչի հանդուրժողականության, վերգետնյա ալեհավաքի մատնանշման, օդային շրջանակի խցանման, մասնակի խոչընդոտման, բազմուղիների և տեղադրման անորոշության թույլտվությունները: Միջամտությունները պետք է զգույշ վարվեն, քանի որ այն միշտ չէ, որ նվազեցնում է ստացված ազդանշանի հզորությունը. փոխարենը, այն կարող է բարձրացնել արդյունավետ աղմուկի մակարդակը և բարձրացնել տվյալ տվյալների արագության համար անհրաժեշտ ազդանշանի մակարդակը: Պարզ պլանավորման թերթիկում այդ ազդեցությունը կարող է ներկայացվել որպես պահպանողական զգայունության տույժ, պայմանով, որ այն հստակ պիտակավորված է:

Ֆրենելի մաքրումը արժանի է կարճ երթուղու ստուգման՝ տեղանքի, բուսականության, շենքերի կամ գետնի մոտ գտնվող ցածր բարձրության ուղիների համար: Տեսողական տեսադաշտը չի երաշխավորում անխախտ տարածման շրջանը: Այնտեղ, որտեղ մաքրումը կասկածելի է, տեղանքին տեղեկացված տարածման ուսումնասիրությունն ավելի նպատակահարմար է, քան միայն ազատ տարածության կորստի վրա հիմնվելը:

Հաշվի առեք ինքնաթիռի դիրքը և ալեհավաքի ձևը

Անթենայի արժեքը UAV կապի հաշվարկում պետք է լինի մյուս ռադիոհաղորդիչի նկատմամբ ստացվող շահույթը, այլ ոչ թե տվյալների թերթիկի վրա տպված առավելագույն թիվը: Ազիմուտում բազմակողմանի ալեհավաքը կարող է դեռևս ունենալ խորը բարձրության զրոյականներ, մինչդեռ ածխածնային մանրաթելերի, մարտկոցների, շարժիչների, լարերի, տեսախցիկների կամ այլ ալեհավաքների մոտ տեղադրումը կարող է վերափոխել դրա արդյունավետ օրինակը:

Հետևաբար, գլանափաթեթը, սկիպիդարը և ծալքը պատկանում են դիզայնի վերանայմանը: Թեքված շրջադարձը կարող է պտտել բևեռացումը կամ զրոյացնել դեպի կայանը, մինչդեռ վերգետնյա անցումը կարող է տեղակայել վերգետնյա ալեհավաքը ամենաուժեղ բարձրության շրջանից դուրս: Ամենա uԱնօդաչու թռչող սարքի տվյալների հղման բյուջեն պարունակում է առանձին սցենարներ մակարդակի թռիչքի, առավելագույն ափի, վերելքի, օդային փոխադրման և վերադարձի ուղղության համար:

MIMO-ն և ստացվող բազմազանությունը կարող են բարելավել ճկունությունը, սակայն առավելությունը պետք է հետևի փաստաթղթավորված ռադիո ռեժիմին և տեղադրված ալեհավաքի բաժանմանը: Տարածական մուլտիպլեքսավորումը հիմնականում օգտագործվում է հզորությունը մեծացնելու համար, մինչդեռ բազմազանությունը նպատակաուղղված է բարելավելու կայունությունը մարման դեմ: Ստացված հզորությանը կամայական 'MIMO շահում' ավելացնելը կարող է գերագնահատել արդյունավետությունը:

Ստուգեք և՛ կապի ուղղությունները, և՛ կատարողականության երկու շեմերը

Երկկողմանի կապը սահմանափակվում է իր ավելի թույլ ուղղությամբ: Ներքևի կապը կարող է ունենալ օդային փոխանցման ավելի բարձր հզորություն և ծանրաբեռնված վիդեո տրաֆիկ կրել, մինչդեռ հրամանի վերին հղումը կարող է օգտագործել այլ վերգետնյա ալեհավաք, ալիքի կարգավորում կամ զգայունության պահանջ: Տարածման փոխադարձությունը չի դարձնում սարքավորումների ամբողջական շղթաները նույնական:

Առաքելության շրջանակը պետք է հիմնված լինի այն շեմի վրա, որը առաջինը կհասնի: Անօդաչու թռչող սարքը կարող է կառավարելի մնալ այն բանից հետո, երբ տեսահոսքը դառնում է անօգտագործելի, բայց դա չի նշանակում, որ տվյալների կապի սկզբնական պահանջը կատարվել է:

 

Գործարկեք մշակված օրինակ, այնուհետև մարտահրավեր նետեք արդյունքին

Լրացրեք մեկ իրատեսական UAV տվյալների կապի հաշվարկ

Դիտարկենք 2,4 ԳՀց հաճախականությամբ օդ-երկիր կապը 10 կմ հորիզոնական միջակայքով և 500 մ բարձրության տարբերությամբ: Ընտրված ռադիոյի կոնֆիգուրացիան օգտագործում է 1 Վտ հզորություն մեկ RF շղթայում, որը համարժեք է 30 դԲմ մեկ շղթայի, և 5 ՄՀց ալիք՝ −103 դԲմ զգայունությամբ: Օրինակը ավելի շուտ հաշվարկային վարժություն է, քան երաշխավորված միջակայքի պահանջ:

Թեքության միջակայքը √ (10⊃2; + 0.5⊃2;) է կամ մոտավորապես 10.01 կմ: Ազատ տարածության կորուստը մոտ 120 դԲ է, մինչդեռ EIRP-ը 30 + 2 − 1 կամ 31 դԲմ է: Ստացված հզորությունը դառնում է 30 + 2 − 1 − 120 + 12 − 1 = −78 դԲմ։

−78 dBm-ը −103 dBm-ի հետ համեմատելը թողնում է 25 դԲ անվանական մարժան: Սա թղթի վրա գործունակ է թվում, բայց ենթադրում է հստակ տեսադաշտ, ալեհավաքի ճշգրիտ ձեռքբերում, տեղադրման չմոդելավորված կորուստ և ընդունիչի զգայունություն, որը համապատասխանում է պահանջվող ծառայությանը: Հակառակ ուղղության հաշվարկը դեռ պետք է ավարտվի սեփական հաղորդիչի, ալեհավաքի և ստացողի արժեքներով:

Սթրես-թեստ բյուջեն նախքան դիզայնը հաստատելը

Անվանական արդյունքն այժմ պետք է վիճարկվի, քան ընդունվի: Ենթադրենք, թեքված շրջադարձը և օդակայանի տեղադրումը առաջացնում են 6 դԲ ալեհավաքի կառուցվածքի կորուստ: Եթե ​​միջամտությունը և իրականացման անորոշությունը սահմանում են լրացուցիչ 4 դԲ համարժեք տույժ, ապա հասանելի մարժան 25 դԲ-ից ընկնում է մինչև մոտավորապես 15 դԲ:

Հաղորդիչի հզորության ավելացումը միշտ չէ, որ լավագույն առաջին արձագանքն է: Ավելի բարձր ՌԴ ելքը կարող է մեծացնել էլեկտրական բեռը, ջերմության տարածումը, համակարգի քաշը, միջամտությունը և կարգավորիչ ազդեցությունը, մինչդեռ ալեհավաքի ավելի լավ տեղադրումը կարող է վերականգնել մի քանի դեցիբել առանց այդ տույժերի:

Թռիչքի փորձարկումը պետք է անցնի կարճ, ցածր ռիսկային ուղիներից մինչև ամբողջական ծրար: Արձանագրեք ստացված ազդանշանի ուժգնությունը, SNR-ը, մոդուլյացիան, թողունակությունը, փաթեթների կորուստը և հետաձգումը մակարդակով ելքային թռիչքի, շրջադարձերի, մագլցումների, վերևի անցումների և հետադարձ ուղղության ժամանակ: Այդ չափումները սցենարի հաշվարկների հետ համեմատելը բնօրինակ աշխատաթերթը վերածում է ապագա առաքելությունների համար տրամաչափված մոդելի:

 

Եզրակացություն

Հուսալի UAV տվյալների կապի բյուջեն պետք է արտացոլի ամբողջական առաքելությունը, այլ ոչ թե տեսադաշտի իդեալական հաշվարկը: Երկու կապի ուղղությունները ստուգելը, ստացողի զգայունությունը տվյալների պահանջվող արագությանը համապատասխանելը և ալեհավաքի կողմնորոշումը, միջամտությունը և տեղադրման կորուստները թույլ տալն ավելի իրատեսական հիմք են ստեղծում նախագծման և թռիչքի փորձարկման համար:

Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd.-ի DDLmesh օդային տվյալների կապի արտադրանքները կարող են գնահատվել այս նույն գործընթացի շրջանակներում՝ օգնելով թիմերին համեմատել գործառնական կոնֆիգուրացիան և ընտրել համապատասխան հզորության, թողունակության և մոդուլյացիայի կարգավորումները: Արդյունքն ավելի հստակ ուղի է ՌԴ-ի սկզբնական պլանավորումից մինչև հուսալի հրամանատարություն, հեռաչափություն և օգտակար բեռների հաղորդակցություն:

 

ՀՏՀ

Q: Ի՞նչ է UAV տվյալների կապի բյուջեն:

A: UAV տվյալների կապի բյուջեն ավելացնում է հաղորդիչի հզորությունը և ալեհավաքի շահույթը, հանում է ուղին և ապարատային կորուստները, այնուհետև համեմատում է կանխատեսված ստացված հզորությունը ստացողի շեմի հետ:

Հարց: Ո՞րն է ՌԴ կապի բյուջեի հիմնական բանաձևը:

A: Կանխատեսված ստացված հզորությունը հավասար է հաղորդիչի հզորությանը, գումարած փոխանցման և ստացման ալեհավաքի շահույթը, մինուս մալուխը, միակցիչը, տարածումը, բևեռացումը, խցանումը և իրականացման այլ կորուստները:

Հարց. Որքա՞ն կապի մարժա է անհրաժեշտ անօդաչու թռչող սարքի հաղորդակցման համակարգին:

Պատասխան. Չկա համընդհանուր թիրախ: Պահանջվող մարժան կախված է առաքելության կրիտիկականությունից, հաճախականությունից, միջամտությունից, օդանավերի տեղաշարժից, ընդունելի անջատումներից և տարածման ենթադրությունների նկատմամբ վստահությունից:

Հարց. Ինչու՞ պետք է թեքության միջակայքը օգտագործվի UAV կապի հաշվարկների համար:

Պատ.՝ թեքության միջակայքը արտացոլում է իրական եռաչափ հեռավորությունը օդանավի և վերգետնյա կայանի միջև՝ հաշվի առնելով ինչպես հորիզոնական բաժանումը, այնպես էլ բարձրության տարբերությունը:

Հարց. Արդյո՞ք UAV-ի վերին և ներքևի հղման բյուջեները պետք է առանձին հաշվարկվեն:

A: Այո: Յուրաքանչյուր ուղղություն կարող է օգտագործել հաղորդման տարբեր հզորություն, ալեհավաքներ, մալուխի կորուստներ, թողունակություն, մոդուլյացիա և ստացողի զգայունություն՝ առաջացնելով տարբեր աշխատանքային սահմաններ:

Հարց. Փոխանցման հզորության ավելացումը միշտ բարելավում է UAV կապի հուսալիությունը:

A: Ավելի շատ հզորությունը կարող է մեծացնել ստացված ազդանշանի ուժը, սակայն ալեհավաքի տեղադրումը, սնուցող կորուստը, կապուղու թողունակությունը, միջամտությունը, կարգավորող սահմանները, ջերմությունը և էներգիայի սպառումը կարող են ավելի կարևոր լինել: