Jinsi ya Kuhesabu Bajeti ya Kiungo cha RF kwa Viungo vya Data vya UAV

Kiungo cha data cha UAV kinaweza kuonekana kuwa cha kutegemewa wakati wa jaribio fupi la ardhini na bado kisifaulu ndege inapofikia kiwango cha juu zaidi, benki, kupanda, au kubeba mtiririko wa video wa kiwango cha juu. Ugumu sio kuchagua tu nguvu ya kutosha ya kusambaza; kila faida ya antena, upotezaji wa maunzi, upotezaji wa uenezi, kiwango cha juu cha mpokeaji, na hali ya uendeshaji lazima itathminiwe pamoja.

A vitendo Bajeti ya kiunganishi cha data ya UAV hugeuza vigeu hivyo kuwa makadirio ya nishati iliyopokewa na ukingo unaoweza kutumika. Hesabu huanza na kisa cha misheni, hufuata njia ya RF kutoka kwa kisambaza data hadi kwa kipokezi, huongeza hasara zinazohusiana na safari ya ndege, na kufichua kama viungo vya udhibiti na upakiaji huhifadhi akiba ya kutosha.

 

Anza na Misheni, Sio Mfumo

Tenganisha mahitaji ya uplink, telemetry na upakiaji

Data ya amri, telemetry na upakiaji haipaswi kuchukuliwa kama mtiririko mmoja wa trafiki. Kiunga cha juu cha amri kinaweza kubeba data kidogo lakini kinahitaji utulivu wa chini na mwendelezo wa juu sana. Telemetry inaweza kustahimili kiwango cha chini, ilhali kiunganishi cha chini cha video cha HD kinaweza kutumia uwezo unaopatikana na kudai mawimbi yenye nguvu zaidi kwa urekebishaji wake uliochaguliwa.

Rekodi kiwango cha chini cha upakiaji, muda wa kusubiri unaokubalika, ustahimilivu wa upotevu wa pakiti, na upatikanaji unaohitajika kwa kila huduma. Tumia upitishaji wa programu badala ya kiwango cha juu zaidi cha safu-mwili ya redio, kwa sababu juu ya itifaki, utumaji upya, udhibiti wa trafiki, na urekebishaji wa kubadilisha hupunguza uwezo unaopatikana wa upakiaji. Kwa hivyo, bajeti ya kiunganishi cha data ya UAV inapaswa kuangaliwa kwa angalau vizingiti viwili: kimoja cha kudumisha amri na udhibiti, na kingine cha kudumisha video inayohitajika au mtiririko wa kihisi.

Chagua hatua mbaya zaidi katika bahasha ya ndege

Umbali unapaswa kuwakilisha sehemu dhaifu ya uhalisia katika njia, sio tu eneo la misheni linalotangazwa. Kwa ndege yenye urefu tofauti na kituo cha ardhini, tumia safu ya mteremko:

Safu ya mteremko = √(umbali mlalo⊃2; + tofauti ya urefu⊃2;)

Jiometri pekee haitambui hatua mbaya zaidi. Zamu za benki, mabadiliko ya kiwango, pembe za mwinuko mwinuko, vichwa vya kurudi, na uwekaji wa mizigo inaweza kuweka kituo cha chini katika sehemu dhaifu ya muundo wa antena inayopeperushwa hewani. Ingizo sahihi la misheni ni msimamo na mtazamo wa ndege ambao hutoa kiungo dhaifu cha kuaminika, hata wakati sehemu nyingine iko mbali kidogo.

 

Weka Kila Faida na Hasara katika Hesabu Moja

Unda laha ya ingizo kutoka kwa usanidi mmoja halisi wa redio

Anza na hali moja kamili ya uendeshaji. Usichanganye nguvu ya juu zaidi ya usambazaji, unyeti wa bendi nyembamba, chaneli pana zaidi, na kiwango cha juu zaidi cha data wakati vipimo hivyo haviwezi kutokea kwa wakati mmoja.

Vitengo vina majukumu tofauti. dBm huonyesha kiwango kamili cha nishati, dBi inafafanua faida ya antena ikilinganishwa na kidhibiti cha umeme cha isotropiki, na dB inaonyesha uwiano wa faida au hasara. Kwa sababu equation ni logarithmic, faida huongezwa na hasara hutolewa moja kwa moja.

Vipimo vya bidhaa lazima vichukuliwe kama hali zilizounganishwa za uendeshaji. Mfululizo wa hewani wa WDS DDLmesh huauni upana unaoweza kuchaguliwa na upana wa chaneli nyembamba, BPSK inayoweza kubadilika kupitia urekebishaji wa 64QAM, chaguo zinazoweza kubadilishwa za pato la RF, vitendaji 2 × 2 vya MIMO, na unyeti wa kipokezi wa −103 dBm kwa 5 MHz au -117 dBm katika 250 kHz. Thamani hizi zinaonyesha kwa nini laha ya kazi lazima ichague kipimo data na kiwango cha huduma kwanza: unyeti wa ukanda mwembamba hauwezi kutumika kuthibitisha kwamba mtiririko wa video wa bendi pana utafanya kazi.

Kokotoa upotezaji wa njia ya nafasi huru kutoka kwa masafa na safu ya mteremko

Kwa njia isiyozuiliwa ya kutoka kwa uhakika, hesabu upotezaji wa nafasi ya bure na marudio katika MHz na umbali katika kilomita:

FSPL (dB) = 32.4 + 20 log10(fMHz) + 20 log10(dkm)

Upotevu wa njia ya nafasi huru inawakilisha hali ya marejeleo badala ya majani, mgawanyiko wa ardhi, kuziba kwa fremu ya hewa, kuingiliwa, au mpangilio mbaya wa antena. Athari hizo zinahitaji posho tofauti au muundo wa kina zaidi wa uenezi.

Kwa 2.4 GHz zaidi ya kilomita 10.01, hesabu ni:

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

FSPL ≈ 120.0 dB

Masafa yaliyoingizwa katika GHz badala ya MHz yanaweza kutoa hitilafu ya dB 60 na toleo hili la mlinganyo. Kwa hivyo vitengo vinapaswa kuonyeshwa karibu na kila seli ya ingizo badala ya kuachwa kwenye kumbukumbu.

Kokotoa EIRP na utabiri nishati iliyopokelewa

Nguvu inayolingana ya mionzi ya isotropiki inachanganya maneno ya upande wa upitishaji:

EIRP = Ptx + Gtx − Ltx

Ikiwa transmitter hutoa 30 dBm, antenna hutoa 2 dBi katika mwelekeo husika, na njia ya cable inapoteza 1 dB, EIRP ni 31 dBm. Thamani hii inapaswa kuchunguzwa dhidi ya sheria zinazotumika kwa mzunguko uliochaguliwa na eneo la uendeshaji.

Nguvu ya mpokeaji iliyotabiriwa ni basi:

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

Weka hasara za ziada zionekane. 'Kipengele cha usalama' kimoja ambacho hakijafafanuliwa hufanya iwe vigumu kubainisha ikiwa muundo huo unajumuisha kutolingana kwa ubaguzi, kivuli cha fremu ya hewa, hitilafu ya ufuatiliaji, uvumilivu wa kiunganishi, au mazingira ya juu ya kelele. Maingizo tofauti pia hurahisisha data ya majaribio ya ndege ya baadaye kulinganisha na bajeti ya awali ya kiungo cha data ya UAV.

Hatimaye, hesabu njia za hewa-hadi-ardhi na ardhi-hadi-hewa katika safu wima tofauti. Wanaweza kushiriki umbali sawa na upotezaji wa nafasi ya bure, lakini nguvu tofauti za kusambaza, usakinishaji wa antena, ukimbiaji wa kebo, kipimo data, na vizingiti vya unyeti vinaweza kuunda ukingo tofauti sana.

 

Amua Kama Kiungo Bado Kitafanya Kazi Katika Ndege

Linganisha nishati iliyopokewa na thamani sahihi ya unyeti

Unyeti wa kipokezi si sifa moja ya kudumu ya redio. Kwa kawaida hubadilika na kipimo data, urekebishaji, usimbaji, utendakazi wa hitilafu lengwa, na wakati mwingine idadi ya minyororo amilifu ya RF. Thamani ya usikivu inapaswa tu kuingiza bajeti ya kiungo cha data cha UAV inapolingana na hali ya uendeshaji inayohitajika na programu.

Piga hesabu ya ukingo wa kiungo cha awali kama:

Upeo wa kiungo = Nguvu iliyotabiriwa iliyopokewa - unyeti wa kipokezi

Ikiwa ishara iliyotabiriwa ni −78 dBm na unyeti unaotumika ni -103 dBm, ukingo wa kwanza ni 25 dB. Matokeo hayo yanasema mawimbi ya mfano ni 25 dB juu ya kizingiti cha kipokeaji kilichochaguliwa chini ya mawazo yaliyoingizwa kwenye laha ya kazi.

Hifadhi ukingo kwa kubadilisha hali ya uga

Ukingo wa Fifisha ni hifadhi inayoweza kutumika kati ya mawimbi ya uendeshaji yanayotarajiwa na kiwango cha chini kinachohitajika kwa huduma iliyochaguliwa. Huchukua hasara ambazo hutofautiana kulingana na wakati au haziwezi kutabiriwa kwa usahihi wakati wa kupanga kulingana na meza. Hifadhi inayohitajika inategemea umuhimu wa dhamira, muda unaokubalika wa kukatiza, mazingira ya njia, marudio, tabia ya antena na uaminifu wa data ya ingizo.

Jumuisha posho za hitilafu ya ugawanyiko, ustahimilivu wa viunganishi, kuelekeza antena ya ardhini, kuziba kwa fremu ya hewa, kizuizi kidogo, njia nyingi na kutokuwa na uhakika wa usakinishaji. Kuingilia kunapaswa kushughulikiwa kwa uangalifu kwa sababu haipunguzi nguvu za ishara zilizopokelewa kila wakati; badala yake, inaweza kuinua sakafu ya kelele inayofaa na kuongeza kiwango cha mawimbi kinachohitajika kwa kiwango fulani cha data. Katika karatasi rahisi ya kupanga, athari hiyo inaweza kuwakilishwa kama adhabu ya kihafidhina ya usikivu, mradi tu iwe na lebo wazi.

Uondoaji wa Fresnel unastahili ukaguzi mfupi wa njia kwa njia za mwinuko wa chini karibu na ardhi, mimea, majengo au ardhi. Mstari wa kuona hauhakikishi eneo la uenezi lisilo na usumbufu. Ambapo kibali kinatiliwa shaka, utafiti wa uenezaji unaofahamu ardhi ya eneo unafaa zaidi kuliko kutegemea upotevu wa nafasi huru pekee.

Akaunti ya mtazamo wa ndege na muundo wa antena

Thamani ya antena katika hesabu ya kiungo cha UAV inapaswa kuwa faida kuelekea redio nyingine, si tu idadi ya juu zaidi iliyochapishwa kwenye hifadhidata. Antena ya pande zote katika azimuth bado inaweza kuwa na nuru za mwinuko wa kina, huku usakinishaji karibu na nyuzinyuzi za kaboni, betri, mota, nyaya, kamera, au antena zingine zitengeneze muundo wake mzuri.

Kwa hivyo, viringisha, piga, na miayo ni katika ukaguzi wa muundo. Mgeuko wa benki unaweza kuzungusha mgawanyiko au kuelekeza null kuelekea kituo, wakati njia ya juu inaweza kuweka antena ya ardhini nje ya eneo lenye mwinuko mkubwa zaidi. wengi ubajeti ya kiunganishi cha data ya UAV ina hali tofauti za ndege ya kiwango, kiwango cha juu cha benki, kupanda, usafiri wa juu, na kichwa cha kurudi.

MIMO na utofauti wa kupokea kunaweza kuboresha uthabiti, lakini manufaa yanapaswa kufuata hali ya kumbukumbu ya redio na utenganisho wa antena iliyosakinishwa. Kuzidisha kwa anga hutumiwa kimsingi kuongeza uwezo, ambapo utofauti unakusudiwa kuboresha uimara dhidi ya kufifia. Kuongeza 'MIMO faida' kiholela kwa nguvu iliyopokewa kunaweza kuzidisha utendakazi.

Angalia maelekezo yote ya kiungo na vizingiti vyote viwili vya utendaji

Uunganisho wa njia mbili umepunguzwa na mwelekeo wake dhaifu. Kiunganishi cha chini kinaweza kuwa na nguvu ya juu ya upitishaji hewa na kubeba trafiki kubwa ya video, ilhali kiunganishi cha amri kinaweza kutumia antena ya ardhini, mpangilio wa chaneli au mahitaji ya usikivu. Usawa wa uenezi haufanyi minyororo kamili ya vifaa kufanana.

Masafa ya misheni inapaswa kutegemea kizingiti chochote kinachofikiwa kwanza. UAV inaweza kubaki kudhibitiwa baada ya mtiririko wa video kutotumika, lakini hiyo haimaanishi kwamba hitaji la awali la kuunganisha data limetimizwa.

 

Tekeleza Mfano Uliofanyiwa Kazi, Kisha Changamoto Matokeo

Kamilisha hesabu moja halisi ya kiungo cha data ya UAV

Zingatia kiungo cha 2.4 GHz hewa hadi ardhini chenye masafa ya mlalo ya kilomita 10 na tofauti ya urefu wa 500 m. Usanidi uliochaguliwa wa redio hutumia 1 W kwa kila msururu wa RF, sawa na 30 dBm kwa kila mnyororo, na chaneli ya 5 MHz yenye hisia -103 dBm. Mfano ni zoezi la kukokotoa badala ya dai la masafa lililohakikishwa.

Masafa ya mteremko ni √(10⊃2; + 0.5⊃2;), au takriban kilomita 10.01. Upotezaji wa nafasi bila malipo ni takriban dB 120, wakati EIRP ni 30 + 2 - 1, au 31 dBm. Nguvu iliyopokelewa inakuwa 30 + 2 - 1 - 120 + 12 - 1 = -78 dBm.

Kulinganisha −78 dBm na −103 dBm huacha 25 dB ya ukingo wa kawaida. Hiyo inaonekana kuwa ya kufanya kazi kwenye karatasi, lakini inachukua mstari wazi wa kuona, faida sahihi za antena, hakuna upotezaji wa usakinishaji usio na muundo, na unyeti wa mpokeaji unaofaa kwa huduma inayohitajika. Hesabu ya mwelekeo kinyume lazima bado ikamilike kwa thamani zake za kisambaza data, antena na kipokezi.

Jaribio la mkazo kwenye bajeti kabla ya kuidhinisha muundo

Matokeo ya kawaida sasa yanapaswa kupingwa badala ya kukubalika. Tuseme zamu ya benki na uwekaji wa fremu ya hewa husababisha 6 dB ya upotezaji wa muundo wa antena. Ikiwa kuingiliwa na kutokuwa na uhakika wa utekelezaji kutaweka adhabu ya ziada sawa ya 4 dB, ukingo unaopatikana huanguka kutoka 25 dB hadi takriban 15 dB.

Kuongezeka kwa nguvu ya kisambazaji si mara zote jibu bora la kwanza. Utoaji wa juu wa RF unaweza kuongeza mzigo wa umeme, utengano wa joto, uzito wa mfumo, kuingiliwa, na kufichua kwa udhibiti, wakati uwekaji bora wa antena unaweza kurejesha desibeli kadhaa bila adhabu hizo.

Upimaji wa ndege unapaswa kuendelea kutoka kwa njia fupi, za hatari ndogo hadi kwenye bahasha kamili. Rekodi nguvu ya mawimbi iliyopokewa, SNR, urekebishaji, upitishaji, upotezaji wa pakiti, na muda wa kusubiri wakati wa safari ya anga ya juu, zamu, kupanda, kupita juu na kichwa cha kurudi. Kulinganisha vipimo hivyo na hesabu za matukio hubadilisha laha ya awali ya kazi kuwa muundo uliorekebishwa kwa misheni ya baadaye.

 

Hitimisho

Bajeti inayotegemewa ya kiunganishi cha data ya UAV inapaswa kuonyesha dhamira kamili badala ya hesabu bora ya mstari wa kuona. Kuangalia maelekezo yote mawili ya viungo, kulinganisha unyeti wa kipokeaji kwa kiwango cha data kinachohitajika, na kuruhusu mwelekeo wa antena, kuingiliwa na hasara za usakinishaji huunda msingi wa kweli zaidi wa majaribio ya muundo na safari ya ndege.

Bidhaa za kiunganishi cha data zinazopeperushwa na Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. za DDLmesh zinaweza kutathminiwa ndani ya mchakato huu, kusaidia timu kulinganisha usanidi wa uendeshaji na kuchagua mipangilio inayofaa ya nishati, kipimo data na urekebishaji. Matokeo yake ni njia iliyo wazi zaidi kutoka kwa upangaji wa awali wa RF hadi amri inayotegemewa, telemetry, na mawasiliano ya malipo.

 

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Swali: Bajeti ya kiungo cha data ya UAV ni nini?

J: Bajeti ya kiunganishi cha data ya UAV huongeza faida za kisambaza data na antena, hupunguza njia na hasara za maunzi, kisha inalinganisha nishati iliyotabiriwa na kizingiti cha kipokeaji.

Swali: Fomula ya msingi ya bajeti ya kiungo cha RF ni ipi?

Jibu: Nguvu iliyotabiriwa iliyopokewa ni sawa na nguvu ya kisambaza data pamoja na kusambaza na kupokea faida za antena, kebo ya kuondoa, kiunganishi, uenezi, ugawanyiko, kizuizi, na hasara nyingine za utekelezaji.

Swali: Je, mfumo wa mawasiliano wa UAV unahitaji kiasi gani cha kiungo?

J: Hakuna lengo la wote. Upeo unaohitajika unategemea umuhimu wa dhamira, marudio, kuingiliwa, harakati za ndege, kukatika kwa ndege zinazokubalika, na imani katika mawazo ya uenezi.

Swali: Kwa nini safu ya mteremko inapaswa kutumika kwa hesabu za viungo vya UAV?

J: Masafa ya mteremko huakisi umbali halisi wa pande tatu kati ya ndege na kituo cha ardhini, ikichangia utengano wa mlalo na tofauti ya mwinuko.

Swali: Je, bajeti za UAV za juu na za chini zinapaswa kuhesabiwa tofauti?

A: Ndiyo. Kila uelekeo unaweza kutumia nishati tofauti ya kusambaza, antena, upotevu wa kebo, kipimo data, urekebishaji, na unyeti wa kipokezi, na kutengeneza kando tofauti za uendeshaji.

Swali: Je, kuongeza nguvu ya upitishaji kila wakati kunaboresha uaminifu wa kiungo cha UAV?

J: Nguvu zaidi inaweza kuongeza nguvu ya mawimbi iliyopokewa, lakini uwekaji wa antena, upotevu wa mlisho, kipimo data cha chaneli, kuingiliwa, mipaka ya udhibiti, joto, na matumizi ya nishati inaweza kuwa muhimu zaidi.