wifi на БПЛА

[buryanov]

Помогите советом.

Есть БПЛА, который летает до 20км со скоростью до 50км\ч. На нем установлена камера, которая пишет в хорошем качестве и есть аналоговый видеолинк, который в посредственном качестве передаёт картинку. Было несколько попыток поднять wifi линк, но дальность оказалась до 1200м. Экспериментировали на 5G, поскольку на 2.4 идёт управление. Используемое оборудование на БПЛА r52 + антенна клевер 5.8, на базе r52 + панельная антенна.

Что требуется: передавать фотографии размером 5-8МБ каждые 10 сек, максимум каждые 1-1.5 минуты.

Если сможете, поделитесь советом.

Из дополнений, 3G нет, GSM скорее нет, чем есть.

Edited November 15, 2014 by buryanov

[Виктор Николаевич]

Ubiquiti 700/900 Мгц

Edited November 15, 2014 by Виктор Николаевич

[ingr]

Оптимізувати можна хіба що антену. Тобто, збільшувати розмір, піднімати над землею, робити систему повороту по азимуту і куту місця.

[buryanov]

Поднять антенну на 10м можно, а вот корректировку антенны придётся делать постоянно, поскольку безпилотник находится в постоянном движении, gps координаты есть, зачастую.

Пробовали параболу, но с ней была проблема, поскольку достаточно узкий угол и особенно на небольших расстояниях связи нет, на 1000м при поперечном перемещении нужно постоянно крутить параболу.

900 попробуем, заказали убнт на ибее, летом не смогли найти на Украине.

[ingr]

Взагалі-то, питання висоти польоту і прямої видимості. Якщо висота порядка кілометра - то і антену піднімати не потрібно. А якщо сотня метрів - тоді в залежності від рельєфу.

[LENS]

В вашем случае переход на ubiquiti 900 мгц - самое простое и быстрое решение.

Если и после перехода не будет устойчивой связи, то нужно искать решение на более низких частотах, но тогда цена за радио комплект будет кусаться (+ вес  + антенна и самое главное скорость - мегабитных скоростей не будет)

Мы смогли на автомобильных радиостанциях DMR стандарта добиться связи на 25 км без прямой видимости - до 9,6 кбит (цена от 600 у.е.)

Есть не рации, а цифровые модемы, которые передают данные в протоколах с коррекцией от ошибок и так далее - около 80 кбит (цена от 1000 у.е.)

Есть украинские модемы - без протоколов и алгоритмов, на выходе обычный com порт - до 9,6 кбит (цена от 250 у.е.)

 

Я не знаю если ли модемы на 450Мгц или чуть выше (чтобы дешевле модем стоил), нужно поискать.

Пробуйте на ubiquiti 900 мгц, остальное все дорого, очень сложно и не сможет передавать такие скорости.

[yurikvelo]

r52 - 65 mW, мизерная мощность для таких расстояний если можно применять только всенаправленные антенны.

Нужно или радикально увеличивать мощность или радикально параболичную антенну.

[buryanov]

к выходным должна освободиться пара R52Hn, попробую их.

пробовал строить линки на телеметрии и поверх них поднимать ip, но скорость 9.6к совсем не радует, разве, что только как телеметрию и использовать.

предлагалось TDM многоканальное решение до 3Мбит на 20км, но точка на безпилотнике достаточно тяжелая, большая, энергопотребляемая и дорогая, ~$1500-$2000

[masters]

убики раньше выпускали mini-PCI карточки 700Mhz, в нете можно найти. На них километров 10 подымете.

[yurikvelo]

а что решает низкая частота? энергетика линка при прямой видимости не зависит от частоты.

зона френеля наоборот увеличивается.

 

автор как я понял пока бьётся с проблемой прямой видимости, а не с полутенью.

для 802.11g/n 65 mW на всенаправленные антенны это несколько сот метров.

 

Надо:

1) радикально увеличивать мощность (в 100 раз с ходу)

и/или

2) радикально увеличивать наземную параболу 

и/или

3) применять узкополосные низкоскоростные протоколы передачи данных

Edited November 19, 2014 by yurikvelo

[yurikvelo]

http://cyberleninka.ru/article/n/issledovanie-harakteristik-radiokanala-svyazi-s-bespilotnymi-letatelnymi-apparatami

http://radio-systems.org/uav_communications_links 

 

в примере во второй ссылке - для 30 км даже для предельной чувствительности (самый медленный режим MCS-0) надо 24 дБ парабола и 1 Вт бортовой передатчик.

Если передатчик всего 18 dBm, то антенну надо >34 dB, что на практике неприменимо.

 

Исходя из того что более 24 дБ антенну использовать проблематично - надо искать передатчики с мощностью хотя бы 1 Ватт.

 

Является целесообразным использования двух типов антенн для различных дальностей полета БПЛА: с усилением ~8 дБи для условий ближнего полета и более 20 дБи для условий дальнего полета. Требования к опорно-поворотному устройству антенны НКУ определяются исходя из ширины ДН антенны: допустимая погрешность установки поворотной платформой азимутального угла и угла возвышения антенны не должна превышать половину ширины ДН. В случае установки антенны с усилением 27 дБи ширина ДН составит приблизительно 6°, тогда допустимая погрешность составит 3°.

 

Но и в этом случае скорость передачи (на максимальном удалении) будет 10-20 кб/сек не более, что для передачи 6 Мб файла потребует 5-10 минут. Чтобы поднять скорость хотя бы до MCS-2/3 надо децибел на 6 поднять энергетику - или использовать 5-ваттные передатчики или реально огромные и прецизионные параболы наземные.

Edited November 19, 2014 by yurikvelo

[SHARAHOME]

Есть сверхмощные китайские wi-fi поделки. Может стоит такие и использовать ?

Ведь есть и wi-fi усилители мощностью 5 Вт .

Edited November 19, 2014 by SHARAHOME

[ingr]

1.2м на 5 ГГц дасть десь біля 34 дб...

[3612]

+380 (63) 2429755 сюда звонить фирма  делает  БПЛА   мб что то и подскажут мы общался с ними вроде толковые 

Edited November 19, 2014 by 3612

[buryanov]

сразу не написал, работа.

Что получилось: на 1-5мбит на удалении 5-6км.

что измерялось: только скорость, без шумов, уровней и т.д.

наземная станция: sextant G-5hpnd. пробовали на земле и с поднятием на 12м. Антенна постоянно позиционировалась на бпла; поднятие антенны добавляло примерно 15% скорости.

бпла: в постоянном движении 3-10м\с, горизонтальная и\или вертикальная, высота 200-1000м, удаление до 6км. Groove A-52HPn, антенна или Omni штыревая или клевер, последняя немного получше.

 

С Ubnt на 900 попробовать не получилось, их сразу забрали в дело.

[Melanxolik]

диаграмма направленности используемых антен, надо еще её посмотреть и может стоит в зависимости от условий скорректировать антену на аппарате и земле.

[buryanov]

на земле корректировалась, на безпилотнике нет такой возможности, достаточно громоздкая получается конструкция, и направленная антенна тоже проблемно.

[yurikvelo]

Ну вот и прикинуть. 1 Ватт на 18 дБ - 5-6 км, 1-5 Мбит

Для 20 км надо в 16 раз поднять мощу или +12 дБ. Т.е. наземная парабола 30+ дБ

Для удвоения скорости надо ещё порядка 6-8 дБ

[Melanxolik]

Можно на земле попробовать другую антенну

 

 

 

 

А в обще действительно, попробуйте ниже частоты чем 2.4

[serjio21]

Выбор частот зависит от размеров планера, для малых планеров "низкие" частоты мало применимы из-за громоздкости достаточно эффективных антенн.

Телеметрия по WiFi - это совсем не правильно. Поэтому смотрим в сторону симплексных каналов связи управление и калибровки на БПЛА, и телеметрии с БПЛА.
Кроме того симплексные каналы экономят энергию. Посмотрите в сторону плат FSK/PSK комплектов, многие уже  поддерживают EC, у них как правило на выходе ПЧ, апнуть до СВЧ и умощнить  до безобразия сейчас не сложно.

Edited December 8, 2014 by serjio21

[Shuher]

А почему не применить аналоговый передатчик и гнать картинку а налоге? 

[buryanov]

телеметрия является дополнением в этом канале, основная задача передавать фото или видео.

 

>>> А почему не применить аналоговый передатчик и гнать картинку а налоге? 

в аналоге сигнал не шифруется и легко перехватыается, что создает достаточно много неудобств(элементарно можно расчитать точку где находится безпилотник или неземная станция.)

недорогая телеметрия тоже легко перехватывается

[serjio21]

Передача аудио-визуального контента уже давно есть часть телеметрии

Для тяжелых условий работы БПЛА готовых цифровых решений из коробки практически нет.
Вот если у wifi устройств изменить работу канального уровня, тогда можно посмотреть в сторону использования SCPS.

Но тут вспоминаются легендарные "бабушка и дедушка"
 

[yurikvelo]

БПЛА на высоте 200+ метров значит что проблем с видимостью ("полутень") нет.

Высокие частоты могут немного хуже работать в сложных метеоусловиях (выше поглощение в туман, дождь, снег) но в таких условиях БПЛА скорее всего не летают, да и 5.4 ГГц это ещё не те частоты, где эффект сильно проявляется.

 

Мотивации понижать частоту я не вижу, если БПЛА не будет залетать в полутень.

 

Наоборот на высоких - компактнее антенны, чтобы получить то же усиление на 2.4 надо в 2.2 раза больше диаметр параболы чем на 5.4

 

 

А почему не применить аналоговый передатчик и гнать картинку а налоге? 

ещё хуже энергетика линка, т.е. мощность надо не до 1 ватта, а от 10 ватт

Edited December 9, 2014 by yurikvelo

[buryanov]

 

 

ещё хуже энергетика линка, т.е. мощность надо не до 1 ватта, а от 10 ватт

В аналоге на 10 км полет - это не проблема,  необходимо передать качественную картинку, лучше, чем 720*576i. Для этого стоит фотоаппарат, таже мыльница с оптическим зумом 5-10х, которая на выходе дает jpeg в 4к разрешении и размером 5-6Мб. или передавать видео в 264, пускай и на маленьких битрейтах