Радиопередача на 10км, много вопросов Опции

[Alexashka]

Всем доброго времени суток.
Поставлена такая задача- передать команды управления на 30км (3 участка по 10км с двумя промежуточными ретрансляторами) с подтверждением.
Скорость передачи не критична, ориентировочно 2400-4800 бит/c. Критично потребление (оно должно быть по возможности низким) и задержка передачи команды (время от посылки команды до получения подтверждения от конечной точки).
Хотелось бы выйти на средний ток потребл.не более 3мА и задержку передачи не более 3сек.
В связи с этим склоняюсь к частоте 866МГц (или 433, пока под вопросом) и какомуто однокристальному трансиверу, типа СС1110 с УМ по выходу. На рассыпухе делать не хочу, т.к времени на тесты и доведение схемы до кондиции не будет. На все про все -год, при этом самым сложным будет думаю отладка протокола передачи/ретрансляции пакетов. Не понятно что будет лучше для такой системы- работа в режиме CSMA с периодической прослушкой эфира (это легче в реализации) или жесткая синхронизация с четко оговоренными окнами приема и передачи пакетов. Во всех узлах (и в ретрансляторах) предполагается использование антенн с круговой диаграммой с усилением 6дби (ориентирование антенн не предполагается -пожелание заказчика). -1дб закладываю на потере в фидере. Чувствительность приемника около -110дбм, полоса 58кГц, мошность в передатчике +30дбм.
Понимаю что вопрос уже избит и изъеден неоднократно, но время идет и элементная база не стоит на месте. Хотелось бы услышать советы по возможным реализациям системы, а также результаты Ваших экспериментов Вообще кто-нибудь осуществлял линки на расстояния порядка 10км на аналогичных трансиверах (силабсовских, семтеховских и пр.)?
Попутно если у кого есть программки для рассчета дальности- пожалуйста выкладывайте.
Пока видел только экселевские программки, но какието очень убогие все.
http://www.scadaradio.com/wireless-calc/51-link-budget.html вот тут неплохо расписано все, но хотелось бы учесть высоту подвеса антенн. Дело в том что по рассчетам выходит мин.высота подвеса 16м, на что заказчик врятли согласится, т.к система переносная и такие нехилые мачты врятли прокатят. Возможно антенны будут просто забрасываться на ветки деревьев, либо телескопом, так что высота не более 3-6м. Т.е имеем "обрезание" 1й зоны Френеля. Естественно, какая-никакая прямая видимость будет обеспечена, иначе и говорить не о чем, возможно что ретрансляторы будут устанавливаться на сопках, но хотелось бы учесть все возможные варианты.

Да еще вопросик по модуляции. Не секрет что чувствительность приемника растет с уменьшением полосы пропускания приемного тракта. В связи с чем вопрос - почему при девиации частоты 5,2кГц (2-GFSK) полоса приемного тракта = 58кГц? Зачем такой запас?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[yusin]

Useful staff:

"900 MHz versus 2.4 GHz in long distance links.."
http://www.afar.net/tutorials/900-mhz-versus-2.4-ghz/

Там же - RF Link Budget Calculator & Fresnel Zone Calculator

But much better to download and setup
from Joseph B. Kowalski https://deserthail.com/
RadioWORKS 2.0.41.0
Freeware http://3d2f.com/programs/67-877-radioworks-download.shtml

RadioWORKS, Radio Waves, Propagation, 3D Coverage Map, RF, HAM, Amateur Radio, 2D Line of Sight Graph, Path Loss, Hata model, Free-Space, ITU Terrain, COST 231, COST-Walfisch-Ikegami, Radio Propagation Graphing, SRTM Graphing, EMF,...

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ledum]

Useful staff:

"900 MHz versus 2.4 GHz in long distance links.."
http://www.afar.net/tutorials/900-mhz-versus-2.4-ghz/

Два нюанса, о которых автор той странички умолчал, одна - вне зоны его интересов - на более высоких частотах приходится использовать более стабильные, а значит дорогие опоры при узких полосах.
Вторая, которая вылезает в калькуляторе линк-бюджета - потери в длинном кабеле снижения при высоких антеннах, боюсь 1 дБ будет мало.
Что касается самого вопроса - мы делали с прослушкой по просыпанию каждую пару секунд - но у нас была очень короткая по содержанию посылка с многократным повтором. Не было ограничения по потреблению, кроме одного случая, когда хотели ретранслятор на самолетик поставить. Но цена хорошего всепогодного планера беспилотника у харьковцов была заоблачной - 6 цифр в уе - неудивительно они делали для военных и ментов, а маленькие - ветрочувствительные. Поэтому отказались, как от курьеза, хотя нас заставили рассматривать и такой вариант.
Тока потребления без напруги недостаточно. Сразу отбрасываются термостаты. Если работать по точным отсчетам времени, надо не забыть синхронизацию часов в посылках

Сообщение отредактировал ledum - Dec 22 2010, 08:58

[Alexashka]

Что касается самого вопроса - мы делали с прослушкой по просыпанию каждую пару секунд - но у нас была очень короткая по содержанию посылка с многократным повтором. Не было ограничения по потреблению, кроме одного случая, когда хотели ретранслятор на самолетик поставить. Но цена хорошего всепогодного планера беспилотника у харьковцов была заоблачной - 6 цифр в уе - неудивительно они делали для военных и ментов, а маленькие - ветрочувствительные. Поэтому отказались, как от курьеза, хотя нас заставили рассматривать и такой вариант.
Тока потребления без напруги недостаточно. Сразу отбрасываются термостаты. Если работать по точным отсчетам времени, надо не забыть синхронизацию часов в посылках

Примерно также хочу сделать, тем более что такой протокол уже разработан, правда до сих пор работал он только до 1км. Вчера еще раз перечитал про формулу Введенского и пришел к неутешительному выводу- поскольку угол возвышения антенны практически нулевой -оба соседних узла примерно на одной высоте, и антенны слабонаправленные, получается что затухание будет квадратичным от расстояния А это значит что -110дб и близко не хватит. У нас аналогичная система работает на 10км, но с направленными антеннами. Возможно это спасает? Вот я и засомневался- все проги для рассчета на большие дистанции предполагают направленные антенны и большую высоту подъема, т.е учитывают только кривизну земли и диаметр зоны Френеля. А как быть со слабонаправленными? например 5/8.

Про напругу не сказал -12В она. Синхронизировать можно было бы по GPS, но и без нее особо точных часов думаю не нужно, поскольку маяки будут передаваться ну скажем раз в 10мин. По ним и синхронизироваться. Однако думаю отладка синхронной системы в реальных условиях будет просто нереально трудной. Посему пока больше склоняюсь к асинхронной (CSMA/CA) с повторами передачи. Да, даже один термокомпенсированный генератор по потреблению уже равен всех системе.

Useful staff:

"900 MHz versus 2.4 GHz in long distance links.."
http://www.afar.net/tutorials/900-mhz-versus-2.4-ghz/

RadioWORKS, Radio Waves, Propagation, 3D Coverage Map, RF, HAM, Amateur Radio, 2D Line of Sight Graph, Path Loss, Hata model, Free-Space, ITU Terrain, COST 231, COST-Walfisch-Ikegami, Radio Propagation Graphing, SRTM Graphing, EMF,...

Про то что зона Френеля на 2,4 меньше я знаю, но и 24дби не назовешь слабонаправленной. Да и затухание на 2,4 гораздо больше. Особенно если на пути будут деревья. Нет, эта частота отпала сразу и без колебаний.
Update: посмотрел потребление у этой штуки -5Вт Надо какбы в 50 раз меньше..
За программки спасибо!