В этой статье мы рассмотрим, зачем нам это нужно.
МАНЕ радиостанции, их сфера применения, основные свойства и перспективы.
Сразу оговорюсь, речь идет о переносных (ручных) станциях со сравнительно небольшой батареей.
Зачем это нужно и кому?
Прошло довольно много времени с момента первого публикации О МАНЕ , мир шагнул в новую реальность, появились и получили широкое распространение сервисы потокового видео, всевозможные датчики, дроны, автономные платформы, генерирующие большие объёмы данных и т.д. Про смартфоны и планшеты я уже молчу — всему этому чуду для корректной работы нужны широкополосные каналы с малой задержкой.Понятно, что если будет нормальное покрытие LTE или WiFi, то большинство основных потребностей в связи будут покрыты сразу.
Но что делать, если покрытия нет? Теперь рассмотрим ситуацию, когда у вас нет инфраструктуры, но вам нужно «на лету» гонять большие объемы данных.
В первую очередь этого требуют военные, потому что.
современный солдат обвешан колоссальным количеством датчиков и включен в единую автоматизированную систему управления боем.
БМС .
Здесь он должен быть всегда онлайн, всегда виден своему командованию и иметь возможность взаимодействовать с себе подобными, а в будущем даже с роботизированными платформами на суше, воде, в воздухе (в космосе -?), в том числе и при переброске.
видео и файлов, телеметрии, карт и всего остального, независимо от имеющейся инфраструктуры.
Это как закрытый Интернет. Это тот сегмент, который эти радиостанции закрывают. 
Еще одним потенциальным «клиентом» таких систем являются спасатели.
По информации СМИ, американские компании TrellisWare Technologies и Persisten Systems активно продвигают свои радиостанции MANET в Федеральное агентство по чрезвычайным ситуациям FEMA для решения задач эффективного управления спасательными отрядами, поиска людей на больших территориях и т.д. Вполне логичное решение, учитывая, какой ущерб наносят стихийные бедствия инфраструктуре США, а время – самый дорогой ресурс для спасателя.
Архитектура
Внутренняя архитектура таких устройств ничуть не уступает большинству современных смартфонов, а в некоторых аспектах, например, по диапазону рабочих частот или требованиям к надежности, существенно превосходит их.Единственное, в чем они уступают смартфонам, так это внешний вид, выполненный в стиле «защищенный кирпич», что обусловлено требованиями стандартов MIL-STD и IEC к таким устройствам.
Но это ерунда – главное, чтобы это работало! 
Следующий важный фактор – богатая периферия.
И это неудивительно, ведь это не рации-рации с одной кнопкой для голоса.
Все данные передаются в виде IP-пакетов, чтобы максимально быстро и легко подключить клиентское оборудование, включая кнопки PTT для голосовых сессий.
Поэтому вам нужно иметь максимум общих интерфейсов и работать роутером.
Что представляют собой эти устройства по сути.
Интересно отметить, что практически все производители подобных систем отказались от экранов.
Раз подключаемое клиентское оборудование — смартфоны, планшеты, компьютеры — уже имеет экраны, то зачем дублировать функционал.
Кроме того, вставить в столь компактное решение обычный экран, а тем более защитить его от механических воздействий и климата (-40.+55 С) по MIL-STD, очень сложно и дорого.
Наконец, аккумулятор.
Все сводится к концепции Менять , то есть размер, вес и потребление устройства.
Как вы понимаете, эти радиостанции практически постоянно находятся в эфире не столько как генераторы трафика со своих периферийных устройств (планшетов, смартфонов и т.п.
), сколько в основном как ретрансляторы трафика от других абонентов.
И это должно длиться несколько дней! Поэтому требования, предъявляемые к аккумуляторам, чрезвычайно высоки.
Это не только мощность, но и работа при глубоких минусовых температурах, до -40 градусов Цельсия.
В результате такие аккумуляторы точно нельзя назвать дешевыми.
Радиочасть
Здесь можно выразиться одной фразой – «чем шире, тем лучше».С широким распространением интегральных СДР Трансиверы с цифровой обработкой сигнала совершили настоящую революцию в этом сегменте.
Более высокие скорости передачи требуют большей полосы пропускания, а традиционные радиочастотные схемы не могут обеспечить более широкую полосу частот и схемы цифровой модуляции без значительного энергопотребления, увеличения размера и веса.
Таким образом, революцией в проектировании радиостанций MANET малого форм-фактора является внедрение интегрированных SDR-трансиверов, позволяющих снизить размер и энергопотребление несколькими способами.
Аналоговые устройства | Функциональная блок-схема ADRV9009. Во-первых, радиочастотные и аналоговые устройства можно перевести в цифровую среду — например, радиочастотные фильтры могут стать цифровыми фильтрами.
Цифровые реализации этих блоков более эффективны и лучше программируются, чем их радиочастотные аналоги.
Во-вторых, дискретные схемы часто представляют собой гетеродинную архитектуру, требующую нескольких уровней преобразования частоты, фильтрации, усиления и цифровой обработки.
Интегрированные трансиверы могут использовать архитектуру с нулевой промежуточной частотой (ZIF), что значительно сокращает количество необходимых компонентов в цепи сигнала, особенно необходимых каскадов фильтрации и усиления.
Удаление этих каскадов уменьшает как размер, так и энергопотребление [1].
Кстати, широкополосные SDR-трансиверы требуют соответствующих усилителей.
На помощь пришел нитрид галлия (GaN).
Транзисторы в этом соединении способны обеспечить необходимую пропускную способность и мощность.
Такие компании, как Qorvo, Ampleon, Cree, полностью отвечают всем последним требованиям производителей усилителей для SDR, в то время как основные игроки этого рынка пытаются перейти на гигагерц.
Хотя в последнее время много внимания уделяется когнитивному радио и повторному использованию спектра на низких частотах на УКВ, охватывающему весь диапазон частот в одном устройстве.
Программное обеспечение
Поскольку классическая радиотехника закончилась (см.выше), теперь все зависит от программного обеспечения, а точнее от «волнформы» — формы сигнала.
Вот тут-то и развернулась основная борьба между производителями подобных устройств.
Большинство из них используют технологии МИМО и активно увеличивают количество апертур, что в сочетании с цифровой съемкой открывает невероятные возможности.
Помните 5G? Как они собираются добиться гигабитных скоростей и высокой пропускной способности сети? Точно так же – с цифровой схемой и обработкой сигнала, когда для каждого абонента формируется отдельный луч и с адаптивной модуляцией.
Здесь действует примерно та же логика.
Однако это влечет за собой и сопутствующие проблемы.
Во-первых, это не очень удобно, потому что… антенн приходится носить с собой много, а это проблема «в полях».
А во-вторых, в сетях MANET, в отличие от сетей сотовой связи, нет базовой станции — все абоненты мобильные.
Соответственно, диаграмму необходимо формировать «на лету, от каждого к каждому», что и сегодня является серьезной научной проблемой.
В любом случае люди над этим работают. Еще одна интересная тенденция – управление сетями MANET через SDN .
Как и в случае с 5G и MIMO, основным преимуществом SDN для таких радиостанций является гибкий механизм управления параметрами сети.
И не только на физическом уровне (адаптивная модуляция, когнитивное радио), но и на уровне канала и сети.
Это особенно актуально в случае крупных сетей со многими абонентами, где параметры канала, требования к задержке, BER, PER и полоса пропускания могут динамически меняться от абонента к абоненту.
А сюда еще добавим аспект безопасности, раздачу доступа, управление спектром и т. д. Как всем этим управлять? В этом случае SDN подходит идеально.
Однако чисто научных проблем здесь тоже немало, и в них очень активно копаются такие организации, как DARPA. В сумме все вышеперечисленное реализовано программно на FPGA/DSP и взаимодействует с SDR-трансиверами и ОС (например, Linux).
Таким образом, у каждого производителя есть своя уникальная форма сигнала — комбинация модуляции, кодирования, фильтрации и управления диаграммой — реализованная в виде специализированной прошивки для радио.
Перспективы
В заключение хотелось бы показать несколько самых популярных радиостанций MANET и рассмотреть перспективы этого направления.Появилась конкретная потребность, появились необходимые компоненты, объемы передачи данных растут с каждым годом, поэтому совершенно очевидно, что у таких систем большое будущее.
Другое дело, что это очень узкоспециализированное оборудование и оно достаточно дорогое.
Кроме того, поскольку охвачен практически весь радиочастотный спектр, возникают юридические проблемы с использованием частот гражданскими пользователями.
Отсюда и проблемы с выходом на новые рынки.
Постоянные системы MPU5 
Трельяжная посуда 
Сильвус Стримкастер-4200 
ДТК, Соло8 Резюме: Персональный децентрализованный Интернет все больше набирает популярность.
Какие перспективы вы видите у радиостанций MANET? [1] - https://militaryembedded.com/comms/rf-and-microwave/next-generation-military-communications-challenges Теги: #Беспроводные технологии #Сетевые технологии #Децентрализованные сети #sdr #Mesh-сети #IP #manet
-
Гартли, Дэвид
19 Oct, 24 -
4 Способа Сидеть За Компьютером
19 Oct, 24 -
Dhl Прекращает Доставку Из Сша
19 Oct, 24 -
Ep.io — Хостинг Для Веб-Приложений Python
19 Oct, 24 -
Забудьте Об Опасности
19 Oct, 24
