Комплекс тактической связи «Стрела»

Обеспечение информационного обеспечения и управления специального подразделения MЧС, включая связь, навигацию, выдачу сведений об обнаруженных объектах, выработку данных для применения специальных средств с целью повышения их эффективности в условиях проведения спасательных операций во время техногенных и природных катастроф.

Увеличенный радиус действия радиосвязи, в том числе в городской застройке при прохождении радиосигнала через железобетонные конструкции.

Возможность организации сети связи, как между командиром подразделения и группами, так и между любым участником группы.

Устройство связи обеспечивает определение координат с привязкой к электронной карте местности, передачу голосовых команд или цифровых сообщений (режим пейджер).

Дополнительными функциями устройства связи могут быть средства для мониторинга состояния сотрудника МЧС или интерфейс связи со спецтехникой, используемой в подразделении.

Основные характеристики КТС «Стрела»

1. Дальность работы: 3-5 км в городских условиях.

2. Дальность работы: 10-15 км в полевых условиях.

3. Мощность передатчика: 50-100мВт.

4. Автономное электропитание: от 1 до 2 месяцев.

5. Диапазон рабочих частот: 433,92 МГц ±0,2%; 868,7-869,2 МГц.

6. Скорость передачи данных: 10 - 150 Кбит/сек.

7. Габаритные размеры радиомодуля: 50х40х6мм.

На основе собственной разработки приемо-передающего модуля, включающего прикладное программное обеспечение управляющего микроконтроллера ATMega128 и однокристальные трансиверы Semtech на аппаратном уровне, позволяющее создавать системы с возможностью беспроводной передачи данных на расстояния до 15 км (в зависимости от особенностей рельефа местности).

Приемопередатчики LoRa со сверхдальним радиусом действия: • это широкий диапазон рабочих частот, обеспечивающий гибкость применения и включающий не требующие лицензирования ISM-частоты 433, 868 и 915 МГц: 137–1020 МГц (у SX1276 и SX1277), 137–525 МГц (у SX1278) и 137–960 МГц (у SX1279); • использование двух входных/выходных каналов для работы на разных частотах.

Отличная чувствительность приема (до -148 дБм) и выходная мощность передатчиков, программируемая до +20 дБм с шагом 1 дБ, позволяют обеспечить энергетический бюджет канала связи в 168 дБ.

Малое собственное энергопотребление - до 13,8 мА в режиме приема (при максимальной полосе пропускания) и 29 мА в режиме передачи при выходной мощности +13дБм — значительно увеличивает срок бесперебойной службы беспроводного модуля.

В спящем режиме потребляется не более 100 нА, при этом гарантируется сохранение содержимого внутренних управляющих регистров.

Трансиверы SX1276/7/8/9 обладает отличными показателями по интермодуляционным искажениям третьего порядка (IIP3). При максимальном усилении и чувствительности этот показатель составляет -11 дБм, что в сочетании с избирательностью по соседнему каналу (не менее 72 дБ) и избирательностью по зеркальному каналу (не менее 66 дБ) позволяет получить наиболее устойчивое и надежное решение для различных условий эксплуатации.

Превосходная чувствительность (до -148 дБм) — ключевая характеристика LoRa-устройств компании Semtech, достигаемая благодаря применению одноименного метода модуляции. Этот способ модуляции предполагает использование технологии расширения спектра, при которой данные кодируются широкополосными ЛЧМ-импульсами с частотой, увеличивающейся или уменьшающейся на некотором временном интервале. В отличие от технологии прямого расширения спектра такое решение делает приемник устойчивым к отклонениям частоты от номинального значения и упрощает требования к тактовому генератору.

С учетом максимальной разрешенной выходной мощности отдельных трансиверов бюджет канала связи составляет 168 дБ, что позволяет организовать гарантированную линию связи на расстояниях до 15 км в сельской местности и до 5 км в условиях плотной городской застройки. Для сравнения: максимально возможная дальность передачи данных интеллектуальных приборов учета с использованием GFSK-модуляции составляет не более 1–2 км.

Следует также отметить, что технология расширения спектра совместно с применяемой упреждающей коррекцией ошибок, восстанавливающей искаженные биты данных, позволяет повысить отношение сигнал/шум и обеспечить работу в условиях импульсных помех. Например, при использовании коэффициента расширения SF=12 демодулятор LoRa может работать при соотношении сигнал/шум на входе радиоприемного тракта равным –20 дБ. Здесь отрицательные значения указывают на возможность принимать сигнал ниже уровня собственных шумов. Коррекция ошибок требует внесения небольшой избыточности, связанной с дополнительным кодированием данных в передаваемом пакете. LoRa-устройства стабильно функционируют в условиях воздействия сильных интерференционных помех от субгигагерцовых сигналов оборудования стандартов 4G/LTE. Так, уровень подавления внутриполосных интерференционных помех у SX1272 на 25 дБ лучше по сравнению с компонентами с частотной манипуляцией.

Еще одной отличительной чертой являются превосходные селективные возможности приемников. Типовые значения соответствующих показателей будут рассмотрены далее применительно к конкретным устройствам.

В системах автоматизации часто вынужденно приходится применять ячеистую топологию сети для организации надежного канала связи с узлами, удаленными от координатора. В этом случае разработчикам необходимо рассмотреть варианты питания, а также обеспечить маршрутизацию, автоматическое распознавание, самовосстановление и исключение отказа всей сети в результате выхода из строя одного узла, что является непростой задачей как на уровне протокола, так и на уровне «железа».

Приемопередатчики LoRa со сверхдальним радиусом действия гарантируют простоту развертывания сети, поскольку ориентированы на использование топологии «звезда» — простейшей архитектуры с наименьшей задержкой, не требующей транзитной передачи данных через ретрансляторы.

Предлагаемые компанией Semtech микросхемы трансиверов серии SX127x для конечных узлов имеют ультранизкое собственное энергопотребление от 9,7 мА в режиме приема и 200 нА в режиме ожидания со сверхбыстрым переходом в рабочий режим, поэтому они рекомендованы для устройств с батарейным питанием. Адаптивный механизм выбора скорости передачи данных позволит увеличить срок службы батарей, улучшить емкость, пропускную способность и масштабируемость сети.