Sistem Komunikasi Nirkabel Hopping Frekuensi Adaptif Terintegrasi untuk Kawanan Drone

Ringkasan

Sistem ini dirancang untuk memungkinkan handal, transmisi simultan data video definisi tinggi dan telemetri dari beberapa UAV ke stasiun kendali darat. Ini dioptimalkan untuk platform drone FPV (termasuk Betaflight dan pengontrol penerbangan Kakute) dan mendukung jangka panjang, komunikasi latensi rendah dalam lingkungan elektromagnetik yang kompleks.

---

Fitur utama

• Dukungan Multi-Node: Beroperasi hingga 15 unit lintas udara (simpul udara) serentak.
• Transmisi Video Berkualitas Tinggi: Mendukung 1080P @ 60 fps streaming video digital melalui Ethernet.
• Integrasi Telemetri: Cocok dengan:
  • SBUS (100000 baud, terbalik)
  • UART TTL (460800 baud)
• Latensi Rendah: Penundaan ujung ke ujung < 0.2 detik.
• Jarak Jauh: Transmisi yang andal hingga 15 km.
• Lompatan Frekuensi Adaptif: Lompatan pseudo-acak yang cerdas berdasarkan analisis lingkungan RF waktu nyata.
• Modulasi Digital: Memastikan penggunaan spektrum yang kuat dan efisien.

---

Arsitektur Sistem

• Topologi: Konfigurasi jaringan bintang
• Komponen:
  • 15 Unit Udara (Dipasang di UAV)
  • 1 atau beberapa Stasiun Kontrol Darat
• Manajemen Frekuensi: Beroperasi di beberapa band yang tidak tumpang tindih untuk meminimalkan interferensi.

---

Pita frekuensi

Band operasional yang didukung meliputi:

• 900–1100MHz (pilihan: 800–1100MHz, 950–1200MHz)
• 1200–1400MHz (pilihan: 1300–1500MHz)
• 2400–2600MHz (pilihan: 2100–2200MHz)
• 3300–3500MHz (pilihan: 2900–3900MHz)
• 5800–6000MHz
• 6000–7000MHz

---

Pertunjukan & Keandalan

• Pengoperasian yang stabil di lingkungan perkotaan dan interferensi RF sedang (SNR ≤ 0).
• Mempertahankan sinkronisasi selama lompatan frekuensi.
• Penerimaan data multi-saluran terus menerus tanpa gangguan.

---

Spesifikasi Daya

Satuan Udara

• Sumber Daya listrik: DC 12-24V
• Konsumsi daya: ≤ 25 W
• Daya Keluaran RF: ≥ 1 W (30 dBm)

Stasiun Bumi

• Sumber Daya listrik: DC 12-24V
• Konsumsi daya: ≤ 150 W
• Daya Keluaran RF: ≥ 20 W (43 dBm)

---

Spesifikasi Fisik

Satuan Udara

• Bobot: ≤ 75 g
• Ukuran: ≤ 50 × 50 × 20 mm

Stasiun Bumi

• Bobot: ≤ 2 kg
• Ukuran: ≤ 240 × 240 × 75 mm

---

Kondisi Lingkungan

• Kisaran suhu operasi: -30° C hingga +50 ° C.

---

Antarmuka

Satuan Udara

• Input video: 100M Ethernet (SH1.0 4-pin)
• Telemetri:
  • SBUS
  • UART TTL

Stasiun Bumi

• Keluaran ke Operator: Ethernet (digital lebih disukai)

---

Teknologi Hopping Frekuensi Adaptif

• Penginderaan spektrum waktu nyata dan analisis hunian saluran
• Pembuatan urutan lompatan pseudo-acak dinamis
• Sinkronisasi berkelanjutan antara unit udara dan darat
• Mempertahankan transmisi video dan telemetri yang stabil di bawah gangguan

---

Kepatuhan & Pengujian

Sistem divalidasi melalui pengujian berikut:

1. Uji Operasi Serentak:
   Semua 15 unit udara mengirimkan video dan telemetri secara terus menerus 10 menit.
2. Tes Latensi:
   Diverifikasi di bawah 15 jangkauan km dan bandwidth >10 MHz.
3. Uji Kompatibilitas:
   Bekerja dengan SBUS, CRSF, dan protokol ELRS.
4. Kepatuhan Frekuensi:
   Beroperasi secara ketat dalam pita frekuensi yang ditentukan.
5. Ukuran & Verifikasi Berat Badan:
   Memenuhi semua kendala fisik.
6. Tes Suhu:
   Berfungsi penuh pada rentang suhu tertentu.
7. Uji Konsumsi Daya:
   Dalam batas yang ditentukan untuk unit udara dan darat.
8. Gangguan & Tes Melompat:
   Menunjukkan komunikasi yang stabil di bawah gangguan broadband menggunakan lompatan frekuensi adaptif.

---

Aplikasi

• Operasi kawanan drone
• Misi FPV jarak jauh
• Pengawasan dan pengintaian
• Inspeksi industri
• Tanggap darurat dan pencarian & menyelamatkan

---

Kesimpulan

Sistem ini memberikan kombinasi yang kuat transmisi video berkinerja tinggi, integrasi telemetri yang kuat, dan teknologi lompatan frekuensi adaptif yang canggih, menjadikannya solusi ideal untuk operasi multi-UAV yang menuntut di lingkungan yang menantang.