C2 link telemetry และวิดีโอ

ตัวอย่างที่ 1 telemetry ใช้แบนด์วิดท์เท่าใด

ขนาดข้อมูลเป็นขนาดเต็มของแต่ละข้อความใน MAVLink 2 อัตราส่งเป็นค่าที่ทีมตั้ง

MSGS = {                                  # ชื่อ: (ไบต์ข้อมูล, ครั้งต่อวินาที)
    "HEARTBEAT": (9, 1),
    "SYS_STATUS": (43, 2),
    "ATTITUDE": (28, 10),
    "GLOBAL_POSITION_INT": (28, 5),
    "VFR_HUD": (20, 4),
    "GPS_RAW_INT": (52, 2),
    "RC_CHANNELS": (42, 2),
}
OVERHEAD = 12                              # ส่วนหัว 10 + CRC 2 ไบต์ (ไม่ลงลายเซ็น)

def total_kbps(msgs):
    return sum((size + OVERHEAD) * 8 * hz for size, hz in msgs.values()) / 1000

base = total_kbps(MSGS)
for air, label in ((64, "AIR_SPEED 64"), (32, "ECC on (half)")):
    print(f"{label:<14}: telemetry {base:.2f} kbit/s uses {base / air:.0%} of the air rate")
fast = dict(MSGS, ATTITUDE=(28, 50), GLOBAL_POSITION_INT=(28, 25))
print(f"attitude 50 Hz + position 25 Hz: {total_kbps(fast):.2f} kbit/s = {total_kbps(fast) / 64:.0%} of 64 kbit/s")

AIR_SPEED 64  : telemetry 8.76 kbit/s uses 14% of the air rate
ECC on (half) : telemetry 8.76 kbit/s uses 27% of the air rate
attitude 50 Hz + position 25 Hz: 27.96 kbit/s = 44% of 64 kbit/s

ค่าตั้งปกติใช้ไม่ถึงหนึ่งในหกของอัตราอากาศ แต่ถ้าเพิ่มอัตรา ATTITUDE และตำแหน่งเพื่อดูกราฟละเอียด จะใช้เกือบครึ่ง และถ้าเปิด ECC ด้วยจะใช้ถึงราว 87% ของอัตรา 32 kbps ที่เหลือ ควรเพิ่มอัตราเฉพาะตอนต้องการ เช่น ตอนจูน แล้วลดกลับ

ตัวอย่างที่ 2 ความจุของลิงก์วิดีโอ 2.4 GHz ตามระยะ

สมมติส่ง 20 dBm สายอากาศ 2 dBi สองฝั่ง แบนด์วิดท์ 20 MHz noise figure 6 dB วิดีโอ 8 Mbit/s และต้องการส่วนเผื่อสองเท่า

import math

PT_DBM, GAINS_DB, B_HZ, NF_DB, F_HZ = 20.0, 4.0, 20e6, 6.0, 2.44e9
VIDEO_MBPS, MARGIN = 8.0, 2.0
noise = -174 + 10 * math.log10(B_HZ) + NF_DB
print(f"noise floor {noise:.1f} dBm")
for d_km in (1, 2, 5, 8, 10):
    fspl = 20 * math.log10(d_km * 1000) + 20 * math.log10(F_HZ) - 147.55
    snr_db = PT_DBM + GAINS_DB - fspl - noise
    cap = B_HZ * math.log2(1 + 10 ** (snr_db / 10)) / 1e6
    ok = "ok" if cap >= VIDEO_MBPS * MARGIN else "not enough"
    print(f"{d_km:>2} km: SNR {snr_db:5.1f} dB, Shannon limit {cap:6.1f} Mbit/s -> {ok}")

noise floor -95.0 dBm
 1 km: SNR  18.8 dB, Shannon limit  125.2 Mbit/s -> ok
 2 km: SNR  12.8 dB, Shannon limit   86.3 Mbit/s -> ok
 5 km: SNR   4.8 dB, Shannon limit   40.2 Mbit/s -> ok
 8 km: SNR   0.7 dB, Shannon limit   22.5 Mbit/s -> ok
10 km: SNR  -1.2 dB, Shannon limit   16.3 Mbit/s -> ok

แม้แต่ขอบบนทางทฤษฎีก็ลดจากกว่าร้อยเมกะบิตที่ 1 km เหลือใกล้เส้นที่ต้องการที่ 10 km ระบบจริงที่ได้ราวครึ่งหนึ่งของขอบบนหรือน้อยกว่าจะเริ่มมีปัญหาเร็วกว่านั้นมาก ทางแก้คือลดบิตเรตวิดีโออัตโนมัติตามคุณภาพลิงก์ ใช้สายอากาศทิศทาง หรือแยกวิดีโอไว้คนละลิงก์กับ C2 ตามที่ RTCA DO-362 กำหนดสมรรถนะของ C2 แยกไว้