SiK 无线电 - 高级配置¶

本文提供了 SiK 遥测无线电.它面向 "高级用户 "和希望更好地了解无线电如何运行的用户。

提示

大多数用户只需要了解《用户手册》中提供的基本指南和功能概述。 SiK 电台 v2.

监控链接质量¶

如果地面站支持 MAVLink，您可以使用 SiK 对讲机中的 MAVLink 支持功能在飞行时监控链路质量。

两个关键的信息参数是 RADIO.rssi 和 RADIO.remrssi.第一个参数是本地无线电接收的 RSSI（信号强度）级别。remrssi 参数是远程无线电接收到的 RSSI。

下面是我在当地飞行场飞行时 RSSI 水平的典型示意图。

RSSI 值的比例约为 1.9x dBm 信号强度加上一个偏移量。有关 RSSI 和接收信号强度 dBm 之间的精确映射，请参阅 Si1000 数据表，或使用以下近似公式

signal_dBm = (RSSI / 1.9) - 127

备注

这次飞行中 RSSI 变化如此之大的原因是，由于我在飞机上使用的是简单的有线天线，当飞机转弯时信号会衰减。这次飞行的 RSSI 值足够高，在使用默认无线电参数的情况下，整个飞行过程中的链路质量都非常好。

诊断范围问题¶

如果从上述信息中得到的范围小于您的预期，那么您需要做的就是绘制一次飞行的噪声和信号电平图，以找出问题所在。

范围问题最常见的来源是噪音。噪声是在无线电使用的相同频率范围内产生的不必要的无线电辐射，会干扰无线电的工作。无线电内置遥测记录功能，可帮助您诊断噪声源。

有三种主要类型的噪声可能会影响无线电：

飞机电子设备（如发动机、电调、(飞行)控制器等）产生的噪音
地面站电脑，尤其是 USB 总线发出的噪音
附近其他人操作与您的无线电频率相同的无线电所产生的噪音

要确定噪音类型，请打开Mission Planner地面站，选择 "遥测日志 "选项卡。然后选择 Tlog> Kml 或图表.窗口弹出后，选择 图形日志 并选择使用无线电进行试飞的日志。等待日志加载，然后选择以下项目进行记录：

rssi
remrssi
噪音
remnoise

将所有 4 个值放在一张图上。最终会得到这样的图表：

这张图说明了 4 个问题：

地面接收到的信号量
飞机接收到的信号量
地面接收到的噪音量
飞机接收到的噪音量

为了获得最佳的通话距离，您希望两条噪声线都较低，而两条信号线都较高。在上图（取自我的 SkyFun 和一对 3DR 433 无线电设备）中，您可以看到飞机上的噪音水平高于地面上的噪音水平。另外请注意，在飞行开始时（在我启动发动机之前），飞机上的噪音水平较低，而在我启动发动机之后，噪音水平有所上升。这说明我的发动机产生了一些噪音。如果我想获得更大的航程，就需要将无线电进一步远离马达和电调。

3DR-433 最常见的噪声源可能是地面站 USB 总线产生的噪声。这表现为 RADIO.noise 值偏高。如果出现这种情况，可以尝试使用不同的 USB 电缆或不同的笔记本电脑。您也可以尝试在笔记本电脑和无线电之间使用 USB 集线器。

如果 "rssi "和 "噪音 "在图表上相等，那么就会失去链接。要确定您的范围，一个粗略的经验法则是减去 "rssi "和 "噪音 "的数字，然后除以 2。衰减余量每增加 6 分贝，音量范围就会增加一倍。因此，如果您有 18 分贝的衰减余量，那么无论您测量余量时的音量是多少，您的音量大约都能达到 8 倍。

天线位置是造成距离问题的另一个关键因素。地面站天线应远离障碍物，离地几米远。您可能需要搭建一个支架来固定天线，以获得最佳的覆盖范围。

串行和空运费率 "单字节形式¶

"这款" SERIAL_SPEED 和 气流 参数的形式与 ArduPilot 对 SERIAL3_SPEED 参数。如果数字大于 2000，它就是波特率。否则，它就是以 kbps 为单位的波特率，截断为整数。因此，"9 "表示 9600 波特，"38 "表示 38400，"115 "表示 115200 等。

选择空中数据传输速率¶

控制无线电通话距离的关键参数是 气流.默认设置为 64（即 64kbps），使用小型全向天线的传输距离可达一公里以上。设置的 气流 范围越远，虽然降低 气流 也会降低可通过链路发送的数据量。

无线电固件只能支持 13 种可能的空中数据速率，即 2、4、8、16、19、24、32、48、64、96、128、192 和 250。如果您的应用出于某种原因需要不同的空气数据率，我们可以将其添加到寄存器表中。如果您选择了一个不支持的空气流量，那么将从支持的列表中选择下一个最高流量。

选择何种空中数据传输速率取决于以下因素：

您需要的范围
您将发送的数据速率
无论您是主要向一个方向发送，还是向两个方向发送
是否启用了 ECC

对于大多数遥测应用而言，您主要是单向发送数据，即从飞机向地面站发送数据。对于大多数人来说，从地面站发送到飞机的数据量很小，只是偶尔发送一个控制数据包和心跳数据包。

如果您使用操纵杆控制飞机，那么您将从地面站向飞机发送更多的数据。 气流 尽管您的航程会缩短。

"这款" ECC 参数对在给定条件下可支持的数据传输速率有很大影响。 气流.如果 ECC 设置为零，则不会发送纠错信息，无线电使用简单的 16 位 CRC 来检测传输错误。在这种情况下，无线电可以支持单向约 90% 的数据传输。 气流.

如果启用 ECC，可支持的数据传输速率将减半。ECC 系统会将无线电发送的数据量增加一倍。不过，这样做是值得的，因为误码率会大幅下降，而且在更远的距离上也能获得更可靠的链路。

通过使用无线电固件注入 MAVLink 流的 MAVLink RADIO 数据包，ArduPilot 将自动调整其遥测速率，以适应无线电的处理能力。这样您就可以通过设置一个 SERIAL_SPEED 大于无线电设备的实际处理能力。

选择空中数据传输速率的另一个因素是 TDM "同步时间"。两台无线电设备需要相互确定跳频模式。它们通过缓慢改变接收信道，同时快速改变发射信道来做到这一点。在空中数据传输速率较高时，与另一台无线电同步的过程只需几秒钟，但在空中数据传输速率较低时，这个过程就会变慢。

对于大多数业余无人飞行器应用，默认情况下 气流 在不启用 ECC 的情况下，64 分辨率也不错。

纠错¶

警告

由于范围缩小，而且一些较新的无线电芯片不具备 ECC 功能，如果选择此选项，将无法正常工作，因此不再建议使用纠错功能。

如上所述，如果将 ECC 参数设置为 1，无线电支持 12/24 戈莱纠错码。这意味着无线电每发送 12 比特数据将发送 24 比特，使用戈莱码查找表计算比特。这个过程在接收端是相反的，无线电可以纠正每 12 比特数据中最多 3 比特的误码（即 25% 的误码率）。

ECC 选项的缺点是可用数据带宽减半。在某些情况下这是值得的，因为您可以在更远的距离上保持可靠的链接。此外，串行数据流中的 "噪音 "也会大大减少。

MAVLink 框架¶

如果将 MAVLINK 选项设置为 1 或 2，则无线电将执行 "MAVLink 成帧"。ArduPilot 使用 MAVLink 协议向地面站传输遥测数据。使用 MAVLink 成帧时，无线电将尝试使无线电数据包与 MAVLink 数据包边界保持一致。这意味着如果数据包丢失，接收器不会看到半个 MAVLink 数据包。这部分数据包会在地面站控制台上显示为线路噪声。

如果将 MAVLINK 设置为 2，那么除了进行 MAVLink 成帧外，无线电还将查找 RC_OVERRIDE 数据包（用于操纵杆），并确保尽快发送这些数据包。如果使用基于平板电脑的操纵杆进行控制，该选项将非常有用。

无线电固件会尽可能将多个 MAVLink 数据包合并到一个无线电数据包中，以达到最高效率。无线电数据包的最大大小为 252 字节。

无线电固件支持 MAVLink 1.0 和 MAVLink 2.0 传输格式。

MAVLink 报告¶

如果将 MAVLINK 设置为 1，则无线电固件还将查找来自串行连接的 MAVLink HEARTBEAT 信息。如果看到 HEARTBEAT 信息，它就会知道 MAVLink 协议正在使用，并开始向串行数据流注入 MAVLink "RADIO "状态数据包。

无线电数据包包含链路两端 RSSI（接收信号强度指示器）水平的信息，以便地面站或飞机在链路质量过低时采取行动。

RADIO 数据包还包含错误率信息，以及串行传输缓冲区的满载情况（百分比）。ArduPilot 可以利用这些信息自动调整遥测数据流速率，使其符合无线电所能承受的数据速率。

功率等级¶

您需要非常小心地配置无线电设备，使其不超出所在国家的法定功率限制。美国和澳大利亚的默认功率水平为 20dBm，因为在 915-928MHz 频段，当地的 LIPD 类许可证允许跳频无线电的功率高达 30dBm。因此，只要天线增益小于 10dBi，就符合 ISM 规定。

无线电不能支持任意功率级别。它只能支持下表中给出的功率级别

功率（dBm）	功率（毫瓦）
1	1.3
2	1.6
5	3.2
8	6.3
11	12.5
14	25
17	50
20	100

如果选择了不支持的功率级别，无线电将从上表中选择下一个最高功率级别。

请仔细检查您所在国家的 EIRP（等效同向辐射功率）功率限制，确保考虑到天线增益。该无线电是 "DIY "无线电部件，确保其使用符合当地规定是您的全部责任。

例如，如果您当地的规定允许最大 30dBm (1W) EIRP，那么如果您使用发射增益为 12dB 的放大器和增益为 3dBi 的天线，则最多需要将 TXPOWER 设置为 14。

如果您不知道如何计算，我们在这里为您提供了教程：了解 dB、瓦特和 dBm.

使用 AT 命令集¶

无线电支持海斯 "AT "调制解调器命令集的一种变体进行配置。

如果使用串行控制台以当前串行波特率连接无线电，则可以通过输入序列 "+++"告诉无线电进入 AT 命令模式。为防止数据被视为命令序列，需要一定的保护时间，因此请确保在输入序列前后的 1 秒钟内没有在串行链路上输入任何内容。

进入 AT 命令模式后，无线电将发出 "OK "提示，并停止显示其他无线电发送的数据。

进入 AT 命令模式后，您可以向无线电发出 "AT "命令来控制本地无线电，或者（如果成功连接）使用 "RT "命令来控制远程无线电。

可用的 AT 命令有

ATI - 广播节目版
ATI2 - 显示电路板类型
ATI3 - 显示电路板频率
ATI4 - 显示电路板版本
ATI5 - 显示所有用户可设置的 EEPROM 参数
ATI6 - 显示 TDM 计时报告
ATI7 - 显示 RSSI 信号报告
ATO - 退出 AT 命令模式
ATSn?- 显示无线电参数编号 'n'
ATSn=X - 将无线电参数编号 "n "设置为 "X
ATZ - 重新启动无线电
AT&W - 将当前参数写入 EEPROM
AT&F - 将所有参数重置为出厂默认设置
AT&T=RSSI - 启用 RSSI 调试报告
AT&T=TDM - 启用 TDM 调试报告
AT&T - 禁用调试报告

将 "AT "替换为 "RT "后，除 ATO 外，所有这些命令都可在已连接的远程无线电上使用。

也许最有用的命令是 "ATI5"，它可以显示所有用户可设置的 EEPROM 参数。它将生成如下报告

S0: 格式=22
 S1: SERIAL_SPEED=57
 S2: 气流=64
 S3: NETID=25
 S4: TXPOWER=20
 S5: ECC=1
 S6: MAVLINK=1
 S7: 支持=1
 S8: MIN_FREQ=915000
 S9: MAX_FREQ=928000
 S10: NUM_CHANNELS=50
 S11: 任务周期=100
 S12: LBT_RSSI=0
 S13: 曼彻斯特=0
 S14: RTSCTS=0
 S15: MAX_WINDOW=131

第一列是要更改参数时要设置的 S 寄存器。例如，要将发射功率设置为 10dBm，请使用 "ATS4=10"。

大多数参数只有在下次重启时才会生效。因此，通常的做法是设置所需的参数，然后使用 "AT&W "将参数写入 EEPROM，再使用 "ATZ "重新启动。发射功率是个例外，它会立即发生变化（不过除非使用 AT&W，否则重启时会恢复到旧的设置）。

该参数的含义如下：

格式 - 这是 EEPROM 格式版本。请勿更改
SERIAL_SPEED - 这是 "单字节形式 "的串行速度（见下文）。
气流 - 这是 "单字节形式 "的空中数据传输速率
NETID - 这是网络 ID。两个无线电设备的网络 ID 必须相同
TXPOWER - 这是发射功率，单位为 dBm。最大为 20dBm
ECC - 启用/禁用戈莱纠错码
MAVLINK - 控制 MAVLink 成帧和报告。0=无 MAVLink 成帧，1=帧 MAVlink，2=低延迟 MAVlink
MIN_FREQ - 最小频率（千赫
MAX_FREQ - 最大频率（千赫
NUM_CHANNELS - 跳频通道数
任务周期 - 允许传输的时间百分比
LBT_RSSI - 先听后说阈值（见下文文档）
MAX_WINDOW - 最大发送窗口（以毫秒为单位），默认为 131，建议使用 33 以减少延迟（但降低带宽）。

两个无线电设备要进行通信，链路两端的下列条件必须相同：

无线电固件版本
AIR_SPEED
MIN_FREQ
的 MAX_FREQ
的 NUM_CHANNELS
NETID
ECC 设置
LBT_RSSI 设置
MAX_WINDOW 设置

链接两端的其他设置可能会有所不同，不过通常两端的设置会相同。

可用频率范围¶

下表可以帮助您将当地的无线电法规与两种无线电型号进行比对

无线电	最低频率（兆赫）	最大频率（兆赫）
433	414.0	454.0
900	895.0	935.0

DUTY_CYCLE 设置¶

大多数用户都希望设置 任务周期 到 100。括号 任务周期 是无线电发送数据包的最大时间百分比。

之所以包含占空比，是因为如果占空比低于给定的阈值，世界上有些地区允许更高的发射功率或更多的频率。例如，在欧洲，如果占空比低于 10%，就可以在 433 频段中发射更多频率。

如果将占空比设置为低于 100%，可用带宽就会减少，因此只有在波特率较高时才能很好地进行遥测。在占空比为 10%的情况下，从 ArduPilot 获取良好的遥测数据仍然非常实用，因为遥测流量非常 "突发"，所以平均发送时间通常不会很长。

例如，您可以轻松地以 2Hz 的频率接收所有遥测数据流。 气流 设置为 128，启用 ECC 和 任务周期 设置为 10。

您还可以通过设置 任务周期 为 0。 NUM_CHANNELS 否则时钟同步性会很差。

低延迟模式¶

无线电可配置为使用 "低延迟模式"，以提高基于平板电脑的操纵杆等的性能......启用该模式应设置以下两个参数：

设置 MAVLINK 为 2。 RC_OVERRIDE 的数据包，让这些数据包总是先发送。如果您正在使用 MAVLink（您可能正在使用），选择此设置没有任何坏处。
改变 MAX_WINDOW 从默认值 131 改为 33。这将确保 GCS 至少每 33 毫秒向载具发送一次数据包。值得注意的是，这会降低可用带宽，因此如果需要绝对最大带宽，最好使用默认值 131。 通道上的两个无线电设备必须具有相同的参数值，否则将无法相互通话。

先听后说 (LBT)¶

无线电可执行 "先监听后通话"（LBT）功能，以符合更广泛的地区监管要求。LBT 是一种系统，在该系统中，无线电需要监听一段时间，在没有其他无线电信号的情况下才允许发射。通过使用非零 LBT_RSSI 您的无线电会变得更有 "礼貌"，等到其他人都停止发射后，自己才开始发射。

要在无线电中启用 LBT，您需要设置 LBT_RSSI 阈值。这是无线电认为表明信道繁忙的信号强度。如果设置 LBT_RSSI 为零，则禁用 LBT。

最小非零设置为 25，比无线电接收灵敏度（-121 dBm）高几个 dB。设置 LBT_RSSI 您需要了解当地无线电法规对 LBT 功能要求的信号电平。LBT_RSSI 在 25 以上的每一个增量大致等于无线电接收灵敏度的 0.5dB。因此，如果您将 LBT_RSSI 设置为 40，那么如果信号强度低于接收机灵敏度 7.5dB，无线电就会认为信道是空闲的。

或者，您也可以使用此公式获得以 dBm 为单位的接收信号强度：

signal_dBm = (RSSI / 1.9) - 127

此公式为近似值，但相当接近。有关更精确的图表，请参阅 Si1000 数据表。

您需要查阅当地的监管要求，以了解 LBT_RSSI 您应该使用的设置。

根据欧洲 9.2.2.2 规则，无线电中的 LBT 执行使用最少 5ms 的监听时间和随机监听时间。

请注意，在许多地区，您需要结合 AFA（自适应频率灵活性）实施 LBT。只要具备以下条件，无线电就能实现 AFA NUM_CHANNELS 设置为 1 以上。

升级无线电固件¶

无线电的固件是开放源代码有时还会增加新功能。

最简单的升级方法是

使用微型 USB 电缆将要升级的无线电连接到电脑上
打开Mission Planner地面站，转到 初始设置 | 可选硬件 | SiK 无线电设备 page.
选择正确的 COM 端口，并将波特率设置为 57600。确保 "连接 "按钮处于断开状态，如下图所示。
按下 上传固件（本地） 按下 "编程 "按钮，稍作延迟后，"编程 "信息将出现，绿条将从左到右缓慢增加。

../_images/Telemetry_3DR_Radio_UploadFirmware.png

两个无线电都应执行上述过程。

备注

新的固件更新有时会修改某些设置，因此最好比较一下更新前后的设置，看看是否有变化。

使用 FTDI 转 USB 电缆配置 SiK 无线电设备¶

配置 3D Radios 的推荐方法是使用Mission Planner地面站、在此讨论.

如果这种方法不奏效，请采取以下措施：

连接所有设备并配置地面无线电：
- 用 FTDI 转 USB 电缆将空中无线电连接到计算机 USB 端口 & 注意 Com 端口 #
  - 使用 Windows | 设备管理器 | 端口 以识别 COM 端口 #
  - 当绿色 LED 指示灯闪烁时，您就可以知道 FTDI 电缆在无线射频上的方向是否正确。
- 将地面无线电连接到个人电脑的 USB 端口；注意 COM 端口 # 在 MP 飞行数据选项卡右上方，将波特率设为 57600；选择地面无线电 COM 端口 #
- 在 MP 飞行中，按 Ctrl + A 打开无线电配置窗口。点击 加载设置 (从地面无线电）
- 在Mission Planner地面站无线电配置窗口中，（MP）选中 高级选项 箱
- 如果加载的值与上述推荐设置不一致，请进行修改，然后点击节省
配置空中无线电：
- 在右上角的 MP 中，选择气无线电的 COM 端口
- 在 MP 无线电配置窗口中，单击 加载设置 (摘自气无线电）
- 编辑空中无线电的设置（包括高级选项），使其符合以下条件正是然后点击 保存设置 (对空广播）
- 您可能无法在 "格式 "字段中添加数值，没关系。
- 在 MP 中，按 配置 SiK 无线电设备 并输入完全相同的设置，包括高级设置；点击 保存设置.
等待两个无线电设备连接（绿色 LED 指示灯亮起）
如果上述方法无效，请更新固件：
- 点击 更新固件 依次连接每台无线电设备。然后重复上述步骤。
验证无线遥测：
- 从(飞行)控制器上拔下 FTDI 转 USB 电缆
- 将空中无线电连接到(飞行)控制器 & LIPO
- 在 MP 飞行数据 选项卡，选择地面无线电 COM 端口，然后点击连接

备注

请记住，当您通过特定 COM 端口与无线电进行物理连接时，您不能使用 "将所需项目复制到远程 "按钮（在使用无线连接之前没有远程）。

本部分内容由文档用户组 (DUG) 提供.

强制启动加载程序模式¶

如果您设法使无线电处于无法通过Mission Planner地面站上传新固件的状态，那么您可能需要强制无线电进入引导加载器模式。

固件上传的正常工作方式是，规划员连接无线电并发送 AT&UPDATE 命令，使无线电进入引导加载器模式，准备接收新固件。这只有在计划员可以向无线电发送 AT 命令时才能起作用。

如果无法发送 AT 命令，则可以在开机时通过短接无线电上的 CTS 和 GROUND 引脚来强制启动加载器模式。进入引导加载器模式后，红色 LED 灯会亮起。

空中无线电的 CTS 和 GROUND 引脚很容易找到，因为它们标在无线电的背面（它们是 FTDI 连接器的两个引脚）。在 USB 无线电设备上就不那么明显了，所以这个图表可能会有所帮助：

无线电进入引导加载器模式后，就可以上传固件了。

技术细节¶

在评估该收音机是否符合当地法规时，了解其使用的技术可能会有所帮助。

固件采用同步自适应时分复用（TDM）技术实现跳频扩频（FHSS）。

具体来说，无线电将 MIN_FREQ+delta 和 MAX_FREQ-delta 之间的频率范围划分为 NUM_CHANNELS 通道。delta "值是一个保护范围，以确保我们远离允许频带的边缘。保护范围设置为半个通道宽度。通道宽度定义为

频道宽度 = (MAX_FREQ - MIN_FREQ) / (NUM_CHANNELS+2)

此外，无线电还可使用基于以下标准的随机种子，将基频偏移最多一个信道 NETID.这意味着使用不同 NETID 数字使用的频率略有不同。

无线电使用 GFSK（高斯频移键控）在特定频率上进行传输。

TDM 的工作原理是根据 16 微秒刻度的倍数将时间分成若干个片段。时间切分的目的是使任何频率的最长停留时间为 0.4 秒（这符合美国的规定）。TDM 算法的工作原理如下：

EEPROM 参数决定了一组 TDM 参数，特别是发送窗口和静音周期，两者都以 16 微秒为单位。您可以使用 ATI6 查看结果。
传输窗口按比例调整，以便传输 3 个全尺寸数据包
对于给定的数据速率，静默期等于数据包延迟的两倍
两个无线电设备通过在所有数据包中添加 13 比特的时间戳信息来自动同步时钟。时间戳以 16 微秒为单位。
每台无线电设备只有在 "轮到自己 "时才会发射信号。因此，一台无线电会有一个发射窗口的时间，然后会有一段静默期，此时两台无线电都不发射，然后轮到另一台无线电。我们从未遇到过两台无线电同时发射的情况
发射信道的随机序列是基于 NETID
在每个完整的 TDM 轮次中，频率会在静音期间两次切换到下一个信道
不传输数据时，通过串行端口输入的数据在 2048 字节缓冲器中缓冲
为防止缓冲区获得过多数据（增加延迟并有溢出风险），无线电设备会向连接设备发送缓冲区已满的信息。ArduPilot 会调整少量遥测速率，以保持合理的缓冲数据量。
TDM 算法也是自适应的，也就是说，当轮到无线电 A 发送信息时，它可以向无线电 B 发送一个小标记，表示 "我现在不需要发送任何信息，你可以使用我剩余的时间片"。这就是链路自动平衡非对称负载的方式
在最初搜索另一部无线电设备时，以及在失去链路的任何时候，无线电设备都会进入一种模式，即接收频率移动非常缓慢，但发射频率以正常速率移动。这样，两台无线电设备就能找到对方，实现初始时钟同步。这需要多长时间取决于信道数、空中数据速率和数据包丢失率。

在某些地区，您可能需要了解每个信道内辐射能量的分布情况。这取决于多种因素，但主要是 GFSK 调制所使用的频率偏差。下面的公式可以估算出频率偏差：

频率偏差 = 空气数据速率 * 1.2    分钟 频率 偏差 = 40    最大 频率 偏差 = 159

其中，频率偏差以千赫为单位，空气数据速率以千位/秒为单位。