V robotice: proč rychlost spadne dřív než spojení

Všechno z předchozích kapitol se v praxi sejde do jedné tabulky, které se říká žebřík rychlostí. Rádio si z ní vybírá podle toho, jaký má právě signál, a to rozhodnutí dělá několikrát za sekundu.

Co ta schodiště znamenají pro stroj

• Rychlost není vlastnost spoje, je to okamžitá volba. „Máme 100 Mb/s Wi-Fi“ neznamená nic, dokud se neřekne, kde robot stojí. Táž síť dá ve stejné hale 400 Mb/s u přístupového bodu a 6 Mb/s v protějším rohu.
• Mezi schody se nic neděje. Robot může ujet deset metrů a nezaznamenat změnu. Pak ujede další metr a rychlost se propadne o polovinu.
• Pod nejnižším schodem není pomalejší režim. Je ticho. To je ten rozdíl proti analogovému rádiu, které šumělo a dalo se z něj poznat, že se blíží konec.

Proč se rychlost hroutí rychleji, než by z decibelů vyšlo

Když robot spadne z 64-QAM na QPSK, nespotřebuje třikrát míň pásma — vysílá třikrát dýl, aby přenesl totéž. Na sdíleném médiu tím ubere vysílací čas všem ostatním, takže jeden robot na kraji haly zpomalí celou flotilu. Tomuhle jevu se říká anomálie výkonu a je to téma WiFiLabu; tady stačí, že jeho příčina je právě ten žebřík.

Co z toho plyne pro návrh

1. Navrhuj na nejhorší místo, ne na průměr. Kapacita, kterou má flotila k dispozici, je daná tím nejhorším robotem, ne tím nejlepším.
2. Rezerva se počítá v decibelech, ne v procentech. Deset decibelů rezervy je zhruba dva stupně žebříku — a to je rozdíl mezi „přijde o čtvrtinu rychlosti“ a „přijde o spojení“.
3. Pro řízení nechtěj nejvyšší stupeň. Krátká zpráva na 6 Mb/s dorazí spolehlivě; táž zpráva na 300 Mb/s dorazí o mikrosekundu dřív a s mnohem větší pravděpodobností se bude muset opakovat. Pro regulaci je předvídatelnost cennější než propustnost.
4. Video a povel nepatří do téhož proudu. Kamera ať jede na tom nejvyšším stupni, na který dosáhne, a klidně ať občas spadne. Povel ať jede dole, kde je místo.

Co tahle labka NEumí a kde se to bere

Tady jsme počítali jeden spoj v gaussovském šumu. Skutečná hala má víc vysílačů, kteří se o médium perou (WiFiLab), rádia s úplně jinými cíli než rychlost (BleLab, IoTLab) a otázku, jestli se přes to smí řídit stroj (RoboLinkLab). Modulace je jen první patro.