V robotice: rozpočet vysílacího času

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Všechno z předchozích kapitol se dá sečíst do jediné tabulky, která odpoví na otázku, se kterou každý projekt začíná a málokdo ji položí správně: kolik robotů se vejde na jeden kanál?

Nastav flotilu a sleduj, kdy modrý pruh přeleze sedmdesát procent. Přidávej frekvenci telemetrie po pětkách a všimni si, jak rychle to roste — platí se rámce, ne bajty.

Jak se to počítá

zatížení = Σ (rámců/s × vysílací čas rámce)a nad 70 % se to začne hroutit

Telemetrie 200 bajtů při MCS5 stojí 310 µs vysílacího času, z toho jen 26 % jsou data. Dvanáct robotů po padesáti hertzích tedy zabere 600 rámců za sekundu, což je 19 % kanálu. Dvě kamery po čtyřech megabitech přidají dalších 26 %. Dohromady 45 % — a to je ještě v pořádku.

Zvýšit telemetrii na 100 Hz znamená 38 % místo 19, tedy dohromady 64 %. Přidat čtyři roboty znamená 77 % a je konec.

Sedm pravidel, která z téhle labky plynou

Počítej rámce, ne bajty. Fixní režie 181 µs na rámec je většinou to hlavní. Sdružuj data v aplikaci.
Navrhuj na 50 % vysílacího času. Zbytek spotřebuje opakování, roaming a to, co jsi nezapočítal.
5 GHz a úzké kanály. Víc buněk je vždycky lepší než širší kanál — kapitola 1 a kapitola 12.
Zakaž nejnižší rychlosti. Jinak jedna pomalá stanice srazí celou buňku (kapitola 6).
Zapni 802.11r a 802.11k. Roaming ze stovek milisekund na jednotky (kapitola 10).
Značkuj řídicí provoz a vypni na něm agregaci. Kratší okno a žádné čekání na sloučení.
Neřiď přes Wi-Fi. Posílej žádané hodnoty a stav; rychlou smyčku nech v měniči. Tohle je jediné pravidlo, které platí bez výjimky.

Co tahle labka NEumí

Počítá jednu buňku s DCF. Nemodeluje plánovaný přístup 802.11ax (OFDMA), MU-MIMO, skutečná pravidla agregace, ani rate-adaptation algoritmy — ty jsou u každého výrobce jiné a žádný je nezveřejňuje. Kde by číslo záviselo na některé z těch věcí, je to v textu řečeno místo aby se vymyslelo.

Bluetooth, LoRa a spol. mají jiné kompromisy a jsou v BleLabu a IoTLabu. Otázka, jestli se přes tohle vůbec smí řídit stroj — a co má robot dělat během těch tří set milisekund roamingu — je RoboLinkLab.

Jedno číslo na závěr, které stojí za zapamatování: jeden kanál 802.11 zvládne kolem 4 000 rámců za sekundu, ať jsou plné nebo prázdné. Vyděl to počtem robotů a máš strop, kolikrát za sekundu smí každý z nich promluvit. U dvaceti robotů je to dvěstěkrát — a to už je slyšet, že to není moc.