无线图像传输系统080322

无线图像传输系统

无线图像传输采用的技术体制大致分为：

模拟传输数传/网络电台GSM/GPRS/CDMA数字微波（大部分为扩频微波）WLAN（无线网）COFDM（正交频分复用）等无线各种体制自身的特点

1、模拟传输是一种“古老”的技术，基本处于被淘汰的阶段，在此不再详细论述。2、数传/网络电台:价格低，大多采用跳频扩频技术，但本质上为单载波调制；有效传输速率有限，一般在512Kbps以下，图像的分辨率和帧速都很低，无法保证图像的实时性。3、GSM/GPRS、CDMA为移动通信公网技术，很成熟，但传输速率有限，保密机制不健全，受公共网络覆盖范围的限制，如建设专用网，其小区制覆盖将意味着极高的建设成本。4、数字微波（扩频微波）可以提供高速率链路，但均为单载波调制技术体制，仅仅在通视环境下应用，不能在阻挡环境中和移动中使用；且系统可靠性不高。5、无线网技术（802.11b）在物理层采用了直序扩频技术（DSSS），在理想的传输条件下，可以提供约1-5.5Mbps有效速率，但因其是单载波调制,受此局限,只能在通视环境下应用，不能在阻挡环境中和移动中使用。无线网技术（802.11a、802.11g）在物理层采用了COFDM多载波调制，但载波数量较少，如802.11a为52个子载波，而其频段是5.8GHz。这样虽然其采用了COFDM多载波调制，但因其子载波少，频段高，在阻挡和移动环境下使用效果均不理想。它们只适用于办公室内无线局域网，定点用于室外需配置定向天线。从本质上讲，直序扩频技术是不支持移动和非视距传输的，而某些此类图传设备为何宣称其具有移动性呢？这是因为他们无意或有意地混淆了数据传输和高质量图像传输的不同概念。对于低速率的数据通信（如115.2Kbps），由于其码间距较大，多普勒效应对其造成的影响也就较小，在这种情况下，它可以表现出一定的移动性，但高质量图像传输必须有一定的数据速率的保证（比如2Mbps），在这种速率下，其所谓的移动性也就彻底丧失。因此，在有阻挡、非通视和高速移动条件、完成高质量图像传输是一个难题，但是随着COFDM技术的发展、成熟，完成这一难题有了可能。在这种情况下COFDM技术越来越受到人们的重视。国外在无线图像上已趋于淘汰微波和跳频（FHSS）、802.11b直序扩频（DSSS）等方案，而采用COFDM技术的产品。COFDM（多载波正交频分复用调制技术）调制技术是最新的无线传输技术，它是多载波调制技术，子载波数量达到1704载波（2K模式）,它真正在实际使用中实现了“抗阻挡”、“非视距”、“动中通”的高速数据传输（2-15Mbps），表现出卓越的“抗阻挡”性能；传输MPEG2质量图像，安装应用便捷，可采用全向收发天线，无须寻找通视路由；装置在车、船、机等运动载体上，无须配备复杂、昂贵的伺服稳定系统。什么是COFDM

COFDM（codedorthogonalfrequencydivisionmultiplexing），既编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术。其基本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输。编码（C）:是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式，以适应不同重要性数据的保护要求正交频分（OFD）:指使用大量的载波（副载波），它们有相等的频率间隔，都是一个基本震荡频率的整数倍；复用（M）:指多路数据源相互交织地分布在上述大量载波上，形成一个频道。COFDM的发展及应用领域上个世纪中期，人们提出了频带混叠的多载波通信方案，选择相互之间正交的载波频率作子载波，也就是我们所说的COFDM。这种“正交”表示的是载波频率间精确的数学关系。按照这种设想，COFDM既能充分利用信道带宽，也可以避免使用高速均衡和抗突发噪声差错。COFDM是一种特殊的多载波通信方案，单个用户的信息流被串/并变换为多个低速率码流，每个码流都用一个子载波发送。COFDM不用带通滤波器来分隔子载波，而是通过快速傅立叶变换（FFT）来选用那些即便混叠也能够保持正交的波形（从上左至右看图:1、COFDM子载波频谱2、COFDM频谱）COFDM技术属于多载波调制（Multi－CarrierModulation，MCM）技术。有些文献上将COFDM和MCM混用，实际上不够严密。MCM与COFDM常用于无线信道，它们的区别在于：COFDM技术特指将信道划分成正交的子信道，频道利用率高；而MCM，可以是更多种信道划分方法。COFDM技术的推出其实是为了提高载波的频谱利用率，或者是为了改进对多载波的调制，它的特点是各子载波相互正交，使扩频调制后的频谱可以相互重叠，从而减小了子载波间的相互干扰。COFDM每个载波所使用的调制方法可以不同。各个载波能够根据信道状况的不同选择不同的调制方式，比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等，以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则。COFDM技术使用了自适应调制，根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式。COFDM还采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式。信道好的时候，发射功率不变，可以增强调制方式（如64QAM），或者在低调制方式（如QPSK）时降低发射功率。OFDM技术是HPA联盟（HomePlugPowerlineAlliance）工业规范的基础，它采用一种不连续的多音调技术，将被称为载波的不同频率中的大量信号合并成单一的信号，从而完成信号传送。由于这种技术具有在杂波干扰下传送信号的能力，因此常常会被利用在容易受外界干扰或者抵抗外界干扰能力较差的传输介质中。高速移动数字图像传输系统

该系统是针对各种飞行器和舰船、车辆开发研制的无线图像通讯系统。系统采用国际先进的COFDM、分集接收等通讯技术，在有遮挡、多径反射、非视线可达情况下仍能可靠地进行图像传输。产品具有卓越的高速性能和适应恶劣环境的能力。系统支持载体的运动速度最高可达1140公里/小时（相关型号）。系统具有很宽的温度范围和出色的抗震能力,能很好的适应无人机的恶劣环境。根据需要，系统可同时传输图像信号、伴音信号和遥测数据。图像的压缩格式是MPEG2,图像传输实时、连续，数据、指令传输准确、可靠。图像、数据均可加密传输。系统设备体积小，重量轻，传输距离远。应用领域整个系统设计紧凑、轻便，可安装于飞机、直升机、无人机、舰船、车辆、飞艇等各种运载器上，做快速、远距离、大范围的观察和监视。也可作为公安或单兵装备，广泛应用于隐蔽监控、战场侦察、军事训练和演习等领域。

系统组成

系统主要由两部分设备组成：载机图像发送设备和地面图像接收设备。无线图像发送设备和接收设备构成简单的点对点图像传输系统。图像发送设备将前端移动摄像机摄取的现场图像、声音通过无线信道实时、连续地发往地面的接收设备。

产品特点

1、DVD级的高清晰图像与声音；2、支持高速移动中传输；3、同时传输一路图像和二路伴音，可选传输一路下行数据（上行数据通道可定制）4、具有强大的非视距（NLOS）传输功能；5、阻挡严重的情况下仍可传输高质量图像；6、全向高增益发射天线；7、适用于直升机、舰船、车辆等图像传输；8、抗多径干扰，在高楼林立的城市仍正常工作；9、可与其他微波、卫星、光纤通信设备组建远距离链路，建设实用有效的图像传输系统。10、工作频段：UHF/L/S波段（根据用户需求可选）；11、可选AES256加密功能；OFDM技术主要有如下几个优点：（1）在窄带带宽下也能够发出大量的数据。OFDM技术能同时分开至少1000个数字信号，在干扰的信号周围可以安全运行(2)OFDM技术能够持续不断地监控传输介质上通信特性的突然变化，由于通信路径传送数据的能力会随时间发生变化，所以OFDM能动态地与之相适应，并且接通和切断相应的载波以保证持续地进行成功的通信；(3)该技术可以自动地检测到传输介质下哪一个特定的载波存在高的信号衰减或干扰脉冲，然后采取合适的调制措施来使指定频率下的载波进行成功通信；(4)OFDM技术特别适合使用在高层建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及将信号散播的地区。高速的数据传播及数字语音广播都希望降低多径效应对信号的影响。(5)可以有效地对抗信号波形间的干扰，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。当信道中因为多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落在频带凹陷处的子载波以及其携带的信息受影响，其他的子载波未受损害，因此系统总的误码率性能要好得多。

(6)通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。OFDM技术本身已经利用了信道的频率分集，如果衰落不是特别严重，就没有必要再加时域均衡器。通过将各个信道联合编码，则可以使系统性能得到提高。(7)OFDM技术抗窄带干扰性很强，因为这些干扰仅仅影响到很小一部分的子信道。(8)可以选用基于IFFT/FFT的OFDM实现方法；(9)信道利用率很高，这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要；当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。发射机前面板示意图：

1——电源开关2——供电指示灯3——电源指示灯4——按键（向上）5——按键（向下）6——按键（向左）7——按键（向右）8——按键（确认）9——表头10——按键11——液晶显示12——调制器状态指示13——射频状态指示14——视频输入指示灯15——音频输入指示灯发射机后面板示意图

1——射频输出2——模拟音频输入（左右声道）3——模拟复合视频输入4——串口数据输5——电源输入（1，4+；2，3-）接收端设备前面板示意图

1——LCD屏2——电平表3——电源开关4——LCD屏电源开关5——按键（向上）6——按