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                怎么样才能让数字图传无线传输距离最远化

                2018-09-30 12:15 网络

                 

                无线传输途径和特点
                途径
                实现》超远距离有很多选择,可以●是有线的,也可以是无线的。在一般情况下,肯定是有线传输更加№的远,上万公里传输都是可以的。拿语音传输来说,当面对话靠声波传输〒,虽然声波传输距离很短,但是不借助高科技手段也是可以】的(比如我们上学时候学ξ 的“纸杯电话”)。而图像的话就必须要通过现代通讯手段才行,比如光纤。
                 
                电磁波的频率
                提到现代通々讯手段,就要讲到电磁波频率,通常来说,电磁波频率越低传播越远。比如军事活动所需要◆的保密通讯电话的传输,就属于超短波频率,传输比较远,地面通讯♀一般使用这种频率(对讲机等)。而一些需要中继↘传递的通讯方式(通过中继塔台等)用的是∏短波,短波就□比超短波频率更低,能传播的更远,几百公里上千公里都是可以的,比如VOA的电台用的就是短波频率。
                 
                远距离传输肯定是数据量越ㄨ窄传播的越远,发射功率越大灵敏度越高,由此就涉及到了功率的问∮题。
                 
                功率
                想要超远距离发射▃信息,功率越大发射越远。像那些架在高的地方的电视№塔都是功率几千瓦甚至上万瓦的。举个简单的例子,比如广播通过塔台发射∞之后,很大面积地区↓都能收到广播,这个功率肯定小不了,电视工作者如果暴▲露在发射设备下那么对身体的ζ 伤害是非常大的。
                 
                综上,各种运营商的设备同理,他们加大基站或者塔台☉的功率,都是』为了传的更远。
                 
                带宽
                带宽语音一般来说都是3K左右,因为普通人说话3K就够了,如果能够压缩的话几百K就够了,所以⌒ 语音的传输带宽是非常小的。而现在无人机的带宽都是以M起步,这对远距离传输的挑战就大了很多。传输︽距离取决于灵敏度,根据香农公式,带宽〖增加十倍,灵敏度就下降▽十倍,所以带宽对于无线传输来说是很珍贵的。
                 
                图像传输的特点
                图像传输跟普通信号传≡输相比特点还是比较鲜明的:
                 
                图像传输的特点是数据量太大了。TXT等文件通常都是几K起步,而图像数据量就大得多,比如iPhone随意照张照片就要几M了,所以需要◥的带宽要很高。2、图像传输不能有时延,跟大家看电影一样,有卡顿就不能①忍受了,此外,我▂们看电影,高清图像就很爽,模糊就受不了
                 
                距离与→功耗的平衡
                说了这么多要求,就要♂讲一下,图像远距离传输最重要的一点∩,也就是距离与功耗的平衡。
                 
                根据香农公式,距离和带宽有关系※,距离远带宽就要窄,之所以限制很多图传设备都在用一些快要淘汰的调制技术,就是需要平衡传输距离和功耗之间的关系。
                 
                我需要传得远】,那么功率就要大,但是政策上有规定功率功耗不能大,唯一可以改善的就是信道信源相关的技术,也就是无限通讯最」重要的技术。
                 
                在同︻样的功耗、其他部件减轻、电池优化的情况下,把带宽压缩,不要把图像完全无失真的去传输,才能保证距离与功耗相对的平衡。
                 
                先用形象√的方式介绍几个名词(学通讯相关的同学可以跳过这一部分):
                 
                信道:通信系统中传输的通道,好比□是高架桥。信源:信源是产生各类信息的●实体,好比是载满水泥的大卡车。编码:好比是快递与打包,为了传输过程中有无损①坏。扩频:是一种信息处理改善传输性能的技术,好比是八ξ路,隐蔽性高、抗干扰能力强。调制:好比是新的交通工具,减少传递步◣骤。
                 
                具体来说,图传就是要把一个东西准确、快速的从一个地方传递到另一个地方,要抗干扰,还要抓重点。所以信源和信∴道就要改善,关于信道技术就是抓重点的基础,比如目前常见的MPEG-2、MPEG-4等技术,简单地◥说就是把图片的重点压缩,抓住重点传输。信道编码就是为了减少码元数率,减少带『宽占用,因为传输跟带宽有关系,抓住重点可以避免浪费功率。
                 
                目前图传主流的技术由OFDM、WiFi等
                 
                OFDM
                在技术上,目前⌒ 很多图传喜欢用的传输技术为OFDM,是多载波调制的㊣一种,该技术更适合于高速数据的传输,OFDM有很多优势,比如在窄带带宽下也能够发出大量的数据、能够▼对抗频率选择性衰落或窄带干扰等等。
                 
                但是,OFDM也有缺点:
                 
                载波频率偏移对相位噪声◢和载波频偏十分敏感峰均比比较高
                 
                所以把这三个缺陷瓶颈解决掉才是完美的技〗术。
                 
                WIFI
                除了OFDM之外,很多厂家↑也都在使用WiFi技术,可能WiFi说出来让人感觉很低端,其实不是这样的,WiFi技术也在不停的进步。
                 
                WiFi传输是具有高性价比的无人机图传使用最广泛的】技术,但是因为WiFi在♂技术上有很多限定,且不可修改的,并且很多厂家都是拿来方案直接搭建,所以其缺ぷ点也十分突出:比如芯片设计成什么格式就是什☆么格式的,无法修改,技术比较固化;干』扰管理策略实时性不强;信道利用率比较低等等。
                另外WiFi传输还有跟物理层的衔接不紧密的缺点,导∩致反应不迅速,传输时延〓较大,最多有秒级的时延。