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無線網(wǎng)橋傳輸技術(shù)全面介紹

作者： admin 時(shí)間：2017-08-23 來源：未知
摘要：無線網(wǎng)橋傳輸技術(shù)全面介紹 802.11為IEEE（電機(jī)電子工程師協(xié)會，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）于1997年公告的無線區(qū)域網(wǎng)路標(biāo) 準(zhǔn)，適用于有線站臺與無線用戶或無線用戶之間...

無線網(wǎng)橋傳輸技術(shù)全面介紹

    802.11為IEEE（電機(jī)電子工程師協(xié)會，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）于1997年公告的無線區(qū)域網(wǎng)路標(biāo)

準(zhǔn)，適用于有線站臺與無線用戶或無線用戶之間的溝通連結(jié)。
 
802.11的規(guī)格說明：
 
 ■802.11 -- 初期的規(guī)格采直接序列展頻技術(shù)（Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS）或跳頻展頻技術(shù)（Frequency Hopping

 Spread Spectrum,FHSS），制定了在RF射頻頻段2.4GHz上的運(yùn)用，并且提供了1Mbps、2Mbps和許多基礎(chǔ)訊號傳輸方式與服

務(wù)的傳輸速率規(guī)格。
 
 ■802.11a -- 802.11的衍生版，于5.8GHz頻段提供了最高54 Mbps的速率規(guī)格，并運(yùn)用orthogonal frequency division multiplexing

encoding scheme以取代802.11的FHSS 或 DSSS。
 
 ■802.11b -- (即所謂的高速無線網(wǎng)路或Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn))，1999年再度發(fā)表IEEE802.11b高速無線網(wǎng)路標(biāo)準(zhǔn)，在2.4GHz頻段上運(yùn)用

DSSS技術(shù)，且由于這個(gè)衍生標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)生，將原來無線網(wǎng)路的傳輸速度提升至11 Mbps并可與乙太網(wǎng)路(Ethernet)相媲。
 
 ■802.11g -- 在2.4GHz頻段上提供高于20 Mbps的速率規(guī)格。
 
 ■802.11e -- 定義了無線局域網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量（quality-of-service），例如支持語音ip；
 
 ■802.11h -- 對802.11a的補(bǔ)充，使其符合關(guān)于5ghz無線局域網(wǎng)的歐洲規(guī)范；
 
 ■802.11i -- 無線安全標(biāo)準(zhǔn)，wpa是其子集；
 
 ■802.11j -- 日本所采用的等同于802.11h的協(xié)議；
 
 ■802.11k——無線電廣播資源管理。通過部署此功能，服務(wù)運(yùn)營商與企業(yè)客戶將能更有效地管理無線設(shè)備和接入點(diǎn)設(shè)備/

網(wǎng)關(guān)之間的連接。
 
 ■802.11n -- 預(yù)計(jì)在2006年所采用的建議規(guī)范，此規(guī)范將使得802.11a/g無線局域網(wǎng)的傳輸速率提升一倍；
 
 ■802.11p——車輛接入。
 
 ■802.11r——“快速漫游”。盡管現(xiàn)在可能還不明顯，但Wi-Fi移動設(shè)備將很快需要具備在用戶或用戶移動過程中能在不同網(wǎng)

絡(luò)間迅速轉(zhuǎn)換的功能。
 
 ■802.11s——“網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)”，網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)設(shè)備都能向一個(gè)遠(yuǎn)離接入點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的中繼傳輸。
 
 ■802.11t——無線網(wǎng)絡(luò)性能。
 
 ■802.11u——與其他網(wǎng)絡(luò)的交互性。
 
 ■802.11v——無線網(wǎng)絡(luò)管理。802.11v主要面對的是運(yùn)營商，致力于增強(qiáng)由Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)。
 
802.11n協(xié)議

    新興的 802.11n 標(biāo)準(zhǔn)具有高達(dá) 600 Mbps 的速率，是下一代的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可提供支持對帶寬最為敏感的應(yīng)用所需

的速率、范圍和可靠性。802.11n 結(jié)合了多種技術(shù)，其中包括 Spatial Multiplexing MIMO (Multi-In, Multi-Out) （空間多路

復(fù)用多入多出）、20和 40MHz 信道和雙頻帶 (2.4 GHz 和5 GHz)，以便形成很高的速率，同時(shí)又能與以前的 IEEE 802.11b/g

設(shè)備通信。
 
    多入多出(MIMO)或多發(fā)多收天線(MTMRA)技術(shù)是無線移動通信領(lǐng)域智能天線技術(shù)的重大突破。該技術(shù)能在不增加帶

寬的情況下成倍地提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜利用率，是新一代移動通信系統(tǒng)必須采用的關(guān)鍵技術(shù)。
 
802.11n技術(shù)MIMO和OFDM介紹

802.11n專注于高吞吐量的研究，計(jì)劃將無線局域網(wǎng)的傳輸速率從802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高

速率可達(dá)320Mbps甚至500Mbps。這樣高的速率當(dāng)然要有技術(shù)支撐，而OFDM技術(shù)、MIMO（多入多出）技術(shù)正是關(guān)鍵。
 
    OFDM技術(shù)是多載波調(diào)制（Multi-CarrierModulation，MCM）的一種，它曾經(jīng)在802.11g標(biāo)準(zhǔn)中被采用。其核心是將信道

分成許多進(jìn)行窄頻調(diào)制和傳輸正交子信道，并使每個(gè)子信道上的信號頻寬小于信道的相關(guān)頻寬，用以減少各個(gè)載波之

間的相互干擾，同時(shí)提高頻譜的利用率的技術(shù)。
 
    OFDM還通過使用不同數(shù)量的子信道來實(shí)現(xiàn)上行和下行的非對稱性傳輸。不過OFDM技術(shù)易受頻率偏差的影響，存在較

高的峰值平均功率比（PAR），不過可以通過時(shí)空編碼、分集、干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大程度地提高物理層的

可靠性，802.11g中雖也采用有相似技術(shù)，但相比802.11n中與MIMO技術(shù)的結(jié)合，自然遜色不少。

 

 

 

COFDM技術(shù)簡介

    COFDM（coded orthogonal frequency division multiplexing），即編碼正交頻分復(fù)用的簡稱，是目前世界最先進(jìn)和最具

發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)。它的實(shí)用價(jià)值就在于支持突破視距限制的應(yīng)用，是一種在無線電頻譜資源方面充分利用的技術(shù),

可以對噪聲和干擾有著很好的免疫力。其基本原理就是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配到傳輸速率較低的若干子信

道中進(jìn)行傳輸。

    編碼（C）是指信道編碼采用編碼率可變的卷積編碼方式，以適應(yīng)不同重要性數(shù)據(jù)的保護(hù)要求；正交頻分（OFD）指

使用大量的載波（副載波），它們有相等的頻率間隔，都是一個(gè)基本震蕩頻率的整數(shù)倍；復(fù)用（M）指多路數(shù)據(jù)源相

互交織地分布在上述大量載波上，形成一個(gè)頻道。

 


    COFDM（編碼正交頻分多路復(fù)用）是ETSI歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會關(guān)于DVB-T數(shù)字視頻地面廣播及DAB數(shù)字音頻廣播的

標(biāo)準(zhǔn)。 早期是用于軍事無線電傳輸安全性之目的。近年來，基于COFDM技術(shù)的廉價(jià)的數(shù)字信號處理芯片已成為眾多

公司發(fā)展產(chǎn)品之首選。

    上個(gè)世紀(jì)中期，人們提出了頻帶混疊的多載波通信方案，選擇相互之間正交的載波頻率作子載波，也就是我們所說的

OFDM。這種“正交”表示的是載波頻率間精確的數(shù)學(xué)關(guān)系。按照這種設(shè)想，OFDM既能充分利用信道帶寬，也可以避免

使用高速均衡和抗突發(fā)噪聲差錯(cuò)。OFDM是一種特殊的多載波通信方案，單個(gè)用戶的信息流被串/并變換為多個(gè)低速

率碼流，每個(gè)碼流都用一個(gè)子載波發(fā)送。OFDM不用帶通濾波器來分隔子載波，而是通過快速傅立葉變換（FFT）來選用

那些即便混疊也能夠保持正交的波形。

    OFDM技術(shù)屬于多載波調(diào)制（Multi－CarrierModulation，MCM）技術(shù)。有些文獻(xiàn)上將OFDM和MCM混用，實(shí)際上

不夠嚴(yán)密。 MCM與OFDM常用于無線信道，它們的區(qū)別在于：OFDM技術(shù)特指將信道劃分成正交的子信道，頻道利

用率高；而MCM，可以是更多種信道劃分方法。

    OFDM技術(shù)的推出其實(shí)是為了提高載波的頻譜利用率，或者是為了改進(jìn)對多載波的調(diào)制，它的特點(diǎn)是各子載波相互

正交，使擴(kuò)頻調(diào)制后的頻譜可以相互重疊，從而減小了子載波間的相互干擾。OFDM每個(gè)載波所使用的調(diào)制方法可以

不同。各個(gè)載波能夠根據(jù)信道狀況的不同選擇不同的調(diào)制方式，比如BPSK、QPSK、 8PSK、16QAM、64QAM等等，

以頻譜利用率和誤碼率之間的最佳平衡為原則。OFDM技術(shù)使用了自適應(yīng)調(diào)制，根據(jù)信道條件的好壞來選擇不同的調(diào)

制方式。OFDM還采用了功率控制和自適應(yīng)調(diào)制相協(xié)調(diào)工作方式。信道好的時(shí)候，發(fā)射功率不變，可以增強(qiáng)調(diào)制方

式（如64QAM），或者在低調(diào)制方式（如 QPSK）時(shí)降低發(fā)射功率。

    OFDM技術(shù)是HPA聯(lián)盟（HomePlug Powerline Alliance）工業(yè)規(guī)范的基礎(chǔ)，它采用一種不連續(xù)的多音調(diào)技術(shù)，將被

稱為載波的不同頻率中的大量信號合并成單一的信號，從而完成信號傳送。由于這種技術(shù)具有在雜波干擾下傳送信

號的能力，因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質(zhì)中。


   COFDM總結(jié)   

    COFDM 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為增強(qiáng)頻譜資源的利用率提供了一種有效的解決途徑，特別是在強(qiáng)的干擾環(huán)境下。它可應(yīng)用于

單向或雙向的固定或移動的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境 。

    以前采用固定無線接入方式訪問互聯(lián)網(wǎng)的用戶都知道一個(gè)道理：如果他們屋頂上的天線不在幾公里/幾十公里

外的基站天線視線范圍內(nèi)的話，他們就接收不到信號。 但是現(xiàn)在WXKD新一代的固定無線雙向系統(tǒng)可以突破這

 

一限制，包括樹叢、飾墻、甚至是金屬片都不能阻擋它與基站天線的通信。這對于使用固定無線接入技術(shù)向用戶

提供高速互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)的人們來說無疑是一件好事。另外，這種新系統(tǒng)的安裝也更加方便，用戶可以自行安裝

天線，而不是象以前那樣需要工程技術(shù)人員來調(diào)整它的角度以對準(zhǔn)遠(yuǎn)端的天線。

 

 

COFDM無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)介紹

    無線技術(shù)的發(fā)展，衍生出了五花八門的技術(shù)應(yīng)用。當(dāng)然，視頻這一塊是必不可少的。那么，下文就將為大家先容

一種名叫COFDM的無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)。但愿此文能拓野大家的視野。


    COFDM無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)具有頻譜利用率高和可對抗多徑時(shí)延擴(kuò)展等特點(diǎn)，是早期用于軍事

無線電傳輸?shù)囊环N多載波數(shù)字通訊調(diào)制技術(shù)，也是較為完備的移動接收和傳輸技術(shù)。


    COFDM無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)大多采用的是GPRS和 CDMA技術(shù)。但是GPRS傳輸?shù)膸挷蛔悖?/span>

傳輸視頻每秒只有幾幀，且泛起應(yīng)急事件時(shí)，輕易泛起斷點(diǎn)和無線接收的死角。CDMA傳輸同樣存在這樣的缺陷，

其下行帶寬是153K，上行帶寬是70K～80K，因而傳輸流暢的視頻基本上不可能實(shí)現(xiàn)。因?yàn)閳D像只有幾幀，以抓圖

的形式來傳輸，并且為小畫面尺寸。顯然，這種技術(shù)的應(yīng)用，不能夠知足平安城市視頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用需求。


    對于微波（數(shù)字微波、擴(kuò)頻微波）、無線 LAN（802.11(b)、802.11(g)、802.11(a)）等技術(shù)的其他較高帶寬的無線

傳輸方案，實(shí)在現(xiàn)視頻壓縮編碼以MPEG-2/4、 H.264等為主。其中高質(zhì)量圖像（分辨率720×576）一般以MPEG-2編

解碼居多，個(gè)別采用小波編解碼。但它們大多都存在共同的缺點(diǎn)，即只能做到通視傳輸、定向傳輸，并且難以支

持移動傳輸，從而限制了它在視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用。而COFDM無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)則能克服

此缺點(diǎn)，它的實(shí)用價(jià)值主要是它突破了視距限制，對噪聲和干擾有著很好的免疫力，并能繞射和穿透遮擋物。

    COFDM技術(shù)能同時(shí)分開多個(gè)數(shù)字信號，并且可以在干擾的信號附近安全運(yùn)行。它能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)

上通信特性的溘然變化，其通信路徑傳送數(shù)據(jù)的能力會隨時(shí)間發(fā)生變化，且COFDM能動態(tài)地與之相適應(yīng)，并接通

和堵截相應(yīng)的載波，以保證持續(xù)地進(jìn)行成功地通信。因此，COFDM技術(shù)特別適合使用在城市高層建筑物、居民密

集和地輿上凸起的地方，以及將信號撒播的地區(qū)與高速的數(shù)據(jù)傳播的地方?？芍闳缦?、公安、邊防、森林防

火、煤礦監(jiān)控、人防應(yīng)急、城管執(zhí)法、銀行押運(yùn)等場所用戶的需求。


    因?yàn)闊o線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)機(jī)動靈活，能彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的不足，因而合用于平安城市安防建

設(shè)的需要。實(shí)際上，無線視頻實(shí)時(shí)傳輸主要有兩個(gè)概念：一是移動中傳輸；二是寬帶傳輸。


    因此，研制能夠在高速移動過程中將頻帶很寬的高清楚度視頻進(jìn)行不亂傳輸?shù)臒o線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸

系統(tǒng)，需要解決二個(gè)主要題目：一是由多徑傳播引起的回波干擾；二是頻率資源的使用率和漸趨飽和的題目。過去的

無線視頻圖像傳輸，主要是以單向的模擬電視廣播業(yè)務(wù)為主，一套電視節(jié)目采用一個(gè)單獨(dú)的頻點(diǎn)，但在不同地點(diǎn)用相

同頻率同頻發(fā)射播出電視節(jié)目時(shí)，它們之間會有相互干擾。

    此外，因?yàn)榻邮栈虬l(fā)射的一方處于移動狀態(tài)，不管是發(fā)射或接收都會碰到強(qiáng)烈的多徑干擾即回波干擾。因此，對

回波干擾的處理方式可能從根本上影響一個(gè)無線高清楚度視頻實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)的機(jī)能。而 COFDM無線圖像,無線移動

視頻,無線視頻傳輸技術(shù)恰是可以有效地利用回波而不是消極地排除回波引起的題目，可實(shí)現(xiàn)固定-移動，移動-移動間

 

的無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸。因此，在城市環(huán)境里，COFDM無線圖像,無線移動視頻,無線視頻傳輸技術(shù)特別

適合解決當(dāng)今摩天大廈林立的現(xiàn)代都市環(huán)境，尤其適合平安城市建設(shè)的應(yīng)用。下面先容COFDM無線圖像,無線移動視

頻,無線視頻傳輸技術(shù)的工作原理、系統(tǒng)組成、特點(diǎn)，以及它在視頻監(jiān)控中的應(yīng)用。

 

單兵無線圖像傳輸技術(shù)的應(yīng)用特性(一)


一、背景

    進(jìn)入二十一世紀(jì)后，人們對信息的需求迅猛增長，對頻寬的需求與日俱增，無線通信得

    到了蓬勃發(fā)展，各種無線新技術(shù)和通訊方式層出不窮。無線圖像傳輸技術(shù)已經(jīng)作為一種必備通信方式應(yīng)用在事故救援、重大事件現(xiàn)場保障等活動中。其中，單兵無線圖像傳輸技術(shù)將應(yīng)急現(xiàn)場圖像進(jìn)行采集后及時(shí)傳輸，以其機(jī)動靈活的特點(diǎn)發(fā)揮著越來越重要的作用，已經(jīng)成為一種必不可少的通信保障手段。

二、現(xiàn)狀

    無線圖像傳輸設(shè)備從技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)上廣泛的分為三類：第一種是公用網(wǎng)絡(luò)型，利用移動、聯(lián)通等網(wǎng)絡(luò)，采用包括GSM、CDMA、3G等技術(shù)進(jìn)行傳輸；第二種是專用網(wǎng)絡(luò)型，利用無線網(wǎng)絡(luò)采用包括WLAN、DSSS、MESH等技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸；第三種是專業(yè)圖像傳輸型，利用數(shù)字移動電視傳輸網(wǎng)絡(luò)采用包括 COFDM、8VSB、TDS-OFDM等技術(shù)的專業(yè)無線圖像傳輸。以上三類技術(shù)各有不同的應(yīng)用面和優(yōu)缺點(diǎn)，但是從專業(yè)技術(shù)應(yīng)用角度，在其圖像質(zhì)量、傳輸距離、移動性能、集成性能來說，第三類已經(jīng)成為單兵無線圖像傳輸?shù)闹饕夹g(shù)和專業(yè)產(chǎn)品。

    在第三類無線圖像傳輸設(shè)備中，主要以COFDM為代表，首先適合在城區(qū)、城郊、建筑物內(nèi)等非通視和有阻擋的環(huán)境中應(yīng)用，具有卓越的繞射、穿透能力，能夠以高概率實(shí)現(xiàn)圖像的穩(wěn)定傳輸，不受環(huán)境影響或受環(huán)境影響小；其次適合高速移動中傳輸，可應(yīng)用于車輛、船舶、直升機(jī)/無人機(jī)等平臺；第三適合高速數(shù)據(jù)傳輸，速率一般大于4Mbps，滿足高質(zhì)量視音頻的傳輸；第四在復(fù)雜電磁環(huán)境中，COFDM具備優(yōu)異的抗干擾性能；第五在對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾及信號波形間的干擾性能優(yōu)越，通過各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力。

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