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無人機(jī)圖傳：如何在低功耗前提下實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離圖傳

作者： admin 時(shí)間：2017-11-13 來源：未知
摘要：去年Mavic上市， 其“7公里圖傳”刷新了人們的見識(shí)，無人機(jī)想要做超遠(yuǎn)距離圖傳究竟需要什么樣的技術(shù)呢？圖傳的距離和功耗在無人機(jī)上如何進(jìn)行平衡？...

       去年Mavic上市， 其“7公里圖傳”刷新了人們的見識(shí)，無人機(jī)想要做超遠(yuǎn)距離圖傳究竟需要什么樣的技術(shù)呢？圖傳的距離和功耗在無人機(jī)上如何進(jìn)行平衡？技術(shù)實(shí)現(xiàn)上有什么樣的難度？

       有沒有更遠(yuǎn)距離的傳輸解決方法？

大疆無人機(jī)圖傳·.jpg

       無人機(jī)實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離傳輸?shù)囊螅嘿|(zhì)量要高，功率要低，抗干擾能力要強(qiáng)，傳輸距離要遠(yuǎn)，國(guó)家法律法規(guī)的限制以及電池技術(shù)的發(fā)展。

　　距離與功耗的平衡

　　說了這么多要求，就要講一下，無人機(jī)遠(yuǎn)距離傳輸最重要的一點(diǎn)，也就是距離與功耗的平衡。

　　根據(jù)香農(nóng)公式，距離和帶寬有關(guān)系，距離遠(yuǎn)帶寬就要窄，之所以限制很多飛行設(shè)備都在用一些快要淘汰的調(diào)制技術(shù)（比如飛機(jī)要調(diào)幅波），就是需要平衡傳輸距離和功耗之間的關(guān)系。

　　我需要傳得遠(yuǎn)，那么功率就要大，但是政策上有規(guī)定功率功耗不能大，唯一可以改善的就是信道信源相關(guān)的技術(shù)，也就是無限通訊最重要的技術(shù)。

　　在同樣的功耗、其他部件減輕、電池優(yōu)化的情況下，把帶寬壓縮，不要把圖像完全無失真的去傳輸，才能保證距離與功耗相對(duì)的平衡。當(dāng)然，這個(gè)就是要根據(jù)研發(fā)的水平來了，拿大疆舉例，無人機(jī)需要30分鐘續(xù)航，那么電池就確定了，體重也確定了，發(fā)射功耗確定了，要提高距離就要優(yōu)化無線傳輸?shù)募夹g(shù)，目前那些技術(shù)是用在無人機(jī)圖傳方面的技術(shù)呢？

201609071550001430.jpg

10公里獨(dú)立實(shí)時(shí)圖傳設(shè)備

無人機(jī)圖傳技術(shù)

先用形象的方式介紹幾個(gè)名詞（學(xué)通訊相關(guān)的同學(xué)可以跳過這一部分）：

信道：通信系統(tǒng)中傳輸?shù)耐ǖ?，好比是高架橋?/p>

信源：信源是產(chǎn)生各類信息的實(shí)體，好比是載滿水泥的大卡車。

編碼：好比是快遞與打包，為了傳輸過程中有無損壞。

擴(kuò)頻：是一種信息處理改善傳輸性能的技術(shù)，好比是八路，隱蔽性高、抗干擾能力強(qiáng)。

調(diào)制：好比是新的交通工具，減少傳遞步驟。

       具體來說，圖傳就是要把一個(gè)東西準(zhǔn)確、快速的從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方，要抗干擾，還要抓重點(diǎn)。所以信源和信道就要改善，關(guān)于信道技術(shù)就是抓重點(diǎn)的基礎(chǔ)，比如目前常見的MPEG-2、MPEG-4等技術(shù)，簡(jiǎn)單地說就是把圖片的重點(diǎn)壓縮，抓住重點(diǎn)傳輸。信道編碼就是為了減少碼元數(shù)率，減少帶寬占用，因?yàn)閭鬏敻鷰捰嘘P(guān)系，抓住重點(diǎn)可以避免浪費(fèi)功率。

　　目前無人機(jī)圖傳主流的技術(shù)由OFDM、WiFi等。

　　OFDM

　　在技術(shù)上，目前很多無人機(jī)喜歡用的傳輸技術(shù)為OFDM，是多載波調(diào)制的一種，該技術(shù)更適合于高速數(shù)據(jù)的傳輸，OFDM有很多優(yōu)勢(shì)，比如在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù)、能夠?qū)诡l率選擇性衰落或窄帶干擾等等。

　　但是，OFDM也有缺點(diǎn)：

　　載波頻率偏移

　　對(duì)相位噪聲和載波頻偏十分敏感

　　峰均比比較高

　　所以把這三個(gè)缺陷瓶頸解決掉才是完美的技術(shù)。

　　這兩種圖傳方式應(yīng)該是目前無人機(jī)圖傳的主流。

　　其實(shí)總體來說，無人機(jī)遠(yuǎn)距離傳輸其實(shí)就是距離和功耗之間的平衡，其中還涉及了很多調(diào)制技術(shù)，比如用擴(kuò)頻來提高抗干擾能力、信道信源技術(shù)的優(yōu)化等等。大疆以前是使用的WiFi技術(shù)，現(xiàn)在用的是軟件無線電SDR，軟件無線電其實(shí)只是一個(gè)概念，其實(shí)里面的技術(shù)還是OFDM傳輸技術(shù)，它也不比WiFi高明太多，只不過大疆自己優(yōu)化了系統(tǒng)，更適合它的無人機(jī)，所以7公里圖傳不怎么樣，通過改裝，還可以實(shí)現(xiàn)10公里的超遠(yuǎn)距離傳輸。



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