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無人機圖傳：如何在低功耗前提下實現(xiàn)超遠距離圖傳

作者： admin 時間：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，無人機想要做超遠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上如何進行平衡？...

       去年Mavic上市， 其“7公里圖傳”刷新了人們的見識，無人機想要做超遠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上如何進行平衡？技術(shù)實現(xiàn)上有什么樣的難度？

       有沒有更遠距離的傳輸解決方法？

大疆無人機圖傳·.jpg

       無人機實現(xiàn)超遠距離傳輸?shù)囊螅嘿|(zhì)量要高，功率要低，抗干擾能力要強，傳輸距離要遠，國家法律法規(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，無人機遠距離傳輸最重要的一點，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，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的平衡。當然，這個就是要根據(jù)研發(fā)的水平來了，拿大疆舉例，無人機需要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)是用在無人機圖傳方面的技術(shù)呢？

201609071550001430.jpg

10公里獨立實時圖傳設(shè)備

無人機圖傳技術(shù)

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

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。

調(diào)制：好比是新的交通工具，減少傳遞步驟。

       具體來說，圖傳就是要把一個東西準確、快速的從一個地方傳遞到另一個地方，要抗干擾，還要抓重點。所以信源和信道就要改善，關(guān)于信道技術(shù)就是抓重點的基礎(chǔ)，比如目前常見的MPEG-2、MPEG-4等技術(shù)，簡單地說就是把圖片的重點壓縮，抓住重點傳輸。信道編碼就是為了減少碼元數(shù)率，減少帶寬占用，因為傳輸跟帶寬有關(guān)系，抓住重點可以避免浪費功率。

　　目前無人機圖傳主流的技術(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，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：

　　載波頻率偏移

　　對相位噪聲和載波頻偏十分敏感

　　峰均比比較高

　　所以把這三個缺陷瓶頸解決掉才是完美的技術(shù)。

　　這兩種圖傳方式應該是目前無人機圖傳的主流。

　　其實總體來說，無人機遠距離傳輸其實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，軟件無線電其實只是一個概念，其實里面的技術(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，所以7公里圖傳不怎么樣，通過改裝，還可以實現(xiàn)10公里的超遠距離傳輸。



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