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无人机图传:如何在低功耗前提下实现超远距离图传

作者: admin 时间:2017-11-13 来源:未知
摘要:去年Mavic上市, 其“7公里图传”刷新了人们的见识,无人机想要做超远距离图传究竟需要什么样的技术呢?图传的距离和功耗在无人机上如何进行平衡?...

       去年Mavic上市, 其“7公里图传”刷新了人们的见识,无人机想要做超远距离图传究竟需要什么样的技术呢?图传的距离和功耗在无人机上如何进行平衡?技术实现上有什么样的难度?

       有没有更远距离的传输解决方法?

大疆无人机图传·.jpg

       无人机实现超远距离传输的要求:质量要高,功率要低,抗干扰能力要强,传输距离要远,国家法律法规的限制以及电池技术的发展。

  距离与功耗的平衡

  说了这么多要求,就要讲一下,无人机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,之所以限制很多飞行设备都在用一些快要淘汰的调制技术(比如飞机要调幅波),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。当然,这个就是要根据研发的水平来了,拿大疆举例,无人机需要30分钟续航,那么电池就确定了,体重也确定了,发射功耗确定了,要提高距离就要优化无线传输的技术,目前那些技术是用在无人机图传方面的技术呢?

201609071550001430.jpg

10公里独立实时图传设备

无人机图传技术

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坏。

扩频:是一种信息处理改善传输性能的技术,好比是八路,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。

  目前无人机图传主流的技术由OFDM、WiFi等。

  OFDM

  在技术上,目前很多无人机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。

  这两种图传方式应该是目前无人机图传的主流。

  其实总体来说,无人机远距离传输其实就是距离和功耗之间的平衡,其中还涉及了很多调制技术,比如用扩频来提高抗干扰能力、信道信源技术的优化等等。大疆以前是使用的WiFi技术,现在用的是软件无线电SDR,软件无线电其实只是一个概念,其实里面的技术还是OFDM传输技术,它也不比WiFi高明太多,只不过大疆自己优化了系统,更适合它的无人机,所以7公里图传不怎么样,通过改装,还可以实现10公里的超远距离传输。



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