從2018民用無人駕駛航空器發(fā)展國際論壇上獲悉，中國無人機(jī)實(shí)名登記已超18萬架!可以看出，在無人機(jī)技術(shù)，特別是在無人機(jī)圖傳技術(shù)的快速發(fā)展下，越來越得到國人的青睞。下面就通過本文來為大家比較下常用無人機(jī)圖傳技術(shù)。

　　2018民用無人駕駛航空器發(fā)展國際論壇

　　在比較無人機(jī)圖傳技術(shù)前，我們先用形象的方式介紹幾個(gè)名詞：

　　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。

　　無人機(jī)圖傳主流的技術(shù)

　　1、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，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)。

　　2、WIFI

　　除了OFDM之外，很多廠家也都在使用WiFi技術(shù)，可能WiFi說出來讓人感覺很低端，其實(shí)不是這樣的，WiFi技術(shù)也在不停的進(jìn)步。

　　WiFi傳輸是具有高性價(jià)比的無人機(jī)圖傳使用最廣泛的技術(shù)，但是因?yàn)閃iFi在技術(shù)上有很多限定，且不可修改的，并且很多廠家都是拿來方案直接搭建，所以其缺點(diǎn)也十分突出：比如芯片設(shè)計(jì)成什么格式就是什么格式的，無法修改，技術(shù)比較固化;干擾管理策略實(shí)時(shí)性不強(qiáng);信道利用率比較低等等。

　　另外WiFi傳輸還有跟物理層的銜接不緊密的缺點(diǎn)，導(dǎo)致反應(yīng)不迅速，傳輸時(shí)延較大，最多有秒級的時(shí)延。

　　在FPV模式下更需要低時(shí)延才行

　　說到時(shí)延，端到端的時(shí)延主要有以下幾個(gè)方面：

　　高層組包時(shí)延

　　高層到物理層的時(shí)延

　　時(shí)隙資源分配機(jī)制導(dǎo)致的時(shí)延

　　傳播的時(shí)延

　　物理層處理時(shí)延，解調(diào)解碼等

　　高層處理時(shí)延

　　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公里圖傳雖然聽上去特別牛，其實(shí)是功耗和距離平衡之間的傳輸以及傳輸技術(shù)的調(diào)制掌握的比較好。

　　3、COFDM技術(shù)

　　COFDM即編碼的OFDM，在進(jìn)行OFDM調(diào)制之前增加一些信道編碼(主要是增加糾錯(cuò)和交織)，來提高系統(tǒng)的可靠性。COFDM與OFDM的區(qū)別就是：在做正交調(diào)制前增加糾錯(cuò)編碼和保護(hù)間隔，使信號更有效的傳輸。OFDM主要應(yīng)用在LTE(4G)、WIFI等應(yīng)用系統(tǒng)上。COFDM目前應(yīng)用最廣泛的是在DVB(數(shù)字視頻廣播)，有DVB-T，DVB-S，DVB-C等等，在歐洲，東南亞，南美，澳洲都有廣泛應(yīng)用。

　　4、Lightbridge高清遠(yuǎn)距離數(shù)字圖傳技術(shù)

　　Lightbridge技術(shù)使用單向圖像數(shù)據(jù)傳輸，類似位于高 處的電視廣播塔的數(shù)據(jù)傳輸形式。而 Wi-Fi圖傳的數(shù)據(jù)傳輸需要發(fā)送端與接收端首先建立起通訊握手機(jī)制，再傳輸每個(gè)大小為512字節(jié)的數(shù)據(jù)包。每個(gè)數(shù)據(jù)包的傳輸必須完整無誤，丟失其中的一 個(gè)字節(jié)都會導(dǎo)致整個(gè)數(shù)據(jù)包重新發(fā)送，確認(rèn)完整接收一個(gè)數(shù)據(jù)包之后，才開始傳輸下一個(gè)數(shù)據(jù)包，而這正是導(dǎo)致圖傳延時(shí)的根本原因。

　　對于無人機(jī)飛行來說，“實(shí)時(shí)”無線圖像傳輸至關(guān)重要，由于一個(gè)字節(jié)而重新發(fā)送整個(gè)數(shù)據(jù)包非常浪費(fèi)時(shí)間。從數(shù)據(jù)傳輸角度上看，Wi-Fi傳輸已經(jīng)算是速度很快的無線傳輸技術(shù)，但基于TCP/IP協(xié)議的雙向握手機(jī)制很容易會導(dǎo)致 Wi-Fi圖傳無法實(shí)時(shí)傳輸航拍畫面。在無人機(jī)FPV飛行對實(shí)時(shí)性要求很高的大前提下，重新發(fā)送數(shù)據(jù)包則會讓操控者無法看到實(shí)時(shí)畫面。

　　無延時(shí)的實(shí)時(shí)高清圖像，是每個(gè)飛手在以FPV視角飛行時(shí)所希望看到的。即便是使用Lightbridge高清圖傳技術(shù)，零延時(shí)也無法100%達(dá)到，然而此項(xiàng)技術(shù)毫無疑問是現(xiàn)階段無人機(jī)圖傳中最先進(jìn)的，不僅可以最小化圖傳延時(shí)，還可以最大化傳輸距離。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)上來講，正是因?yàn)長ightbridge使用的是單向廣播數(shù)據(jù)的方式，即使飛得遠(yuǎn)，圖傳延時(shí)仍能穩(wěn)定保持在 100-200毫秒左右。而 Wi-Fi圖傳的延時(shí)，視飛行距離和飛行環(huán)境而定，一般會高出25%-100%不等。高效的單向廣播數(shù)據(jù)傳輸方式讓Lightbrige輕松超越 Wi-Fi圖傳。

　　5、模擬圖傳技術(shù)

　　一些不帶云臺相機(jī)的無人機(jī)，速度可高達(dá)80公里/小時(shí)以上，使用模擬信號傳輸技術(shù)。模擬圖傳幾乎沒有延時(shí)，而且模擬圖傳的另外一個(gè)特點(diǎn)是，當(dāng)達(dá)到極限距離時(shí)，不會突然出現(xiàn)卡屏或者完全丟失整個(gè)畫面的情況。模擬圖傳也是單向信號傳播技術(shù)，有點(diǎn)類似于在數(shù)字電視信號還沒出現(xiàn)前的模擬電視廣播信號的傳輸，當(dāng)信號變?nèi)鯐r(shí)，會出現(xiàn)雪花屏，警示飛手應(yīng)該調(diào)整飛行方向或者往回飛，離返航點(diǎn)近一些。

　　總結(jié)

　　可以說，OFDM技術(shù)和WIFI技術(shù)這兩種圖傳方式，是目前無人機(jī)圖傳的主流，更高級的是COFDM技術(shù)。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)，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。