無線傳輸途徑和特點

途徑

實現超遠距離有很多選擇，可以是有線的，也可以是無線的。在一般情況下，肯定是有線傳輸更加的遠，上萬公里傳輸都是可以的。拿語音傳輸來說，當面對話靠聲波傳輸，雖然聲波傳輸距離很短，但是不借助高科技手段也是可以的（比如我們上學時候學的“紙杯電話”）。而圖像的話就必須要通過現代通訊手段才行，比如光纖。

 

電磁波的頻率

提到現代通訊手段，就要講到電磁波頻率，通常來說，電磁波頻率越低傳播越遠。比如軍事活動所需要的保密通訊電話的傳輸，就屬于超短波頻率，傳輸比較遠，地面通訊一般使用這種頻率（對講機等）。而一些需要中繼傳遞的通訊方式（通過中繼塔臺等）用的是短波，短波就比超短波頻率更低，能傳播的更遠，幾百公里上千公里都是可以的，比如VOA的電臺用的就是短波頻率。

 

遠距離傳輸肯定是數據量越窄傳播的越遠，發射功率越大靈敏度越高，由此就涉及到了功率的問題。

 

功率

想要超遠距離發射信息，功率越大發射越遠。像那些架在高的地方的電視塔都是功率幾千瓦甚至上萬瓦的。舉個簡單的例子，比如廣播通過塔臺發射之后，很大面積地區都能收到廣播，這個功率肯定小不了，電視工作者如果暴露在發射設備下那么對身體的傷害是非常大的。

 

綜上，各種運營商的設備同理，他們加大基站或者塔臺的功率，都是為了傳的更遠。

 

帶寬

帶寬語音一般來說都是3K左右，因為普通人說話3K就夠了，如果能夠壓縮的話幾百K就夠了，所以語音的傳輸帶寬是非常小的。而現在無人機的帶寬都是以M起步，這對遠距離傳輸的挑戰就大了很多。傳輸距離取決于靈敏度，根據香農公式，帶寬增加十倍，靈敏度就下降十倍，所以帶寬對于無線傳輸來說是很珍貴的。

 

圖像傳輸的特點

圖像傳輸跟普通信號傳輸相比特點還是比較鮮明的：

 

圖像傳輸的特點是數據量太大了。TXT等文件通常都是幾K起步，而圖像數據量就大得多，比如iPhone隨意照張照片就要幾M了，所以需要的帶寬要很高。2、圖像傳輸不能有時延，跟大家看電影一樣，有卡頓就不能忍受了，此外，我們看電影，高清圖像就很爽，模糊就受不了

 

距離與功耗的平衡

說了這么多要求，就要講一下，圖像遠距離傳輸最重要的一點，也就是距離與功耗的平衡。

 

根據香農公式，距離和帶寬有關系，距離遠帶寬就要窄，之所以限制很多圖傳設備都在用一些快要淘汰的調制技術，就是需要平衡傳輸距離和功耗之間的關系。

 

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

 

在同樣的功耗、其他部件減輕、電池優化的情況下，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。

 

先用形象的方式介紹幾個名詞（學通訊相關的同學可以跳過這一部分）：

 

信道：通信系統中傳輸的通道，好比是高架橋。信源：信源是產生各類信息的實體，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，好比是八路，隱蔽性高、抗干擾能力強。調制：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，關于信道技術就是抓重點的基礎，比如目前常見的MPEG-2、MPEG-4等技術，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率，減少帶寬占用，因為傳輸跟帶寬有關系，抓住重點可以避免浪費功率。

 

目前圖傳主流的技術由OFDM、WiFi等

 

OFDM

在技術上，目前很多圖傳喜歡用的傳輸技術為OFDM，是多載波調制的一種，該技術更適合于高速數據的傳輸，OFDM有很多優勢，比如在窄帶帶寬下也能夠發出大量的數據、能夠對抗頻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。

 

WIFI

除了OFDM之外，很多廠家也都在使用WiFi技術，可能WiFi說出來讓人感覺很低端，其實不是這樣的，WiFi技術也在不停的進步。

 

WiFi傳輸是具有高性價比的無人機圖傳使用最廣泛的技術，但是因為WiFi在技術上有很多限定，且不可修改的，并且很多廠家都是拿來方案直接搭建，所以其缺點也十分突出：比如芯片設計成什么格式就是什么格式的，無法修改，技術比較固化；干擾管理策略實時性不強；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，導致反應不迅速，傳輸時延較大，最多有秒級的時延。