数字图传无线传输距离最远化

数字图传无线传输距离最远化

途径

实现超远距离有很多选择，可以是有线的，也可以是无线的。在一般情况下，肯定是有线传输更加的远，上万公里传输都是可以的。拿语音传输来说，当面对话靠声波传输，虽然声波传输距离很短，但是不借助高科技手段也是可以的（比如我们上学时候学的“纸杯电话”）。而图像的话就必须要通过现代通讯手段才行，比如光纤。

电磁波的频率

提到现代通讯手段，就要讲到电磁波频率，通常来说，电磁波频率越低传播越远。比如军事活动所需要的保密通讯电话的传输，就属于超短波频率，传输比较远，地面通讯一般使用这种频率（对讲机等）。而一些需要中继传递的通讯方式（通过中继塔台等）用的是短波，短波就比超短波频率更低，能传播的更远，几百公里上千公里都是可以的，比如VOA的电台用的就是短波频率。

远距离传输肯定是数据量越窄传播的越远，发射功率越大灵敏度越高，由此就涉及到了功率的问题。

功率

想要超远距离发射信息，功率越大发射越远。像那些架在高的地方的电视塔都是功率几千瓦甚至上万瓦的。举个简单的例子，比如广播通过塔台发射之后，很大面积地区都能收到广播，这个功率肯定小不了，电视工作者如果暴露在发射设备下那么对身体的伤害是非常大的。

综上，各种运营商的设备同理，他们加大基站或者塔台的功率，都是为了传的更远。

带宽

带宽语音一般来说都是3K左右，因为普通人说话3K就够了，如果能够压缩的话几百K就够了，所以语音的传输带宽是非常小的。而现在无人机的带宽都是以M起步，这对远距离传输的挑战就大了很多。传输距离取决于灵敏度，根据香农公式，带宽增加十倍，灵敏度就下降十倍，所以带宽对于无线传输来说是很珍贵的。

无线图像传输的特点

无线图像传输跟普通信号传输相比特点还是比较鲜明的：

图像传输的特点是数据量太大了。TXT等文件通常都是几K起步，而图像数据量就大得多，比如iPhone随意照张照片就要几M了，所以需要的带宽要很高。2、图像传输不能有时延，跟大家看电影一样，有卡顿就不能忍受了，此外，我们看电影，高清图像就很爽，模糊就受不了

距离与功耗的平衡

说了这么多要求，就要讲一下，图像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，之所以限制很多图传设备都在用一些快要淘汰的调制技术，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。

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。

目前图传主流的技术由OFDM、WiFi等

OFDM

在技术上，目前很多图传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。

WIFI

除了OFDM之外，很多厂家也都在使用WiFi技术，可能WiFi说出来让人感觉很低端，其实不是这样的，WiFi技术也在不停的进步。

WiFi传输是具有高性价比的无人机图传使用最广泛的技术，但是因为WiFi在技术上有很多限定，且不可修改的，并且很多厂家都是拿来方案直接搭建，所以其缺点也十分突出：比如芯片设计成什么格式就是什么格式的，无法修改，技术比较固化；干扰管理策略实时性不强；信道利用率比较低等等。

另外WiFi传输还有跟物理层的衔接不紧密的缺点，导致反应不迅速，传输时延较大，最多有秒级的时延。