幾種常見的無線圖像傳輸技術特征研究

王磊 畢強

【摘要】 二十一世紀以來，人們對于信息的需求飛速增長，對頻寬的要求逐漸增多，無線通信技術也得到了突飛猛進的發(fā)展，各種新技術與新的通訊方式層出不窮。無線圖像傳輸技術屬于一種現(xiàn)代化的通信方式在各種重大事件、突發(fā)事件中得到了非常廣泛的應用，它能夠?qū)ΜF(xiàn)場圖像進行準確采集之后第一時間傳輸，具備極強的機動性與靈活性，發(fā)揮著越來越重要的作用，已經(jīng)成為了一種不可缺少的通信保障手段?，F(xiàn)對幾種常見的無線圖像傳輸技術及其特征進行了分析。

【關鍵詞】 無線圖像傳輸 衛(wèi)星通信 技術特征

當今社會，各種突發(fā)事件和災難事件頻頻發(fā)生，特別是在5.12大地震之后，黨中央提出了兩條生命線的概念，其一為交通運輸線，其二為通信。在今天，解決突發(fā)問題、臨時通信的最有效措施便是應急通信。隨著現(xiàn)代通信技術的飛速發(fā)展以及各類突發(fā)事件的處理難度越來越大，對突發(fā)事件現(xiàn)場圖像信息的需求也逐漸提高。所以，無線圖像傳輸技術在現(xiàn)代通信中占據(jù)著越來越關鍵的作用。

一、無線圖像傳輸技術現(xiàn)狀

無線圖像傳輸設備從技術應用標準上能夠大致的分為三種類型：其一為公用網(wǎng)絡型，主要使用移動、聯(lián)通等網(wǎng)絡，借助于GSM、CDMA、3G、4G等技術來傳輸；其二為專用網(wǎng)絡型，主要是使用無線網(wǎng)絡，借助于WLAN、DSSS、MESH等技術來實現(xiàn)傳輸；其三為專業(yè)圖像傳輸型，主要是使用數(shù)字移動電視傳輸網(wǎng)絡，比如說COFDM.8VSB、DSOFDM等技術進行傳輸。上述三種傳輸技術具有各自不同的應用方向以及自身的優(yōu)缺點，但站在專業(yè)角度上來說，從其圖像傳輸質(zhì)量、距離、集成性能等指標而言，第三類已經(jīng)成為無線圖像傳輸?shù)膶I(yè)產(chǎn)品[1]。

在專業(yè)圖像傳輸中，通常以COFDM為代表，比較適用于城區(qū)、郊區(qū)、建筑物內(nèi)等非通視以及存在阻擋的環(huán)境中使用，其具備較好的穿透能力，可以更好的保證圖像的穩(wěn)定傳輸而不會受到外部環(huán)境較大的干擾；第二適合于高速移動中的圖像傳輸，能夠應用于車輛、直升機等平臺；第三是適用于高速數(shù)據(jù)傳輸，速率通常超過4Mbps，符合高質(zhì)量傳輸需求；最后是在相對復雜的電磁環(huán)境中，COFDM擁有非常好的抗干擾以及抗衰弱性能。

二、無線圖像傳輸技術特征分析

2.1衛(wèi)星通信技術

衛(wèi)星通信一般指的是無線電通信，通過人造衛(wèi)星作為中繼站而實現(xiàn)的通信。其擁有通信距離超遠、覆蓋范圍廣、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢。衛(wèi)星通信技術系統(tǒng)的構成主要包含了通信衛(wèi)星、地球衛(wèi)星站。

衛(wèi)星通信的工作流程如下：地球站信道終端設備把多路電信號進行復用形成基帶信號，之后傳輸?shù)秸{(diào)制器，同時通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)樯闲蓄l率載波信號，最后經(jīng)過功率放大從天線傳出；這一信號抵達衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)站之后，低噪聲接收機進行接收，同時轉(zhuǎn)為下行載波頻率，放大后通過天線發(fā)向地面；地面接收站獲取信號后經(jīng)低噪聲進行放大，轉(zhuǎn)為中頻信號并解調(diào)得到原信號[2]。

現(xiàn)階段，衛(wèi)星通常一般包含了靜中通與動中通兩類體系。靜中通盡可以在靜止狀態(tài)下進行通信，而動中通能夠?qū)崿F(xiàn)移動過程中的通信，這通常是由衛(wèi)星天線的具體技術來確定的。衛(wèi)星天線一般來說有靜中通天線與動中通天線兩類。

靜中通天線往往是選擇傳統(tǒng)的拋物面形式，其增益較高、傳輸帶寬也更大、成本較低；而動中通天線一般情況下應當在移動狀態(tài)下使用，無法類似于靜中通天線那樣在使用中才展開，必須時刻處在工作姿態(tài)，所以其具體尺寸也受到了一定限制，其實際增益也難以做到很高，如此一來便制約了傳輸帶寬的大小，另外其成本也會明顯的超過靜中通天線，但是其更加靈活的機動性能也讓其近年來得到了非常廣泛的應用。

2.2 OFDM傳輸技術

OFDM傳輸技術屬于多載波調(diào)制技術，通過降低與消除碼間串擾的干擾來解決信道頻率選擇性衰落的問題。其基本技術原理為把信號切割成為若干子信號，之后用這些子信號分別調(diào)制相同數(shù)量的相互正交的子載波。因為子載波頻譜相互疊加，所以很容易獲得高頻譜效率，近年來這一技術在無線通信中也得到了非常廣泛的應用。

若調(diào)制信號經(jīng)過無線信道抵達接收端之后，因為信道多徑效益所產(chǎn)生的碼間串擾作用，子載波相互之間不會維持良好的正交狀態(tài)，所以發(fā)送之前應當在碼元之間插入保護間隔。當保護間隔超過最大時延擴展，則全部時延低于保護間隔的多徑信號并不會延伸到下個碼元期間，這樣一來便能夠很好的降低或消除碼間串擾。OFDM技術屬于并行多載波傳輸技術類型，把所傳送的高速串行數(shù)據(jù)進行分解之后調(diào)制于多個并行狀態(tài)的正交子信道內(nèi)，進而讓各個信道的碼元寬度超過時延擴展，之后加入循環(huán)擴展，確保系統(tǒng)不會受到多徑干擾導致的碼間干擾影響。

2.3 MESH技術

MESH網(wǎng)即是無線網(wǎng)狀網(wǎng)，也可稱之為無線多跳網(wǎng)，它能夠與多種寬帶無線接入技術聯(lián)系起來，從而構成一個具有多跳無線鏈路的網(wǎng)狀網(wǎng)絡。此類無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡，能夠在很大程度上擴大無線系統(tǒng)的覆蓋范圍，另外還能夠增強無線系統(tǒng)的帶寬容量和通信穩(wěn)定性，屬于一種具有極大發(fā)展前景的無線接入技術。在過去所應用的無線接入技術中，通常都選擇點到點或點到多點的拓撲結構。這類拓撲結構內(nèi)通常都具有一個中心節(jié)點，比如說移動通信系統(tǒng)的基站、802.11WLAN內(nèi)的AP等。中心節(jié)點不但和各個無線終端通過單跳無線鏈路相連接，對無線終端對網(wǎng)絡的訪問進行控制，同時它又可以借助于有線鏈路和有線骨干網(wǎng)相連接。

而在MESH網(wǎng)絡內(nèi)，網(wǎng)狀MESH拓撲結構也屬于多點到多點的拓撲結構。在這樣的網(wǎng)絡結構之內(nèi)，各個網(wǎng)絡節(jié)點從其他網(wǎng)絡節(jié)點以無線多跳的方式進行連接。各個節(jié)點都能夠直接或間接和網(wǎng)絡內(nèi)的其他節(jié)點進行連接，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，另外在各個不同的位置重復利用頻率資源，增加網(wǎng)絡容量[3]。

和其他幾種無線傳輸技術比起來，MESH技術擁有無線多跳網(wǎng)絡、便于鋪設、適用于小范圍無線網(wǎng)組建等特征，所以在建筑物室內(nèi)、地鐵站、地下等比較封閉狹小的環(huán)境更加適合這類圖像傳輸技術的應用，但其缺陷在于每跳之間的通信距離存在限制且必須為直線傳播。

2.4基于公網(wǎng)的無線圖像傳輸技術

公共網(wǎng)絡的主要優(yōu)勢是其具有非常廣闊的覆蓋范圍，這也是專網(wǎng)不能比擬的，特別是在山區(qū)和一些邊遠地區(qū)，其優(yōu)勢更加明顯。在山區(qū)建立圖像傳輸站和配套鏈路的成本會在很大程度上超過基站自身的建設費用，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)也會常常受到地形因素的影響而導致圖像傳輸受到干擾，此時無線公共網(wǎng)絡就能夠充分發(fā)揮出其具備的優(yōu)勢，雖然說和專網(wǎng)比起來其帶寬小、圖像分辨率較低，但它能夠在緊急情況下把現(xiàn)場圖像傳輸出來。

上文中我們所分析的四種技術屬于現(xiàn)階段幾種常見的無線圖像傳輸技術，其擁有自身不同的特征，同時也存在一定的局限性。所以，我們應當將類似的技術合理的結合起來并加以實際應用，從而實現(xiàn)不同復雜環(huán)境下的高質(zhì)量圖像傳輸。

三、結語

現(xiàn)階段，無線圖像傳輸技術已經(jīng)開始廣泛的應用到車輛、飛機、機器人等載體中，對傳輸性能以及實際應用環(huán)境提出了不同的要求，尤其是在EMC、振動、防護等方面有著不同的要求。

隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，無線圖像傳輸技術必然會應用到更多的領域，為促進社會的和諧穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮出應用的作用。

參 考 文 獻

[1]宮海波，孫科，徐茜.新一代機載數(shù)字圖像無線傳輸技術研究[J].硅谷，2012，（14）：25.

[2]趙海港，賀靜凱.淺議TDD-MMT無線圖像傳輸技術及其實現(xiàn)[J].警察技術，2011，（04）：18.

[3]王學偉，陳雷，楊雯.基于PCC-OWDM技術的無線圖像傳輸系統(tǒng)的研究[J].通信技術，2009，（05）：10.