王磊 畢強(qiáng)

【摘要】 二十一世紀(jì)以來，人們對(duì)于信息的需求飛速增長(zhǎng)，對(duì)頻寬的要求逐漸增多，無線通信技術(shù)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種新技術(shù)與新的通訊方式層出不窮。無線圖像傳輸技術(shù)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(yīng)用，它能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)圖像進(jìn)行準(zhǔn)確采集之后第一時(shí)間傳輸，具備極強(qiáng)的機(jī)動(dòng)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(duì)幾種常見的無線圖像傳輸技術(shù)及其特征進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】 無線圖像傳輸 衛(wèi)星通信 技術(shù)特征

當(dāng)今社會(huì)，各種突發(fā)事件和災(zāi)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(yùn)輸線，其二為通信。在今天，解決突發(fā)問題、臨時(shí)通信的最有效措施便是應(yīng)急通信。隨著現(xiàn)代通信技術(shù)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(duì)突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)圖像信息的需求也逐漸提高。所以，無線圖像傳輸技術(shù)在現(xiàn)代通信中占據(jù)著越來越關(guān)鍵的作用。

一、無線圖像傳輸技術(shù)現(xiàn)狀

無線圖像傳輸設(shè)備從技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)上能夠大致的分為三種類型：其一為公用網(wǎng)絡(luò)型，主要使用移動(dòng)、聯(lián)通等網(wǎng)絡(luò)，借助于GSM、CDMA、3G、4G等技術(shù)來傳輸；其二為專用網(wǎng)絡(luò)型，主要是使用無線網(wǎng)絡(luò)，借助于WLAN、DSSS、MESH等技術(shù)來實(shí)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(dòng)電視傳輸網(wǎng)絡(luò)，比如說COFDM.8VSB、DSOFDM等技術(shù)進(jìn)行傳輸。上述三種傳輸技術(shù)具有各自不同的應(yīng)用方向以及自身的優(yōu)缺點(diǎn)，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(biāo)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(huì)受到外部環(huán)境較大的干擾；第二適合于高速移動(dòng)中的圖像傳輸，能夠應(yīng)用于車輛、直升機(jī)等平臺(tái)；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(duì)復(fù)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(shù)特征分析

2.1衛(wèi)星通信技術(shù)

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(shí)現(xiàn)的通信。其擁有通信距離超遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、性能穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。衛(wèi)星通信技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)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(shè)備把多路電信號(hào)進(jìn)行復(fù)用形成基帶信號(hào)，之后傳輸?shù)秸{(diào)制器，同時(shí)通過變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)樯闲蓄l率載波信號(hào)，最后經(jīng)過功率放大從天線傳出；這一信號(hào)抵達(dá)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)站之后，低噪聲接收機(jī)進(jìn)行接收，同時(shí)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(hào)后經(jīng)低噪聲進(jìn)行放大，轉(zhuǎn)為中頻信號(hào)并解調(diào)得到原信號(hào)[2]。

現(xiàn)階段，衛(wèi)星通常一般包含了靜中通與動(dòng)中通兩類體系。靜中通盡可以在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行通信，而動(dòng)中通能夠?qū)崿F(xiàn)移動(dòng)過程中的通信，這通常是由衛(wèi)星天線的具體技術(shù)來確定的。衛(wèi)星天線一般來說有靜中通天線與動(dòng)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(dòng)中通天線一般情況下應(yīng)當(dāng)在移動(dòng)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(shí)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(shí)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(huì)明顯的超過靜中通天線，但是其更加靈活的機(jī)動(dòng)性能也讓其近年來得到了非常廣泛的應(yīng)用。

2.2 OFDM傳輸技術(shù)

OFDM傳輸技術(shù)屬于多載波調(diào)制技術(shù)，通過降低與消除碼間串?dāng)_的干擾來解決信道頻率選擇性衰落的問題。其基本技術(shù)原理為把信號(hào)切割成為若干子信號(hào)，之后用這些子信號(hào)分別調(diào)制相同數(shù)量的相互正交的子載波。因?yàn)樽虞d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(shù)在無線通信中也得到了非常廣泛的應(yīng)用。

若調(diào)制信號(hào)經(jīng)過無線信道抵達(dá)接收端之后，因?yàn)樾诺蓝鄰叫б嫠a(chǎn)生的碼間串?dāng)_作用，子載波相互之間不會(huì)維持良好的正交狀態(tài)，所以發(fā)送之前應(yīng)當(dāng)在碼元之間插入保護(hù)間隔。當(dāng)保護(hù)間隔超過最大時(shí)延擴(kuò)展，則全部時(shí)延低于保護(hù)間隔的多徑信號(hào)并不會(huì)延伸到下個(gè)碼元期間，這樣一來便能夠很好的降低或消除碼間串?dāng)_。OFDM技術(shù)屬于并行多載波傳輸技術(shù)類型，把所傳送的高速串行數(shù)據(jù)進(jìn)行分解之后調(diào)制于多個(gè)并行狀態(tài)的正交子信道內(nèi)，進(jìn)而讓各個(gè)信道的碼元寬度超過時(shí)延擴(kuò)展，之后加入循環(huán)擴(kuò)展，確保系統(tǒng)不會(huì)受到多徑干擾導(dǎo)致的碼間干擾影響。

2.3 MESH技術(shù)

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(shù)聯(lián)系起來，從而構(gòu)成一個(gè)具有多跳無線鏈路的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。此類無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，能夠在很大程度上擴(kuò)大無線系統(tǒng)的覆蓋范圍，另外還能夠增強(qiáng)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(shù)。在過去所應(yīng)用的無線接入技術(shù)中，通常都選擇點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)內(nèi)通常都具有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，比如說移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站、802.11WLAN內(nèi)的AP等。中心節(jié)點(diǎn)不但和各個(gè)無線終端通過單跳無線鏈路相連接，對(duì)無線終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問進(jìn)行控制，同時(shí)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(luò)內(nèi)，網(wǎng)狀MESH拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也屬于多點(diǎn)到多點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之內(nèi)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)從其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)以無線多跳的方式進(jìn)行連接。各個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠直接或間接和網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，另外在各個(gè)不同的位置重復(fù)利用頻率資源，增加網(wǎng)絡(luò)容量[3]。

和其他幾種無線傳輸技術(shù)比起來，MESH技術(shù)擁有無線多跳網(wǎng)絡(luò)、便于鋪設(shè)、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(shù)的應(yīng)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(shù)

公共網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)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(yuǎn)地區(qū)，其優(yōu)勢(shì)更加明顯。在山區(qū)建立圖像傳輸站和配套鏈路的成本會(huì)在很大程度上超過基站自身的建設(shè)費(fèi)用，而衛(wèi)星通信系統(tǒng)也會(huì)常常受到地形因素的影響而導(dǎo)致圖像傳輸受到干擾，此時(shí)無線公共網(wǎng)絡(luò)就能夠充分發(fā)揮出其具備的優(yōu)勢(shì)，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(chǎng)圖像傳輸出來。

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

三、結(jié)語

現(xiàn)階段，無線圖像傳輸技術(shù)已經(jīng)開始廣泛的應(yīng)用到車輛、飛機(jī)、機(jī)器人等載體中，對(duì)傳輸性能以及實(shí)際應(yīng)用環(huán)境提出了不同的要求，尤其是在EMC、振動(dòng)、防護(hù)等方面有著不同的要求。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，無線圖像傳輸技術(shù)必然會(huì)應(yīng)用到更多的領(lǐng)域，為促進(jìn)社會(huì)的和諧穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮出應(yīng)用的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]宮海波，孫科，徐茜.新一代機(jī)載數(shù)字圖像無線傳輸技術(shù)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(shù)及其實(shí)現(xiàn)[J].警察技術(shù)，2011，（04）：18.

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