前面跟大家分享过,COFDM的即编码的OFDM,在进行OFDM调制之前增加一些信道编码(主要是增加纠错和交织),来提高系统的可靠性。 这里给大家介绍一些通信系统的基础知识,详见樊昌信老师的《通信原理》。
上图是一个典型的无线数字通信系统的原理框图,这里我要重点给大家介绍一下“信道”,因为太多的书籍上只是给大家简述为“信号的传输通道,包含无线信道和有线信道”。其实个人以为,信道是通信系统设计的基础。 比如,我们要设计一个1km的无人机图传和100km的无人机图传,无线信道对信号的影响是不同的,可分为大尺寸效应和小尺寸效应。大尺寸效应包括路径损耗、绕射、阴影、植被等等造成的衰落,全世界的科学家和工程师根据城郊、海基对陆基等等通信场景建了不同模型;小尺寸效应是由于无线信号的多径传播所造成的影响,发射机或者接收机移动几个波长的范围都会导致信号的剧烈变化。 因此,很多厂家想当然的说,“我们的COFDM图传1W的传输10km,10W的传输100km”,以为加大发射功率就可以确保通信效果,这是不专业的,因为不同的传输距离,无线信号传输的信道模型是不一样的,纠错码的长度和保护间隔的设置等信道编码情况也是不同的。 那么我们来看一下COFDM技术的主要应用场景。 COFDM第一个规模化应用的标准是欧洲数字视频广播DVB-T(或简称数字电视),其结构框图如下:
我们来分析这个通信系统的信道模型:
DVB-T推广之后,欧洲的数字电视标准又推出了DVB-H,DVB-S,DVB-T2,这些标准用的都是COFDM的技术。此外,日本也推出了自己的数字电视标准ISDB-T,也是采用了COFDM技术。感兴趣的同学可以查阅上述相关标准文献。 那么结合上述DVB的信道分析,就很好理解为什么COFDM技术适合应用于远距离无人机图传了:
虽然802.11g/n也使用了OFDM的技术,但是WIFI的信道特征与无人机图传的信道特征差别比较大,:
由上述分析可见,COFDM技术是一种较好的应用于无人机无线高清图传的技术。但是COFDM技术目前较多的应用在单向通信的场合,由于地面端需要去控制无人机,还需要增加一条向上的数据传输链路,而上传的一般比较小,采用FH/DSSS的方式就能实现,因此,比较好的无人机无线链路解决方案如下:
(无线图传) |