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消费类无人机图传系统设计中的一些关键
来源:AUVSC | 作者:高博特 | 发布时间: 2022-10-17 | 4212 次浏览 | 分享到:
1 个核心问题,2 个设计红线,4 个基本设计参数,8 个设计重点,以及 1 个中肯的设计建议……

 

式中,h1 和 h2 分别为收发天线的高度,K 为气象因子。评估 LOS 通讯距离要充分了解菲涅尔区的影响。

 

在远距离情况下飞机只有具有足够高度才能达到理论上的通讯距离。

第七点, 震动或旋转带来的幅度调制

很多飞行器会有自转或者自身震动,这些周期振动传达到天线会形成幅度调制,通常情况下比较轻微,但它也会降低信噪比,甚至通过眼图可以直接观察出来。解调算法要尽可能地避免这种影响。

这种情况可能并不容易遇到,但遇到的话请大家别忘记天线震动带来的幅度调制。

第八点, 多径问题

 

空中到地面通讯的多径问题会带来符号位串扰。如果某一个代表 1 或 0 的符号位延迟到达,会与他后面的符号位重叠,造成误码。

WIFI 通常无法解决大延时的多径问题,其协议为了追求传输速度和成本,只考虑了小空间范围内的传播延时,这也是 WIFI 不适合远距离通讯的其中一个原因。发射机基带信号可以采用单位冲击升余弦滤波器来实现波形成形,其时域波形的“拖尾”衰减较快,可减少符号间干扰。升余弦滤波器的另一个好处是软件带宽限制,功放(PA)前面可以省略SAW滤波器。

 

  1 个建议: 

要想搞好一款图传产品,不能停留于摆弄概念,不能依赖于集成芯片和现有通讯协议。一定要从射频基础问题做起,每个 dB 必争。失之毫厘,差之千里。

最后,张昕强调:每个 dB 必争是搞射频的一个态度。任何一条电缆的插损,任何一个接插件的插损,任何一个天线的回损,任何一段 PCB 上微带线的准确性,都可能是致命的。

 

上图为张昕开发的图传发射和接收的射频部分

问答环节

下面是公开课群友关于这次讲座的一些问题,以及张昕的回答。

问1:您刚才提到,“对于 1080P 图传的多机通讯问题,考虑到 ISM 频段带宽有限,射频的频分(FDM)和跳频(FHSS)都没有那么多频分信道可用,时分(TD)和码分(CD)也不适用,因此基带上的 OFDM 划分正交频分信道可能是最有前途的选择。”这段话里,时分和码分不适用的原因是什么?

答:时分和码分都是以牺牲速度和带宽来换取的。时分自然容易理解,一个楼梯一个时刻只能过一个人,两个人就要排队过。码分的话,一方面是扩频后对带宽的要求更高了,另一方面扩频编码本身就是用一串码来代替一个符号的,这样同时也牺牲了速度。码分本身解决的是多址问题,还可以带来码增益和抗干扰,可是对于图传来说信道不需要很多。

凡尘说:这个解释,有点....不知道评价。这不是一个合格的问题。

问2:您刚才还说到“ WIFI 通常无法解决大延时的多径问题,其协议为了追求传输速度和成本,只考虑了小空间范围内的传播延时,这也是 WIFI 不适合远距离通讯的其中一个原因。”那么,适合远距离无线通信的协议,应该具有什么特点?

答:首先就是高误码率的问题。因为 WIFI 的数据链路层,网际层等之上原本是为了跑 TCP 传输层的。图传协议不握手,不做重传机制,但需要对关键信息的冗余,普通信息不会带来马赛克,而且图传并不需要 WIFI 和 4G 那么快,那么多信道,那么低廉的成本,那么多设备在同一空间中使用。所以很多现有协议中的内容是多余的。

凡尘说:WIFI本身很好,只是未必适合图传。这个解释,也算牵强附会的正确。

问3:COFDM 为何不作为首选?

答:其实 COFDM 和 OFDM 是一回事,Coded 的 OFDM 是首选。

科普:COFDM的来源与特点

A0015:OFDM与COFDM相爱相杀,前世今生



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