[推荐]COFDM无线图像传输系统

0

1、多载波COFDM技术简介

COFDM是编码正交频分复用（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的缩写。 简单地说，COFDM是通过多重载波发送数据流，在7.61MHz带宽内（8MHz频道）传送1,705或6,817个载波。使用多重载波并采用正交形式，这些载波可以用QPSK、16QAM或64QAM调制。这种灵活性是COFDM强于ATSC 8-VSB系统的一个特点。DVB-T系统允许不同数量的载波，每个载波可采用不同的调制方式，以及不同编码与保护间隔，这一切取决于系统需要的可靠程度。编码对数字传输系统的性能影响很大。编码最简单的定义就是在单向数据流中加入附加数据，令误码能在接收机中得到纠正。由于COFDM使用多重载波，所以可能对每个载波使用诸如信噪比等频道状态信息，例如可判断每个载波上载有多少数据。这种“软决定”处理说起来很简单，在实际应用中也不难明白。经过精心设计编码和频率间隔，COFDM可在0dB的重影下运行。在这种数量的重影下，整个载波群将淹没于噪波中。“软决定”会把含有很多噪波的载波中的数据抹掉。然而，通过编码与频率间隔，发送的数据流可从幸存的数据中恢复过来。对单个载波的干扰与影响多个载波的重影相比，处理更简单一些。多载波COFDM无线图像传输系统利用和数字移动电视一样的正交频分复用调制技术，实现了在城市有高层建筑群，严重遮挡环境，郊区环境和山地环境等条件下高速移动传输DVD级图象。和传统的宽带图象传输技术不同，该技术将单一信号载波调制成数千个小的子载波发射出去，而在接收端再将这些子载波接收处理还原成原始信号，使以往被当成干扰信号的反射波，折射波，多径效应变成了有用信号，大大提高了接收信噪比，从而使以往技术不能达到的在严重遮挡条件下传输宽带图象数据的要求得以实现。可广泛用于公安，消防，人防，武警，电视台等部门的应急现场实时图象回传，覆盖范围可达几十公里 .

3、COFDM技术应用于 无线图像传输 优点：

1）、适合在城区、城郊、建筑物内等非通视和有阻挡的环境中应用，具有很高的"绕射""穿透"能力。传统的微波设备，必须在通视条件（既收发两点之间必须无阻挡）下才能建立链路，所以使用中受环境制约，需要提前考察环境，拟定、实测收发点。即使成功"布点"，天线定向、线缆布置等工作也相当烦琐，不仅直接限制视音频源的获取、传输，而且系统的可靠性、工作效率也大打折扣。

COFDM无线图像设备则彻底改变了这种局面。因其多载波等技术特点，COFDM设备具备"非视距"、"绕射"传输的优势，在城区、山地、建筑物内外等不能通视及有阻挡的环境中，该设备能够以高概率实现图像的稳定传输，不受环境影响或受环境影响小。其收发两端一般采用全向天线，无须预?

踩点"、"定向"、布设繁杂的视音频输入、输出电缆，视音频源的采集端、接收端可根据现场情况及指挥/导演的要求自由活动。系统简单、可靠，应用灵活。

2）、 适合高速移动中传输，可应用于车辆、船舶、直升机/无人机等平台。对于大多数行业而言，无线图像的一般应用模式是：视音频前端采集-接入点（车、船、机）--视音频处理中心（一般通过有线链路或卫通）。所以车辆、船舶、直升机/无人机等平台是系统非常重要的组成部分，其核心的功能之一就是实时接入前端的图像。微波（数字微波、扩频微波）、无线LAN等设备因其技术体制的原因，无法独立实现收、发端的移动中传输。如应用到车辆、船舶上，通常的方案是再配置附加的"天线伺服稳定"装置，以解决电磁波定向、跟踪、稳定等问题，且仅能在一定条件下实现移动点对固定点的传输。这样，其系统的技术环节多，工程复杂，可靠性降低，造价极高。但对于COFDM设备，它不需要任何附加装置，就可实现固定-移动，移动-移动间的使用，非常适合安装到车辆、船舶、直升机/无人机等移动平台上。不仅传输有高可靠性，而且对比以上的方案，由于无须再配置附加的"伺服稳定"装置，所以表现出很高的性价比。

3）、 适合高速数据传输，速率一般大于4M bps，满足高质量视音频的传输。高质量的视音频除对摄像机的要求外，对编码流、信道速率要求十分高。COFDM技术每个子载波可以选择QPSK、16QAM、64QAM等高速调制，合成后的信道速率一般均大于4M bps。因此，可以传输MPEG2中4:2:0、4:2:2等高质量编解码，接收端图像分辨率可达到576×720或480×720，满足后期分析、存储、编辑等要求。

4）、COFDM具备很好的抗电磁干扰性能。对抗频率选择性衰落或窄带干扰及信号波形间的干扰性能优越，通过各个子载波的联合编码，具有很强的抗衰落能力。在单载波系统中（如数字微波，扩频微波等），单个衰落或干扰能够导致整个通信链路失败，但是在多载波COFDM系统中，仅仅有很小一部分子载波会受到干扰，并且这些子信道还可以采用纠错码来进行纠错，确保传输的低误码率。

5）、 信道利用率很高。这一点在频谱资源有限的无线环境中尤为重要；当子载波个数很大时，系统的频谱利用率趋于2Baud/Hz。

4、高清晰图像的编解码技术：

因为采用COFDM调制技术，可以得到较高的速率，因此，一开始COFDM技术就被用来作为数字电视地面广播系统的传输技术，由于具有高速率，我们一般都将COFDM传输设备传输MPEG2编码技术的图像，MPEG-2为DVD压缩格式，图像清晰度为720×576像素，要求传输通道为单向2－8MB速率。传输帧率为固定的25帧/秒，传输方式为数据流，传输过程中，传输通道内的数据流始终是设定的2－8MB左右。

0