2017-12-29 16:04:03
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“無線圖傳”可不是什么新鮮事，大多數人幾乎天天接觸它。電視臺發射電視節目，電視機收到信號并顯示出來，這不就是無線圖傳嘛。
根據調制方式的不同，無線圖傳分為模擬圖傳和數字圖傳。
模擬圖傳就是把最早期電視基帶信號（NTSC或PAL）調制到射頻載波（如5.8GHz）上，接收端先把射頻載波信號解調，就得到電視基帶信號，然后此信號輸入到電視機的AV接口就可以顯示了。模擬圖傳的優點明顯：系統實現簡單，傳輸延時低；但其缺點也很突出：只能傳輸標清視頻，而且接收端圖像受損嚴重（偏色，花屏，閃爍等）和系統抗干擾能力弱等致命缺點。
數字圖傳采用了現代通信的調制解調和糾錯等先進技術，基本可以保證視頻經壓縮后數據的無損傳輸。其技術復雜程度較高，對同步也要求較高，不過隨著技術的發展這些問題基本已經解決，總的來說數字圖傳技術是未來圖像傳輸技術發展的大方向。
現在有哪些數字圖傳方案
現在市面上的數字圖傳方案基本分為兩種：一種是以歐洲地面數字電視（DVB-T）傳輸標準（或其變種）為傳輸物理層；第二種就是著名的WIFI。DVB-T考慮了遠距離和多徑等應用場景，而WIFI主要設計目標為近距離無線通信。前者稱為DVB-T圖傳，后者為WIFI圖傳。這兩種方式都有一個視頻編碼器前端，目的是把視頻源壓縮成速率較小的碼流，便于傳輸。
上面的數字圖傳系統是一個典型通信系統：信源編碼（視頻編碼器）+信道編碼（傳輸物理層）。
但是，由于采用了視頻壓縮，在接收端就需要采用相應的視頻解壓縮，因此就引入了傳輸時延。以高清視頻（1920x1080）25幀/秒為例，由壓縮和解壓縮帶來的時延至少為兩幀的時間，即80毫秒。考慮到傳輸延時和顯示延時， DVB-T圖傳的典型時延大約在350毫秒；而對WIFI圖傳還要加上網絡協議引起的額外時延，總時延有時可達秒級。
從傳輸距離上看，DVB-T圖傳配上相應的射頻系統，可視環境下，距離傳輸幾十公里到幾百公里應該都能夠實現； WIFI圖傳在增加傳輸功率的情況下，也可以有限地增加傳輸距離，這是因為其設計目標為近距離無線通信。
VB-T圖傳中出色的當數大疆最新的OcuSync圖傳。OcuSync作為LightBridge高清圖傳系列的重要一員，都屬于DVB-T圖傳的一個變種。在靈敏度、抗干擾性能、抗衰落性能、高速移動、多設備等多個場景，Wi-Fi圖傳均無法直接與OcuSync進行比較。從延時上來看，OcuSync圖傳視頻數據無線鏈路的傳輸時延低到10ms，而視頻內容屏到屏延遲低達130ms；從傳輸距離上來看，在無干擾的室外空曠環境下，OcuSync支持7Km以上的圖傳距離。
應該說，DVB-T圖傳和WIFI圖傳已經滿足大部分的應用了，例如無人機向地面傳輸航拍視頻，警察執法視頻實時回傳等等。但是對于一些對實時要求較高的應用，它就無能為力了。
以色列圖傳方案
Amimon是一家總部和研發在以色列，在美國，日本，韓國和大中華區設有分支機構的以色列公司，早期擁有以色列軍方背景。該公司是無線家庭數字接口WHDI標準的設立者。WHDI是基于全球5GHz頻譜規定，工作在4.9GHz~5.875GHz頻段。WHDI的目的是是將電視/顯示器和視頻源（如藍光播放器，游戲機和電腦等）之間實現無線連接。
顧名思義，WHDI主要應用在室內，具備跨房間的覆蓋能力，可以覆蓋30米的范圍，可以穿透墻壁，但如果應用于室外可視環境下，典型的傳輸距離大約在500米。
特別需要指出，和上述的DVB-T/WIFI圖傳方案不同，WHDI對視頻沒有進行壓縮，其時延稱低至1毫秒, 一般稱之為 “零時延”，當然，這里的“零”是相對于DVB-T圖傳的350毫秒或WIFI方案的1秒而言，而不是真正的零時延。
從通信學的角度，WHDI根據圖像傳輸的特點，創造性地將信源編碼和信道編碼融為一體，使得 “零”時延圖傳成為現實，堪稱是圖像傳輸的突破。
另一方面，WHDI圖傳采用了和DVB-T/WIFI圖傳完全不同的物理層傳輸機制，占用了較大的帶寬（40MHz，相較于DVB-T的6MHz），無法自適應信道狀況的變化，在干擾信道或遮擋情況下，圖像質量急劇下降，無法適應遠場和復雜環境的應用。
合創數字圖傳方案
合創數字最新推出的DM5680無線高清視頻實時傳輸方案兼備了DVB-T數字圖傳的遠距離和以色列圖傳的低時延的優點。該圖傳系統支持720P60和1080P30高清視頻的“零時延”“遠距離”傳輸。
DM5680圖傳方案
DVB-T圖傳方案
DM5680同時采用了時域和頻域導頻信號，使其能夠快速地進行信道估計和信道補償，從而適應遠場傳輸中的多徑，因遮擋引起的主徑消失，高速移動引起的多普勒頻移等干擾。另外，DM5680還采用了其專利技術“智慧抗干擾算法”使得即使在0dB信噪比下，所傳視頻也可辨別（上左圖），而非傳統數字圖傳的完全失去信號（黑屏，上右圖）。這一點對無人機應用具有一定意義：因為在極端惡劣信道下，接收端能夠收到可識別的視頻遠比視頻信號直接丟失要好很多，畢竟監測者通過有噪聲的視頻還能夠識別現場繼續進行監測，而不是面對黑屏束手無策。因此，在相同條件下（發射功率，天線，信道等等），DM5680的傳輸距離比DVB-T圖傳方案要遠。
DM5680視距下實測：發射功率1W，發射機40厘米玻璃鋼全向天線，接收機八木定向天線，傳輸距離為39公里。
和WHDI類似，DM5680也沒有對視頻進行壓縮，其傳輸延時小于1毫秒。
由于同時具有傳輸距離遠和傳輸時延低兩個特點，DM5680可以廣泛應用于攻擊型無人機和新一代導彈等軍事領域，也可以應用于虛擬現實的無線頭盔和第一人稱視角（FPV）等民用領域。
對于攻擊型無人機而言，地面的操作手通過無人機上的攝像和圖傳裝置，發現目標并實施打擊。由于操作過程中，無人機一直在飛行，任何的傳輸延時都會造成誤判從而錯失打擊目標， 而DM5680方案的“零”時延相當于操作手直接坐在無人機上操作，從而降低了誤判概率。另外，DM5680的遠距離傳輸使得遠程控制成為可能。
2016年，HTC Vive和Oculus Rift （Facebook）分別推出了PC虛擬現實頭盔，可使用戶完全沉浸其中。但美中不足的是，二者頭盔上的視頻信號都是通過一根“辮子”（實為HDMI視頻線）和PC顯卡連接，這使得用戶不能自由移動，同時也降低了沉浸感。DM5680無線方案“剪去”這根“辮子”從而讓用戶可以自由移動從而完全沉浸；另外，從傳輸距離上看，該方案還消除了Amimon方案的PC和頭盔不能超過30米的限制。
結論
由于DM5680創造性地將信源編碼和信道編碼融為一體，使得 “零”時延圖傳成為現實；另一方面，DM5680能夠快速地進行信道估計和信道補償，從而適應遠場傳輸中的多徑，因遮擋引起的主徑消失，高速移動引起的多普勒頻移等干擾，實現遠距離傳輸。 同時具有傳輸距離遠和傳輸時延低兩個特點，DM5680可以廣泛應用于攻擊型無人機和新一代導彈等軍事領域，也可以應用于虛擬現實的無線頭盔和第一人稱視角（FPV）等民用領域。
