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基於SDR的高解析度、低延遲視頻傳輸在無人飛行器上的應用

OFweek安防網訊 集成式射頻(RF)捷變收發器不僅廣泛用於蜂窩電話基站的軟體定義無線電(SDR)架構,如多業務分散式接入系統(MDAS)和小基 站單元等,也適用於工業、商業以及軍事應用中的無線高清視頻傳輸,如無人飛行器(UAV)應用。
本文將剖析使用AD9361/AD93642,3集成式收發器IC實現寬頻無線視訊訊號鏈的過程,以及傳輸的資料量、相應的RF佔用信號頻寬、傳輸距離和發射功率。文中還將描述OFDM實體層的實現,並列出用於避免射頻干擾的跳頻時間測 試結果。最後,我們將討論Wi-Fi和RF捷變收發器在寬頻無線應用方面的優缺點。
信號鏈
圖1所示為採用AD9361/AD9364和BBIC的簡化無線視頻傳輸方案。攝像機捕捉到影像,並通過乙太網、HDMI、USB或其他介面將視頻資料發送至基帶處理器。圖像編碼/解碼可通過硬體或FPGA處理。RF前端包括RF開關以及連接到可程式設計集成式收發器的LNA和PA。
圖1.無線視頻傳輸示意圖。
需要傳輸多少資料
表1列出了未壓縮資料速率和壓縮資料速率之間的顯著差異。通過使用高效視頻編碼 (HE VC) 技術,也就是H.265和MPEG-H第2部 分,可以降低資料速率並節省頻寬。H.264是目前最常用於錄影、壓縮及視頻內容分佈的格式。它體現了視訊壓縮技術的巨大進步,並且在未來有可能接替現已廣泛使用的AVC(H.264和MPEG-4第10部分)技術。
表1總結了不同視頻格式下的未壓縮和已壓縮資料速率。其假設 條件是視頻的位元深度為32位,畫面播放速率為60 fps。在1080p的例子中, 壓縮後的資料速率為7.45 Mbps,這樣的資料率才會更加容易地被 基帶處理器和無線實體層進行處理。
表1.壓縮資料速率
信號頻寬
通過改變採樣速率、數位濾波器和抽取參數,AD9361/AD9364可支援的通道頻寬範圍為低於200 kHz到56 MHz。AD9361/AD9364為 零中頻收發器,具有用來發射複數資料的I通道和Q通道。複數資料含有實部和虛部,分別對應I通道和Q通道,它們位於同一頻帶上,因此其頻譜效率是單通道頻譜效率的兩倍。壓縮視頻資料可以映射到I和Q通道以創建星座點,也就是符號。圖2顯示了一個16QAM的例子,每個星座點符號代表四個二進位比特。
圖2. 16 QAM星座圖。
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