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類型分類:
科普知識
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CCTV監控主機

基于SDR的高分辨率、低延遲視頻傳輸在無人飛行器上的應用

發布日期:2022-04-26 點擊率:120


集成式射頻(RF)捷變收發器不僅廣泛用于蜂窩電話基站的軟件定義無線電(SDR)架構,如多業務分布式接入系統(MDAS)和小基 站單元等,也適用于工業、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實現寬帶無線視頻信號鏈的過程,以及傳輸的數據量、相應的RF占用信號帶寬、傳輸距離和發射功率。文中還將描述OFDM物理層的實現,并列出用于避免射頻干擾的跳頻時間測 試結果。最后,我們將討論Wi-Fi和RF捷變收發器在寬帶無線應用方面的優缺點。

信號鏈

圖1所示為采用AD9361/AD9364和BBIC的簡化無線視頻傳輸方案。攝像機捕捉到影像,并通過以太網、HDMI、USB或其他接口將視頻數據發送至基帶處理器。圖像編碼/解碼可通過硬件或FPGA處理。RF前端包括RF開關以及連接到可編程集成式收發器的LNA和PA。

圖1.無線視頻傳輸示意圖。

需要傳輸多少數據

表1列出了未壓縮數據速率和壓縮數據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,可以降低數據速率并節省帶寬。H.264是目前最常用于錄像、壓縮及視頻內容分布的格式。它體現了視頻壓縮技術的巨大進步,并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數據速率。其假設 條件是視頻的位深度為32位,幀速率為60 fps。在1080p的例子中, 壓縮后的數據速率為7.45 Mbps,這樣的數據率才會更加容易地被 基帶處理器和無線物理層進行處理。

表1.壓縮數據速率

信號帶寬

通過改變采樣速率、數字濾波器和抽取參數,AD9361/AD9364可支持的通道帶寬范圍為低于200 kHz到56 MHz。AD9361/AD9364為 零中頻收發器,具有用來發射復數數據的I通道和Q通道。復數數據含有實部和虛部,分別對應I通道和Q通道,它們位于同一頻帶上,因此其頻譜效率是單通道頻譜效率的兩倍。壓縮視頻數據可以映射到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制比特。

圖2. 16 QAM星座圖。

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