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大江大桥
大江的新产品mavic的“7英里地图传输”让人们大开眼界。人们惊讶地对无人机远程地图传输感兴趣。无人机需要什么样的技术来进行超远距离地图传输？如何平衡无人机的距离和功耗？实现这项技术的困难是什么？为了解决这些问题，我们邀请了上海大邱电子创始人兼首席执行官、上海侯红电子创始人王东给我们讲述“关于无人机传输的那些事情”。以下是王东在公开课上的演讲节选。
无线传输路径和特征路径
实现超长距离有很多选择，可以是有线的，也可以是无线的。正常情况下，有线传输肯定更远，传输几万公里就可以了。以语音传播为例，面对面的对话是通过声波传播的。虽然声波的传播距离很短，但不可能使用高科技手段(比如我们在学校学的“纸杯电话”)。而图像必须通过现代通讯手段，如光纤。
电磁波频率
谈到现代通讯手段，我们必须谈谈电磁波的频率。一般来说，电磁波的频率越低，传播越远。例如，军事活动所需的保密通信电话传输属于超短波频率，传输距离远，一般用于地面通信(对讲机等)。)。以及一些需要中继传输的通信方式(通过中继塔等)。)使用短波，它的频率比超短波低，可以传播得更远，可以使用数百公里或数千公里。例如，美国之音电台使用短波频率。
长距离传输无疑意味着数据量越窄，传输距离越远，传输功率越高，灵敏度越高，这就涉及到功率问题。
力量
如果你想远距离传输信息，功率越大，传输距离越远。像那些竖立在高处的电视塔有几千瓦甚至几万瓦的功率。举一个简单的例子，例如，在通过塔传送广播之后，可以在大范围内接收广播，并且这个功率肯定不小。如果电视工作者接触到传输设备，会对他们的身体造成很大伤害。
北京广播电视塔
综上所述，各个运营商的设备是一样的。它们增加基站或发射塔的功率，以便传输得更远。
带宽
一般来说，语音的带宽大约是3k，因为普通人讲3k就够了，如果可以压缩的话，几百k就够了，所以语音的传输带宽很小。目前，无人机的带宽从M开始，这对远距离传输提出了很大的挑战。传输距离取决于灵敏度。根据香农公式，当带宽增加十倍时，灵敏度降低十倍，因此带宽对于无线传输非常宝贵。
图像传输的特点与普通信号传输相比，图像传输的特点十分明显:
1.图像传输的特点是数据量太大。Txt和其他文件通常以几k开头，但图像数据量要大得多。例如，iphone随意拍照需要几米，所以需要的带宽非常高。
2.图像传输不能延迟。就像看电影一样，你不能忍受干扰。此外，当我们看电影时，高清晰度图像非常酷，模糊不能忍受。
综上所述，无人机传输的特点是数据量大、延时要求低。这些是最难控制无线传输的地方。
无人机超远距离传输的要求如上所述，图像传输的特点是图像质量要求高，实时图像监控延迟低。除了这两点，还有一些问题:
由于无人机是便携式设备，它的功率不可能很大，所以它的传输功耗应该很小，但是小功耗和长距离是矛盾的。
此外，无人机的传输要有很强的抗干扰能力，因为无人机经常要在拥挤或复杂的环境中工作，比如电磁干扰，这就不可避免的会受到外界的影响，这也是一个问题。
世界上有相应的无人机传输标准，这些标准对无人机传输也有一些限制。
首先，要传播得远，首先要通过功耗。世界上有无人机的功耗标准，比如欧洲的ce和美国的fcc。无人机标准的无线通信是电磁兼容电池兼容性的要求，功耗和传输功率不能超过很大。例如，DJI Elf 4的ce要求是20，fcc要求是23，最新的产品符合ce要求23，fcc要求26，这些要求限制了无人机的传输。
除了这些要求，电池的发展也有局限性。这不是传输的问题，所以我就不在这里讨论了。
幻影4
综上所述，无人机远距离传输的要求可以概括为:高质量、低功耗、抗干扰能力强、传输距离远、国家法律法规的限制以及电池技术的发展。
距离和功耗之间的平衡要求很高，因此有必要谈谈无人机远距离传输的最重要的一点，即距离和功耗之间的平衡。
根据香农公式，距离与带宽有关，如果距离长，带宽就会变窄。许多飞行设备被限制使用一些即将被淘汰的调制技术(如飞机调幅)的原因是为了平衡传输距离和功耗之间的关系。
如果我需要传输很远，那么功率会很大，但是政策规定功耗不应该很大，唯一可以改进的是与信道和信源相关的技术，这是无线通信最重要的技术。
在相同功耗、减少其他元件和优化电池的情况下，通过压缩带宽和不完全无失真地传输图像，可以确保距离和功耗之间的相对平衡。当然，这是基于研发水平。以大江为例。无人机需要30分钟来维持，因此确定了电池、重量和传输功耗。为了增加距离，有必要优化无线传输技术。目前，无人机图像传输采用了哪些技术？
Mavic实时图像传输
无人机图像传输技术首先以图像的方式介绍了几个名词(与通信相关的学生可以跳过这一部分):
信道:通信系统中的传输信道，如高架桥。
信息源:信息源是产生各种信息的实体，就像装满水泥的卡车。
编码:就像快递和包装一样，是为了在传输过程中是否有损坏。
扩频:是一种提高传输性能的信息处理技术，如八信道，具有很高的隐蔽性和很强的抗干扰能力。
调制:它就像一种新的运输方式，减少了传输步骤。
具体来说，图像传输就是将东西准确、快速地从一个地方传输到另一个地方，抗干扰，注意关键点。因此，应改进源和通道，通道技术是聚焦的基础，如目前常见的rpeg-2和rpeg-4。简单地说，就是压缩图片的焦点，集中在传输上。信道编码是为了减少符号的数量和带宽的占用，因为传输是与带宽相关的，把握好关键点可以避免浪费功率。
目前，无人机图像传输的主流技术有ofdm、wifi等。
就ofdm技术而言，目前许多无人机喜欢使用的传输技术是ofdm，它是一种多载波调制。这项技术更适合高速数据传输。ofdm具有许多优点，例如能够在窄带带宽内发送大量数据，并且能够抵抗频率选择性衰落或窄带干扰。
然而，ofdm也有缺点:
载波频率偏移
对相位噪声和载波频率偏移非常敏感
峰均比相对较高
因此，解决这三个缺陷和瓶颈是完美的技术。
除了正交频分复用，许多制造商也在使用无线技术。wifi可能会让人觉得很低端，但事实并非如此，wifi技术也在不断进步。
无线传输是无人机图像传输中应用最广泛、性价比最高的技术。但是，由于wifi有很多技术上的限制，不能修改，而且很多厂家直接用解决方案来搭建，其缺点也非常突出:比如芯片设计成什么格式，就不能修改，技术相对固化；干扰管理策略不是实时的；渠道利用率相对较低，等等。
此外，wifi传输的缺点是与物理层连接不紧密，导致响应慢、传输延迟大，最多延迟几秒钟。
在fpv模式下，需要低延迟
谈到延迟，端到端延迟主要包括以下几个方面:
高层包延迟
从更高层到物理层的延迟
时隙资源分配机制引起的延迟
传播时间延迟
物理层处理延迟、解调和解码等
高级处理延迟
这两种图像传输方式应该是目前无人机图像传输的主流。
事实上，一般来说，无人机远距离传输实际上是距离和功耗的平衡，这也涉及到许多调制技术，如利用扩频技术提高抗干扰能力、优化信道源技术等。DJI过去使用wifi技术，但现在使用sdr软件无线电。事实上，软件无线电只是一个概念。事实上，它里面的技术是正交频分复用传输技术，并不比无线网络好多少。然而，DJI优化了自己的系统，更适合自己的无人机。因此，尽管7英里的传输听起来特别棒，但实际上它是功率消耗和距离平衡之间的传输以及传输技术的调制。
