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        深圳市鵬鑫威科技有限公司

        無線傳輸技術分析

        發布時間:2011/06/22

        1.  目前,無線圖像傳輸所采用的技術體制可大致分為:模擬傳輸、數傳/網絡電臺、GSM/GPRS、CDMA、數字微波(大部分為擴頻微波)、WLAN(無線網)、COFDM(正交頻分復用)等。應該說各種體制均有自身的特點。大體上:

        模擬傳輸是一種“古老”的技術,基本處于被淘汰的階段,在此不再詳細論述。

        GSM/GPRS、CDMA為移動通信公網技術,很成熟,但傳輸速率有限,保密機制不健全,受公共網絡覆蓋范圍的限制,如建設專用網,其小區制覆蓋將意味著極高的建設成本。

        數字微波(擴頻微波)可以提供高速率鏈路,但均為單載波調制技術體制,僅僅在通視環境下應用,不能在阻擋環境中和移動中使用;目前該體制常采用壓縮和傳輸分離的模式,壓縮效率低,圖像質量難以保證。且系統可靠性不高,很難實現保密。

        WLAN(無線網技術)發展很快,802.11b在物理層采用了直序擴頻技術(DSSS),在理想的傳輸條件下,可以提供約5Mbps凈速率,但其只能在通視環境下應用,不能在阻擋環境中和移動中使用。802.11a、802.11g在物理層采用了OFDM多載波調制,但載波數量較少,如802.11a為52個子載波,它們一般應用于辦公室內無線局域網,用于室外需配置定向天線。

        從本質上講,直序擴頻技術是不支持移動和非視距傳輸的,而某些此類產品為什么宣稱其具有移動性呢?這是因為他們無意或有意地混淆了數據傳輸和圖像傳輸的不同概念。對于低速率的數據通信(如115.2Kbps),由于其碼間距較大,多普勒效應對其造成的影響也就較小,在這種情況下,它可以表現出一定的移動性,但圖像傳輸必須有一定的數據速率的保證(比如2Mbps),在這種速率下,其所謂的移動性也就徹底喪失。

        COFDM(正交頻分復用)調制技術是最新的無線傳輸技術,它是多載波調制技術,子載波數量達到1704載波(2K模式),它真正在實際使用中實現了“抗阻擋”、“非視距”、“動中通”的高速數據傳輸(2-15Mbps),表現出卓越的“抗阻擋”性能;傳輸MPEG2質量圖像,可以加密;安裝應用便捷,可采用全向收發天線,無須尋找通視路由;裝置在車、船、機等運動載體上,無須配備復雜、昂貴的伺服穩定系統。

        通過對以上業務要求的分析,我們認為,COFDM技術體制的設備能可靠、便利地滿足演習訓練中圖像傳輸的需求。

        2.  MPEG-2的初衷是為廣播級電視質量(CCIR6601格式)的視音頻信號定義的壓縮編碼標準,但最終結果是成為了一個通用的標準,能在很大范圍內對不同分辨率和不同輸出比特率的圖像信號進行有效編碼。

        MPEG-2的編碼技術主要基于兩個概念:即時間相關性與空間相關性。所謂時間相關性指的是物體前后運動的連續性,因此利用前一次的動作可以預測下一次的動作;空間相關性指的是空間內相鄰物體的色彩和亮度是一個漸變過程,而非一個突變過程。如果將空間每一點及時間上每一幀進行獨立編碼,雖然能夠表達所有的信息,但是帶寬非常大,幾乎沒有一樣載體可以經濟地傳送這種信號;另一方面從信息學的角度來看,也包含著大量的冗余信息。數據壓縮正是基于這樣的角度,采用相應的編碼方式將大量的冗余信息消除,保留有用的信息,有效節省帶寬。

        MPEG-2技術綜合采用了3大基本編碼技術,即預測編碼、變換編碼和統計編碼。壓縮技術采用多種編碼手段消除系統的冗余信息,歸納起來將有以下四個方面。

        ①利用二維DCT減少圖像的空間冗余度;

        ②利用運動補償預測減少圖像的時間域冗余度;

        ③利用視覺加權量化減少圖像的“灰度域”冗余度;

        ④利用熵編碼來減少圖像“頻率域”上統計特性方面的冗余度;

        此外,MPEG-2在MPEG-1的基礎之上擴充了“可伸縮性”和“可分級性”兩個概念,所謂“可伸縮性”指的是對碼流的一部分進行編碼和對碼流的全部解碼獲得的圖像分辨率(或信噪比等)要低。MPEG-2所支持的可伸縮的視頻編碼方式共有時間、空間、信噪比及數據分割等四種。“可分級性”則是指在MPEG-2中用范疇(Profile)以及層次兩個定義來描述不同的編碼參數集。每個范疇是前一個的合集(Profile),層次則規定了空間和時間分辨率的上限。

         

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