无线图传系统对距离的狂热追求

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电子发烧友网报道（文/周凯扬）飞过无人机的朋友应该都知道，为了能够实时监看飞行画面，避免出现信号断开而炸机的问题，图传几乎是必备的。现如今的无人机图传系统往往都用到了Wi-Fi或同频段下的无线通信技术，提供数公里以上的远距离低延迟传输。


大疆


大疆作为现在无人机行业的领头羊，除了在避障、成像、稳定等方面做出了创新以外，同样关键的图传技术自然也没有落下。以大疆新一代的OcuSync 3+图传为例，该系统最远可以实现15公里的传输距离，延迟低至120ms。


不过这种距离只是FCC标准下的最远距离，国内SRRC的标准下最远通信距离只有8公里，而且这两个数据都是在室外无遮挡情况下测得的。可是一旦超出了传输最大距离，或是出现了茂密的树林、楼宇等复杂的遮挡环境，这类基于传统频段下的无线图传技术就会开始出现卡顿、信号断断续续，最终完全丢失。


为了解决这一痛点，大疆则为其新一代无人机推出了增强图传系统，DJI Cellular，借助4G信号来辅助图传系统。通常情况下，也就是无遮挡、距离不远时，增强图传会在维持4G连接的情况下，仅使用OcuSync进行传输。当其信号已经开始出现干扰，到完全丢失OcuSync信号时，4G会逐渐接管无人机的图传工作。


但与大部分使用4G的物联网设备不同，大疆建议用户直接在DJI Cellular上使用手机用的SIM卡，而不是物联网卡，因为后者的延迟对于无人机图传这种业务来说还是太高了，同时信号覆盖程度也不如商用4G网络。

DJI Transmission图传 / 大疆

而且大疆由于产品线众多，其多套图传系统的定位也各有不同，比如用于穿越机的DJI FPV数字图传，追求的则是28ms/4千米的低延时图传。而用于影视行业监看的DJI Transmission，则追求的是通过动态频率选择技术抗干扰和多输出。


大鱼半导体
除了大疆以外，大鱼半导体也在发力无人机图传系统，并根据自研芯片澎湃S1推出了最远可达40公里的图传系统。根据大鱼半导体的介绍，这套图传搭配天空端的PCBA，利用了先进的SDR技术，可通过芯片上的SDR Modem，借助软件进行信号传输的配置，比如带宽、发射功率等等。


不过，这最远的40公里并非可用实时图传，只是极限距离的图像传输。而视频实时图传在FCC标准下可以做到20公里，SRRC标准下可以做到12公里，延迟最低可达70ms。更重要的是，由于强大的传输性能，大鱼半导体的图传套件甚至可以做到4K 30fps的图像传输，当然此时传输也会受限。

基于大鱼图传套件方案的Herelink图传系统 / 大鱼半导体

大鱼这套图传套件最大的优势在于自适应上，单凭3W超低功耗的澎湃S1，不仅实现了链路自适应优化、编码自适应优化，也给到了图传用户更多的选择。


Teradek


上面我们也提到了图传的另一大应用也就是影视行业，用于现场录制信号的实时传输与回放，过去这类图传对传输距离的要求并不算太大，但随着行业发展，超远距离的图传也成了需求之一，像Teradek这样的老牌厂商也有着成熟的解决方案。


面对像大疆这样强悍的市场搅局者，Teradek于去年首个支持6GHz的无线图传方案，Bolt 6。Bolt 6使用了同一集团下Amimon公司的BB3无线芯片组，同时结合MIMO、OFDM、JSCC等技术，在40MHz或20MHz的带宽下实现1ms以内的低延迟高清视频信号传输。不过该芯片与上一代的Bolt 4K是一样的，甚至传输距离也依然处在1.5公里这样的范围内，那么新增的6GHz支持究竟有何好处呢？

5GHz和6GHz下不同信道的串扰 / Teradek

答案就是选择性与抗干扰，由于如今Wi-Fi信号近乎无死角的覆盖，U-NII 1到U-NII 3这些5GHz频段的信号串扰已经相当多了。而U-NII 5（5.925-6.425GHz）这样的频段现如今几乎没有多少干扰，可选的40MHz信道也多了12个，对于无人机、视频拍摄的信号传输来说，可以提供更加稳定的画面。


结语


从以上方案中也可以看出，现代的无线图传为了追求传输距离、稳定性与低延迟，已经开始从无线通信技术上突破了。像基于5G信号的图传已经开始冒头，6GHz的频段也会从今年开始在全球大部分地区落地，甚至是在卫星通信技术成熟和成本降低后，卫星图传也不再只是用于救援任务等场景了，随着机器人、智慧城市等应用也开始跟进这一技术，无线图传系统会迎来新一轮的增长。