[实用新型]一种基于340MHz多载波调制技术的无人机无线图传系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，具体涉及基于340MHz多载波调制技术的无人机无线图传系统。

背景技术

目前，无线图像传输所采用的技术体制可大致分为： GPRS/CDMA/3G（移动通信）、LMDS（扩频微波）、WLAN（无线局域网）、DBS（卫星）、COFDM（正交频分复用）等，各种技术均有自身优势和缺陷。GPRS/CDMA/3G（移动通信）具有建网成本低、资源利用率高等优点，但传输速率一般在100Kbps级，难以传输高质量的图像；LMDS（扩频微波）可提供1GHz以上的带宽，在通视环境下可实现双向高速视频传输，但不能在阻挡环境中和移动中使用；WLAN（无线局域网）组网灵活，扩容方便，在物理层采用了OFDM多载波调制，但载波数量少、频段高，在阻挡和移动环境下使用效果均不理想；DBS（卫星）频带宽，容量大，通信距离远，覆盖面积大且不受地理条件限制，但由于卫星信道的缺乏造成租用价格昂贵。

上述无线传输技术均不适用于无人机使用，目前无人机实时图传多采用微波传输，通常选用1.2GHz、2.4GHz或5.8GHz三种频段，但仍然存在传输距离不够远、易受地面建筑物干扰、缺少必要的加密保护等缺点，难以满足公安、武警、消防、电力、广电等行业远距离高清晰实时传输音视频，特别是在移动途中或者阻挡环境下以高速率进行信息传输的要求。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供一种基于340MHz多载波调制技术的无人机无线图传系统，是第三代通信技术COFDM（多载波调制技术）、MPEG2视频编码技术和AES加密技术的无人机无线音/视频传输装置，该装置可在高速移动中和城市遮挡情况下传输实时的高清晰音视频，具备音视频中继传输能力，为应急指挥和突发事件处置提供现场空中监控。该系统可以实现在“高速运动中”、“非视通条件下”远距离、高质量图像传输，同时具备为地面设备提供空中中继通讯的能力。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种基于340MHz多载波调制技术的无人机无线图传系统，其特征在于：包括音视频A/D转换模块、AES加密模块、MPEG2编码模块、COFDM调制模块和存储模块，实时AV视频信号通过所述音视频A/D模块转换为数字信号，经过AES加密模块、MPEG2编码模块进行加密、压缩处理后，通过COFDM调制模块调制成射频信号，并经天线发出。

无人机无线图传系统的上述音视频A/D转换模块连接外部的音视频采集设备，通过音视频采集设备输入现场音视频信息。

无人机无线图传系统还包括一个具有D/A转换模块和AES解密模块的接收端，该接收端将接收到的编码压缩处理后的数据解密后还原成无损耗的高清晰声音和视频图像。

无人机无线图传系统还包括一遥控模块，该模块具有跳频机制，通过检测周围电磁环境确定可用频道，所选频道根据发射机ID通过相应算法随机生成，发射的每帧数据都包含全局唯一ID，提高了复杂电磁环境中的抗干扰能力。

所述的音视频解码模块为H.264音频解码模块。

所述遥控模块采取2.4GHz频率收发信息，避免与图传信号间同频干扰。

采用的COFDM技术每个子载波可以选择QPSK、16QAM、64QAM等高速调制，合成后的信道速率一般均大于4Mbps，可以传输MPEG2中4:2:0、4:2:2等高质量编解码，接收端图像分辨率可达到576×720或480×720或1920×1080，能充分满足后期分析、存储、编辑等要求。

采用128位AES数字加密技术、无线宽带多载波加密、加扰技术，实现全数字信号处理，保证了整个系统的保密性、稳定性及可靠性，使空中传输信息得到安全保障。

以频谱利用率和误码率之间的最佳平衡为原则，采用了功率控制和自适应调制相协调工作方式，根据信道条件的好坏来选择不同的调制方式，信道好的时候，可以增强调制方式（如64QAM），或者在低调制方式（如QPSK）时降低发射功率。

本实用新型的有益效果是：本实用新型将340MHz多载波调制技术与多旋翼无人机飞行平台结合，一方面避免了传统1.2GHz、2.4GHz、5.8GHz微波模拟图传易受电磁环境影响、绕射能力差、传输距离短、保密性不足的弊端，另一方面利用自身飞行高度优势最大化地避免复杂地形对视频传输信号的阻挡，充分发挥COFMD图传系统的性能。同时，本实用新型还具备空中通信中继能力，能转发地面图传设备的音视频信号，经视频转换后利用自身设备发出，扩大受地形影响或传输能力不足的图像传输设备的视频传输距离，为视频指挥系统在复杂条件下提供清晰稳定的音视频。

附图说明