一、背景

　　進入二(er)十一世紀后，人們對信息的(de)需求迅猛增(zeng)長，對頻寬的(de)需求與日俱增(zeng)，無(wu)線通信得

到了蓬勃發展，各種(zhong)(zhong)無線新技(ji)術(shu)和通(tong)訊方(fang)(fang)式(shi)層出(chu)不(bu)窮。無線圖像傳輸技(ji)術(shu)已經作(zuo)為一種(zhong)(zhong)必備(bei)通(tong)信方(fang)(fang)式(shi)應用在(zai)事故救援、重(zhong)大事件現場保(bao)障等活(huo)動中。其中，單(dan)兵(bing)無線圖像傳輸技(ji)術(shu)將應急現場圖像進行采集后及時傳輸，以其機(ji)動靈(ling)活(huo)的特點發揮著越來越重(zhong)要的作(zuo)用，已經成為一種(zhong)(zhong)必不(bu)可少的通(tong)信保(bao)障手(shou)段(duan)。

二、現狀

　　無(wu)(wu)(wu)線(xian)(xian)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)設備從(cong)技術(shu)(shu)應用(yong)標準上廣泛的(de)分為(wei)三(san)類：第(di)一種是公用(yong)網絡(luo)(luo)(luo)型，利用(yong)移(yi)動(dong)(dong)、聯通(tong)等網絡(luo)(luo)(luo)，采(cai)用(yong)包括(kuo)GSM、CDMA、3G等技術(shu)(shu)進行傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)；第(di)二種是專(zhuan)(zhuan)用(yong)網絡(luo)(luo)(luo)型，利用(yong)無(wu)(wu)(wu)線(xian)(xian)網絡(luo)(luo)(luo)采(cai)用(yong)包括(kuo)WLAN、DSSS、MESH等技術(shu)(shu)的(de)網絡(luo)(luo)(luo)進行傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)；第(di)三(san)種是專(zhuan)(zhuan)業圖(tu)像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)型，利用(yong)數字移(yi)動(dong)(dong)電(dian)視傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)網絡(luo)(luo)(luo)采(cai)用(yong)包括(kuo)COFDM、8VSB、TDS-OFDM等技術(shu)(shu)的(de)專(zhuan)(zhuan)業無(wu)(wu)(wu)線(xian)(xian)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)。以上三(san)類技術(shu)(shu)各有不同(tong)的(de)應用(yong)面和(he)(he)優缺點，但是從(cong)專(zhuan)(zhuan)業技術(shu)(shu)應用(yong)角度，在其圖(tu)像(xiang)質量、傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)距離、移(yi)動(dong)(dong)性能(neng)、集成性能(neng)來說，第(di)三(san)類已(yi)經成為(wei)單兵無(wu)(wu)(wu)線(xian)(xian)圖(tu)像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸(shu)(shu)的(de)主要技術(shu)(shu)和(he)(he)專(zhuan)(zhuan)業產品。

　　在(zai)第三(san)類(lei)無線圖(tu)像(xiang)傳輸設備(bei)中(zhong)(zhong)，主要(yao)以COFDM為代表，首先適合(he)(he)在(zai)城區(qu)、城郊、建筑物內等非通視和有(you)(you)阻(zu)擋的(de)(de)環(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)應用，具有(you)(you)卓越的(de)(de)繞射(she)、穿透能(neng)力，能(neng)夠以高(gao)(gao)概率實現(xian)圖(tu)像(xiang)的(de)(de)穩(wen)定(ding)傳輸，不受環(huan)境(jing)影響(xiang)或受環(huan)境(jing)影響(xiang)小；其次(ci)適合(he)(he)高(gao)(gao)速移動中(zhong)(zhong)傳輸，可應用于車輛、船舶(bo)、直升機/無人機等平臺；第三(san)適合(he)(he)高(gao)(gao)速數據傳輸，速率一般大于4Mbps，滿足高(gao)(gao)質(zhi)量視音頻的(de)(de)傳輸；第四在(zai)復雜(za)電(dian)磁環(huan)境(jing)中(zhong)(zhong)，COFDM具備(bei)優(you)(you)異的(de)(de)抗(kang)干(gan)擾(rao)性能(neng)；第五在(zai)對抗(kang)頻率選擇性衰落或窄帶(dai)干(gan)擾(rao)及信號波(bo)形間的(de)(de)干(gan)擾(rao)性能(neng)優(you)(you)越，通過各(ge)個子載波(bo)的(de)(de)聯合(he)(he)編碼，具有(you)(you)很強的(de)(de)抗(kang)衰落能(neng)力。

三、特性分析

　　（一）射頻特性

　　無線(xian)電頻(pin)(pin)(pin)率(lv)是一種(zhong)稀缺(que)資源(yuan)，主要服務于電臺、移動(dong)通信(xin)、微波(bo)站(zhan)、衛星，從法(fa)(fa)律法(fa)(fa)規(gui)上沒有(you)明確(que)規(gui)定無線(xian)圖像傳(chuan)(chuan)輸設備的專用頻(pin)(pin)(pin)率(lv)，國家無委(wei)在“5.12”地震后確(que)定336M~344MHz作(zuo)為應急機動(dong)圖像傳(chuan)(chuan)輸設備工作(zuo)頻(pin)(pin)(pin)率(lv)，此外，L頻(pin)(pin)(pin)段（1000M~1500MHz），其反射傳(chuan)(chuan)輸性能出色，適合在城區、空中應用。如(ru)果在實(shi)際應用中采用雙(shuang)頻(pin)(pin)(pin)工作(zuo)模式(shi)，既可以提高設備抗干擾性能，降低對(dui)其他通信(xin)設備的干擾和污染，而且同時(shi)具有(you)UHF波(bo)段和L頻(pin)(pin)(pin)段的傳(chuan)(chuan)輸特(te)性，將非常適合復雜電磁環(huan)境和各(ge)種(zhong)不同地理環(huan)境的應用。

　　射(she)頻(pin)帶(dai)寬(kuan)越窄越方便于應用，但(dan)是會影響圖(tu)像質(zhi)量。目前采用多種帶(dai)寬(kuan)兼容的(de)傳(chuan)輸(shu)(shu)技術，設備可以同時工作在1.2M~8MHz帶(dai)寬(kuan)，根據不同的(de)圖(tu)像質(zhi)量要求和傳(chuan)輸(shu)(shu)距離(li)要求選擇不同工作帶(dai)寬(kuan)。

　　除了工作頻(pin)率和射頻(pin)帶寬外，設(she)(she)備(bei)的頻(pin)譜特(te)性、帶外抑制、頻(pin)道間隔等也(ye)是設(she)(she)備(bei)的重要(yao)指標。

　　（二）圖像質量

　　無線圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)設備的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)(liang)主要(yao)(yao)是(shi)(shi)指(zhi)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)分辨(bian)率和時(shi)延。圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)分辨(bian)率主要(yao)(yao)決定于兩(liang)個因(yin)素：傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)速(su)度和編(bian)碼(ma)方(fang)(fang)式(shi)(shi)。傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)速(su)率范圍從0.5M~10Mbps，傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)速(su)率越(yue)(yue)高(gao)(gao)，圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)(liang)越(yue)(yue)好。同時(shi)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)(liang)還取(qu)決于射頻帶寬、調制(zhi)方(fang)(fang)式(shi)(shi)（QPSK\16QAM\64QAM）等。通(tong)(tong)常(chang)無線單兵設備采用的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)編(bian)碼(ma)方(fang)(fang)式(shi)(shi)有MPEG2\MPEG4\H.264三種(zhong)主要(yao)(yao)方(fang)(fang)式(shi)(shi)。MPEG2編(bian)解(jie)(jie)碼(ma)是(shi)(shi)一種(zhong)傳(chuan)統的(de)(de)(de)編(bian)解(jie)(jie)碼(ma)方(fang)(fang)式(shi)(shi)，主要(yao)(yao)應(ying)用于廣(guang)播電視(shi)領域(yu)等高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)(liang)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)要(yao)(yao)求，其傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)碼(ma)流(liu)在2. 4M ~10Mbps，圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)分辨(bian)率為720×576。而采用MPEG4編(bian)解(jie)(jie)碼(ma)方(fang)(fang)式(shi)(shi)主要(yao)(yao)應(ying)用在碼(ma)流(liu)較(jiao)低時(shi)提(ti)高(gao)(gao)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)分辨(bian)率，適合(he)網(wang)(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)，其傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)碼(ma)流(liu)通(tong)(tong)常(chang)在0.5M~2Mbps，圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)分辨(bian)率是(shi)(shi)CIF,4CIF。H.264作(zuo)為一種(zhong)新的(de)(de)(de)編(bian)解(jie)(jie)碼(ma)方(fang)(fang)式(shi)(shi)，能夠在同等傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)碼(ma)流(liu)時(shi)提(ti)供更高(gao)(gao)的(de)(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)像(xiang)(xiang)(xiang)質(zhi)量(liang)(liang)。它引(yin)入了面向(xiang)IP包的(de)(de)(de)編(bian)碼(ma)機制(zhi)，有利于網(wang)(wang)絡(luo)中(zhong)的(de)(de)(de)分組傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)，支持(chi)網(wang)(wang)絡(luo)中(zhong)視(shi)頻的(de)(de)(de)流(liu)媒體(ti)傳(chuan)輸(shu)(shu)(shu)。但(dan)是(shi)(shi)由(you)于其應(ying)用成本較(jiao)高(gao)(gao)，所以，目前采用的(de)(de)(de)不多。

　　圖像(xiang)傳輸(shu)的(de)(de)(de)(de)時(shi)延(yan)對于(yu)決策指揮(hui)的(de)(de)(de)(de)反(fan)應非(fei)常重要(yao)，主(zhu)要(yao)包括傳輸(shu)時(shi)延(yan)和設備編碼/解碼的(de)(de)(de)(de)時(shi)延(yan)。無(wu)線電的(de)(de)(de)(de)傳輸(shu)時(shi)延(yan)基本一致(zhi)，傳輸(shu)1KM時(shi)延(yan)在3uS左右，可以(yi)忽略不(bu)計(ji)。而圖像(xiang)編解碼的(de)(de)(de)(de)時(shi)延(yan)主(zhu)要(yao)決定于(yu)編解碼芯片(pian)的(de)(de)(de)(de)運算速度，采用高速芯片(pian)運算速度時(shi)延(yan)在40~60mS以(yi)內，采用普通芯片(pian)時(shi)延(yan)在100~500mS之間。

　　（三）傳輸(shu)距離

　　單兵(bing)無線圖像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸距(ju)(ju)離是用(yong)戶使用(yong)時的(de)(de)(de)關注重點，同時傳(chuan)(chuan)輸距(ju)(ju)離是設(she)(she)備(bei)多個技術參數和應(ying)用(yong)環(huan)境決定的(de)(de)(de)。主(zhu)要(yao)因素有(you)發(fa)射功率、天(tian)線增益、接(jie)受門(men)(men)限(xian)(xian)、工作頻率、電磁環(huan)境、地理環(huan)境等條件。從(cong)技術參數上主(zhu)要(yao)是接(jie)收機的(de)(de)(de)接(jie)收門(men)(men)限(xian)(xian)，通常(chang)采用(yong)DVB標準的(de)(de)(de)通用(yong)接(jie)收機接(jie)收門(men)(men)限(xian)(xian)-93~-96dBm之間，而采用(yong)窄帶(dai)COFDM專業級接(jie)收設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)接(jie)收門(men)(men)限(xian)(xian)在-103~-107dBm之間，理論上傳(chuan)(chuan)輸距(ju)(ju)離比前者提高一倍以上，傳(chuan)(chuan)輸時通常(chang)可以降低圖像(xiang)傳(chuan)(chuan)輸質(zhi)量提高設(she)(she)備(bei)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)輸距(ju)(ju)離。

　　設備的傳(chuan)輸距離根據無線(xian)電傳(chuan)輸特性(xing)，其(qi)系(xi)統(tong)(tong)增(zeng)益(yi)大(da)于系(xi)統(tong)(tong)自由空間傳(chuan)輸損耗(hao)則可以實現傳(chuan)輸，而在阻擋(dang)(dang)情(qing)況下(xia)通常(chang)需要(yao)分(fen)析(xi)其(qi)阻擋(dang)(dang)損耗(hao)和反射增(zeng)益(yi)，每一幢建筑(zhu)物其(qi)阻擋(dang)(dang)損耗(hao)通常(chang)是(shi)10~20dB，每增(zeng)加一次阻擋(dang)(dang)，傳(chuan)輸距離會降低到1/3以下(xia)。

（四(si)）人機界面

　　在使用單(dan)兵無線圖(tu)像傳(chuan)輸設備(bei)過程中，良好的人機界面、分析診斷功能可以方便用戶操作設置、判斷故障、分析情況。

　　在發(fa)射(she)端可以調整(zheng)發(fa)射(she)機工作頻(pin)率(lv)、發(fa)射(she)功率(lv)、射(she)頻(pin)帶寬(kuan)、編碼(ma)(ma)速率(lv)、加密密碼(ma)(ma)等功能(neng)。通常使用控(kong)制(zhi)軟件能(neng)實(shi)現以上(shang)功能(neng)，但在使用中連接計算機非常不(bu)方便，部分產品(pin)能(neng)夠通過(guo)發(fa)射(she)機的(de)控(kong)制(zhi)面板對以上(shang)參數進行設(she)置和修改，可以設(she)置多(duo)個(ge)以上(shang)不(bu)同(tong)工作頻(pin)道，設(she)置每個(ge)頻(pin)道不(bu)同(tong)的(de)傳輸(shu)碼(ma)(ma)流而(er)提供不(bu)同(tong)的(de)圖像(xiang)質量和傳輸(shu)距離，提供視(shi)頻(pin)輸(shu)入(ru)告警功能(neng)判斷視(shi)頻(pin)輸(shu)入(ru)信(xin)號，提供待機/發(fa)射(she)功能(neng)，提供功率(lv)調整(zheng)功能(neng)。

　　在接(jie)收(shou)端同樣(yang)可以通過軟件設置(zhi)相應功能(neng)(neng)，接(jie)收(shou)機能(neng)(neng)夠通過控制面板顯示(shi)工作現(xian)場的(de)(de)頻譜監(jian)測、信號強度顯示(shi)、信噪比/誤碼率檢(jian)測等功能(neng)(neng)，非常(chang)方(fang)便用(yong)戶(hu)在使用(yong)時對周圍電磁環境的(de)(de)檢(jian)測、判斷系統工作狀況、分析確定(ding)傳輸距離，在用(yong)戶(hu)非專業(ye)技(ji)術人(ren)員和沒(mei)有專業(ye)檢(jian)測儀(yi)器時，非常(chang)方(fang)便用(yong)戶(hu)的(de)(de)使用(yong)。

　　根據實際應用(yong)(yong)經驗，通常在(zai)電磁環(huan)境較好情況下，設(she)備近距(ju)離使用(yong)(yong)時正(zheng)常的接(jie)(jie)收(shou)信(xin)(xin)(xin)噪(zao)比(bi)在(zai)18dB以上，距(ju)離延伸(shen)一倍，信(xin)(xin)(xin)噪(zao)比(bi)降低(di)3dB左右(you)。圖像傳輸(shu)碼流(liu)4Mbps時，接(jie)(jie)收(shou)信(xin)(xin)(xin)噪(zao)比(bi)要求(qiu)6~8dB，傳輸(shu)碼流(liu)2Mbps時，接(jie)(jie)收(shou)信(xin)(xin)(xin)噪(zao)比(bi)要求(qiu)4~6dB，傳輸(shu)碼流(liu)1Mbps時，接(jie)(jie)收(shou)信(xin)(xin)(xin)噪(zao)比(bi)要求(qiu)2~4dB。所以在(zai)實際應用(yong)(yong)中(zhong)每(mei)降低(di)一半傳輸(shu)碼流(liu)，傳輸(shu)距(ju)離能提高50%左右(you)。

　　（五）便攜特(te)性

　　設(she)備體積小、重量輕、功耗低(di)、攜(xie)帶方便、傳輸性能(neng)好是設(she)備推廣應(ying)用的重要條(tiao)件。

　　對(dui)發(fa)射(she)端通常其(qi)發(fa)射(she)功(gong)(gong)率(lv)(lv)1W以(yi)內是對(dui)人(ren)體(ti)(ti)電磁防護的要求(qiu)。而設(she)(she)(she)備(bei)(bei)的整(zheng)機(ji)功(gong)(gong)耗(hao)是決(jue)定(ding)(ding)其(qi)體(ti)(ti)積(ji)(ji)重(zhong)(zhong)量的主要技(ji)術條件，而通常發(fa)射(she)端的整(zheng)機(ji)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)不到10%，單兵攜帶時要求(qiu)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)工作溫度不超(chao)過人(ren)體(ti)(ti)體(ti)(ti)溫37.5度，大量功(gong)(gong)率(lv)(lv)要求(qiu)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)通過金屬熱交換(huan)方式散(san)發(fa)，所以(yi)提高設(she)(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)機(ji)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)是決(jue)定(ding)(ding)其(qi)體(ti)(ti)積(ji)(ji)重(zhong)(zhong)量的決(jue)定(ding)(ding)因素。較先進的發(fa)射(she)設(she)(she)(she)備(bei)(bei)整(zheng)機(ji)效(xiao)(xiao)(xiao)率(lv)(lv)達(da)到15%以(yi)上，例如：發(fa)射(she)功(gong)(gong)率(lv)(lv)1W時，整(zheng)機(ji)功(gong)(gong)耗(hao)7W左右，這(zhe)樣(yang)其(qi)體(ti)(ti)積(ji)(ji)相當于對(dui)講(jiang)機(ji)大小，重(zhong)(zhong)量在400g以(yi)內，4AH鋰電池(chi)工作時間6小時以(yi)上，非常方便(bian)攜帶和使(shi)用。

　　接(jie)收(shou)(shou)端的(de)(de)車載使用(yong)(yong)要求(qiu)通(tong)常(chang)不高，采用(yong)(yong)標準機架19英(ying)寸1U的(de)(de)結(jie)構廣泛應用(yong)(yong)。大量的(de)(de)應用(yong)(yong)要求(qiu)接(jie)收(shou)(shou)在(zai)脫(tuo)離車輛、基站(zhan)的(de)(de)條(tiao)件(jian)下應用(yong)(yong)，采用(yong)(yong)一體化手持接(jie)收(shou)(shou)將(jiang)非常(chang)適用(yong)(yong)，將(jiang)天線、接(jie)收(shou)(shou)機、顯示(shi)器、電(dian)(dian)池、儲存設備(bei)集成(cheng)一體，便(bian)于攜帶，同時(shi)將(jiang)筆記本電(dian)(dian)腦作(zuo)為(wei)接(jie)收(shou)(shou)端顯示(shi)、存儲也(ye)將(jiang)非常(chang)方便(bian)。

（六）應用環(huan)境

　　具體(ti)使用(yong)(yong)中不(bu)同的(de)環境(jing)條(tiao)件，對單兵無線圖像(xiang)傳(chuan)輸設備的(de)防(fang)護性能有不(bu)同的(de)要(yao)求(qiu)。在高(gao)低溫(wen)、雨雪天氣(qi)、危險氣(qi)體(ti)等(deng)環境(jing)條(tiao)件下的(de)應用(yong)(yong)將不(bu)斷擴大，要(yao)求(qiu)單兵無線圖像(xiang)傳(chuan)輸系(xi)統(tong)能夠適應不(bu)同環境(jing)條(tiao)件下的(de)應用(yong)(yong)。

　　溫(wen)(wen)度環(huan)境(jing)(jing)(jing)：我國地域遼闊(kuo)，北(bei)方的(de)低溫(wen)(wen)和南(nan)方的(de)高(gao)溫(wen)(wen)環(huan)境(jing)(jing)(jing)要(yao)求(qiu)設備(bei)有寬溫(wen)(wen)工(gong)作環(huan)境(jing)(jing)(jing)，通常要(yao)求(qiu)設備(bei)工(gong)作溫(wen)(wen)度范圍在-15~45℃之間(jian)，而(er)對于消防、火災應(ying)用環(huan)境(jing)(jing)(jing)要(yao)求(qiu)設備(bei)工(gong)作高(gao)溫(wen)(wen)能(neng)夠在70℃環(huan)境(jing)(jing)(jing)中連續工(gong)作。

　　濕(shi)度(du)環境(jing)：通常要求設(she)(she)備工作(zuo)相對濕(shi)度(du)環境(jing)0～90%,而對于水災(zai)、消防、野外天氣等(deng)環境(jing)，要求設(she)(she)備能(neng)夠滿足符合IP55、IP56防護等(deng)級的防護要求，在(zai)潮濕(shi)、噴淋狀態下能(neng)夠正常工作(zuo)。這(zhe)類設(she)(she)備非常適合洪災(zai)、地質災(zai)害、火(huo)災(zai)等(deng)特殊行業部門的應(ying)用。

　　特殊氣體(ti)環境(jing)：在特殊工(gong)業環境(jing)中(zhong)，要求設備具(ju)備防爆功能(neng)，能(neng)夠在危險氣體(ti)、粉(fen)塵環境(jing)中(zhong)工(gong)作。

四、展望

　　目(mu)前，單(dan)兵無(wu)線圖(tu)(tu)像傳輸設(she)(she)備已(yi)逐漸應(ying)用(yong)于車(che)輛、船(chuan)舶、飛機(ji)、機(ji)器(qi)人等移動載體(ti)中，對(dui)傳輸性能和應(ying)用(yong)環境有不(bu)同的要求，特(te)別在(zai)EMC、振動、高(gao)低溫、防護等方面有不(bu)同的要求。隨著技術和工藝的不(bu)斷進步，單(dan)兵無(wu)線圖(tu)(tu)像傳輸設(she)(she)備將應(ying)用(yong)于更多領域，為(wei)社會(hui)的建(jian)設(she)(she)和發(fa)展(zhan)起到(dao)更多的作用(yong)。