本发明专利技术为无人机航拍和无线视频监控提出了一种基于COFDM的高速无线图传发射机，包括：基带编码调制模块，用于接收输入图像数据码流并转换为具备特定频谱的基带调制信号；射频模块，用于将上述基带调制信号上变频至设定的频率；其中，所述基带编码调制模块包括：基带成帧、帧扰码、BCH编码、LDPC编码、比特交织、星座映射、星座旋转、时间交织、时间帧映射、频率交织、导频插入、IFFT变换、保护间隔、频谱成形；所述射频模块包括：数模变换器（DAC）、压控振荡器（VCO）、上变频器（Modulator）、带通滤波器（BPF）、功率放大（PA）；使用所述的基于COFDM的高速无线图传发射机，在无人机航拍等高速移动的环境下，能够显著提高视频数据传输速率，满足高清和超高清图像传输的要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术为无人机航拍和无线视频监控提出了一种基于COFDM的高速无线图传发射机方案。使用该方案，在无人机航拍等高速移动的环境下，能够显著提高视频数据传输速率，满足高清和超高清图像传输的要求。
技术介绍
COFDM（编码正交频分复用）作为一种多载波调制技术，将数据调制到多个相互正交的子载波上同时发送，具有频谱效率高、可支持的数据传输速率大、抗多径和抗频率选择性衰落能力强等优点，广泛地用于无人机航拍和无线视频监控领域。目前市场上广泛使用的以COFDM为基础的无线图传发射机产品，编码采用RS码和卷积码级联的方式，纠错能力有限，无法在高速移动造成的深度衰落信道下有效地纠正随机或突发错误；调制最高采用64QAM，频谱利用率不高。在8MHz带宽和100KM/H的高速移动环境下，实际能达到的数据传输速率在15Mbps左右。以H.264标准进行压缩和编码的高清（1920×1080）视频流，数据速率在10Mbps左右，以H.265标准进行压缩和编码的超高清（3840×2160）视频流，数据速率一般在20Mbps以上，质量较好的超高清视频流，数据速率在30Mbps以上。由此可见，现有以COFDM为基础的无线图传系统，在8MHz带宽和高速移动环境下，只能传输1路高清视频，不能传输超高清视频，无法满足无人机航拍和无线视频监控领域对高质量图像质量的要求。
技术实现思路
针对现有无线图传产品所存在的上述问题，本专利技术提供一种能实现高速数据传输速率的COFDM无线图传发射机方案，在同等条件下可以实现40Mbps数据传输速率，充分满足高清和超高清视频的传输需求。本专利技术是一种基于COFDM的高速视频无线图传发射机，包括：基带编码调制模块，用于接收输入图像数据码流并转换为具备特定频谱的基带调制信号；射频模块，用于将上述基带调制信号上变频至设定的频率；其中，所述基带编码调制模块包括：基带成帧、帧扰码、BCH编码、LDPC编码、比特交织、星座映射、星座旋转、时间交织、时间帧映射、频率交织、导频插入、IFFT变换、保护间隔、频谱成形；所述基带成帧用于把输入图像数据码流进行分片，并插入帧头拼装成固定长度的数据帧。所述帧扰码用于随机化传输数据帧，采用伪随机序列实现。所述BCH编码用于对固定长度的数据帧进行第一级纠错编码。所述LDPC编码用于对固定长度的数据帧进行第二级纠错编码。所述比特交织用于对两级纠错编码后的数据进行第一级交织。所述星座映射用于对比特交织后的单路数据转换为I、Q两路数据，并根据设置分别进行QPSK/16QAM/64QAM/256QAM/1024QAM的映射。所述星座旋转将映射后的星座符号旋转一个与映射阶数相关的角度。所述时间交织用于对星座旋转后的数据进行第二级交织。所述时间帧映射用于在时间交织后的数据中插入控制信令符号。所述频率交织用于对星座旋转后的数据进行第三级交织。所述导频插入用于对频率交织后的数据的特定位置插入不同类型的导频符号。所述导IFFT变换用于对导频插入后的数据进行频域到时域的变换。所述保护间隔用于对IFFT变换后的数据进行循环保护间隔的插入。所述频谱成形用于对保护间隔插入后的数据数字滤波，滤除谐波和镜像，形成特定的频谱特征。其中，所述射频模块包括：数模变换器（DAC）、压控振荡器（VCO）、上变频器（Modulator）、带通滤波器（BPF）、功率放大（PA）；所述数模变换器用于数字基带数据变换为I、Q两路正交的模拟信号。所述压控振荡器用于产生需要的载波信号。所述上变频器用于将I、Q两路正交的模拟信号调制到载波信号上。所述带通滤波器用于滤除模拟信号上的谐波和镜像。所述功率放大用于放大调制后的信号，以便通过天线辐射出去。附图说明图1 为本专利技术较佳实施例提供一种基于COFDM的高速视频无线图传发射机的模块示意图。图2 为图1中基带编码调制模块的内部模块示意图。图3 为图2中基带成帧中数据帧结构图。图4 为图2中帧扰码的实施框图。图5 为图2中BCH编码的实施框图。图6 为图2中LDPC编码的实施框图。图7 为图2中比特交织的实施框图。图8 为图2中星座映射的实施框图。图9 为图2中时间帧映射的时间帧结构图。图10 为图2中频率交织的实施框图。图11 为图2中导频插入的实施框图。图12 为图2中保护间隔的实施框图。图13 为图1中射频模块的实施框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。请参阅图1，本专利技术是一种基于COFDM的高速视频无线图传发射机，包括：基带编码调制模块，用于接收输入图像数据码流并转换为具备特定频谱的基带调制信号；射频模块，用于将上述基带调制信号上变频至设定的频率。请参阅图2，其中，所述基带编码调制模块包括：基带成帧、帧扰码、BCH编码、LDPC编码、比特交织、星座映射、星座旋转、时间交织、时间帧映射、频率交织、导频插入、IFFT变换、保护间隔、频谱成形。请参阅图3，所述基带成帧后的数据帧结构如下，其中帧头共10字节，包括：传输模式(2字节)、用户数据长度(4字节)、同步字节(1字节)、下一个数据包起始的距离(2字节)、包头校验(1字节)。请参阅图4，所述帧扰码用于随机化传输数据帧，采用伪随机序列实现，所述伪随机序列由一线性反馈移位寄存器生成，其生成多项式为：G(X) ＝ 1+X2+X11，初始值为1111111111100。输入比特码流与该序列进行逐位异或后产生随机化后的数据。所述BCH编码用于对固定长度的数据帧进行第一级纠错编码。以纠错能力为12比特的3/4编码为例，BCH (N, K)为（48600，48408），请参阅图5，其中决定系数K0~Kn的生成多项式为：g1(x) = 1+x2+x3+x5+x16g2(x) = 1+x+x4+x5+x6+x8+x16g3(x) = 1+x2+x3+x4+x5+x7+x8+x9+x10+x11+x16g4(x) = 1+x2+x4+x6+x9+x11+x12+x14+x16g5(x) = 1+x+x2+x3+x5+x8+x9+x10+x11+x12+x16g6(x) = 1+x2+x4+x5+x7+x8+x9+x10+x12+x13+x14+x15+x16g7(x) = 1+x2+x5+x6+x8+x9+x10+x11+x13+x15+x16g8(x) = 1+x+x2+x5+x6+x8+x9+x12+x13+x14+x16g9(x) = 1+x5+x7+x9+x10+x11+x16g10(x) = 1+x+x2+x5+x7+x8+x10+x12+x13+x14+x16g11(x) = 1+x2+x3+x5+x9+x11+x12+x13+x16g12(x) = 1+x+x5+x6+x7+x9+x11+x12+x16 。请参阅图6，所述LDPC编码用于对固定长度的数据帧进行第二级纠错编码。该模块由输入缓存模块、校验位地址产生模块、校验位生成模块、累加模块和选择器组成。编码后的码长为64800，所支持的6种编码率/信息比特的组合是： 1/2:32400； 3/5:38880；2/3:432本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术是一种COFDM高速无线图传发射机，其特征在于：其包括：基带编码调制模块，用于接收输入图像数据码流并转换为具备特定频谱的基带调制信号；射频模块，用于将上述基带调制信号上变频至设定的频率；其中，所述基带编码调制模块包括：基带成帧、帧扰码、BCH编码、LDPC编码、比特交织、星座映射、星座旋转、时间交织、时间帧映射、频率交织、导频插入、IFFT变换、保护间隔、频谱成形；其中，所述射频模块包括：数模变换器（DAC）、压控振荡器（VCO）、上变频器（Modulator）、带通滤波器（BPF）、功率放大（PA）。
【技术特征摘要】
1.本发明是一种COFDM高速无线图传发射机，其特征在于：其包括：基带编码调制模块，用于接收输入图像数据码流并转换为具备特定频谱的基带调制信号；射频模块，用于将上述基带调制信号上变频至设定的频率；其中，所述基带编码调制模块包括：基带成帧、帧扰码、BCH编码、LDPC编码、比特交织、星座映射、星座旋转、时间交织、时间帧映射、频率交织、导频插入、IFFT变换、保护间隔、频谱成形；其中，所述射频模块包括：数模变换器（DAC）、压控振荡器（VCO）、上变频器（Modulator）、带通滤波器（BPF）、功率放大（PA）。2.如权利要求1所述的一种COFDM高速无线图传发射机，其特征在于：所述基带成帧后的帧头共10字节，包括：传输模式(2字节)、用户数据长度(4字节)、同步字节(1字节)、下一个数据包起始的距离(2字节)、包头校验(1字节)。3.如权利要求1所述的一种COFDM高速无线图传发射机，其特征在于：使用BCH编码用于对数据帧进行第一级纠错编码，使用LDPC编码用于对数据帧进行第二级纠错编码。4.如权利要求3所述的一种COFDM高速无线图传发射机，其特征在于：使用的LDPC编码模块由输入缓存模块、校验位地址产生模块、校验位生成模块、累加模块和选择器组成；5. 编码后的码长为64800，所支持的6种编码率/信息比特的组合是： 1/2:32400； 3/5:38880；2/3:43200； 3/4:48600； 4/5:51840；5/6:54000。5.如权利要求1所述的一种COFDM高速无线图传发射机，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张学军，
申请(专利权)人：张学军，
类型：发明
国别省市：北京;11
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