UAV画像伝送システムの構成
UAV画像伝送システムとは何ですか？
飛行制御がドローンの頭脳だとすれば、画像伝送システムはドローンの「目」であり、ドローンを通して神の視点から美しい世界を見渡すことができます。UAV画像伝送システムは、適切な映像圧縮技術、信号処理技術、チャネル符号化技術、変復調技術を駆使し、UAVに搭載されたカメラで撮影した映像をリアルタイムで長距離受信機に無線伝送します。一種の無線電子伝送設備です。
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UAV画像伝送システムを機器の種類別に分類すると、通常、アナログ画像伝送とデジタル画像伝送の2つのカテゴリに分けられます。デジタル画像伝送は、アナログ画像伝送システムよりも映像品質と安定性がはるかに優れているため、産業用途ではデジタル画像伝送が一般的に使用されています。
ドローンの画像伝送には主に次の 3 つの周波数帯域が使用されます。 1.2G、 2.4G、 そして 5.8G2.4GとWiFiは同じ周波数帯に属していますが、1.2Gは管理された周波数帯です。現在、我が国には1.2Gのオープンアマチュア周波数帯はなく、資格証明書を取得した無線愛好家のみが合法的に使用できます。国は5.8G周波数帯をオープンアマチュア周波数帯に分割しました。5.8Gで動作するデバイスは少なく、干渉も少なくなります。高周波アンテナは小型化できますが、周波数が高くなるほど電子部品のコストが高くなります。アンテナの精度に対する要求は高くなります。磁気導体は低周波よりも敏感で、低周波よりも高出力を生成するのが困難です。
現在、UAV画像伝送の主流技術には、OFDM、WiFiなどがあります。OFDM（直交周波数分割多重方式）は、マルチキャリア変調の一種で、高速データ伝送に適しています。また、狭帯域帯域幅で大量のデータを送信でき、周波数選択フェージングや狭帯域干渉などに耐性があります。ただし、OFDMには、搬送周波数オフセットなどの欠点もあり、位相ノイズや搬送周波数オフセットに非常に敏感で、平均ピーク値が比較的高くなります。WiFi画像伝送は、費用対効果の高いUAV画像伝送技術です。ただし、WiFiには多くの技術的な制限があり、多くのメーカーがソリューションを直接構築しています。チップ設計のフォーマットを変更することはできません。WiFi画像伝送干渉管理戦略リアルタイムパフォーマンスは強くなく、信号利用率は比較的低いです。
UAV画像伝送システム構成
UAV画像伝送システムは、リモートサーバー、機体、地上中継器、携帯電話ビデオ制御端末の4つの部分で構成されています。例えば、UAV中継器と地上中継器にはそれぞれ2つの高出力Wi-Fiモジュールが組み込まれています。
ドローンに搭載されている高出力WiFiモジュールは、+28dBmの送信出力を持ち、最大2キロメートルの伝送距離を実現しています。この高出力WiFiモジュールは、空中カメラの映像をリアルタイムで伝送できるだけでなく、携帯電話などの地上携帯端末からの制御信号もリアルタイムで伝送できます。
ワイヤレスルーターの WiFi 信号が遠くまで届かないのはなぜですか?
同じ周波数帯では、ドローンは長距離の画像伝送が可能ですが、無線ルーターのWiFi信号はそのような距離では電波が届きません。その大きな理由は、無線ルーターや携帯電話などのモバイル端末の出力が制限されていることです。国は無線ルーターの送信電力が100mW（20dBm）を超えてはならず、アンテナ利得は一般的に3dBiと5dBiという関連規制を設けています。壁貫通能力に優れた製品の中には、6dBiや7dBiの利得アンテナを使用しているものもあります。アンテナ利得による信号強度の向上は依然として非常に大きく、無線ルーターのWiFi信号は遮るものなく200メートルをカバーできます。
さらに、日常生活における低電力の携帯電話やパソコンも大きな制限を引き起こし、Wi-Fiの信号は非常に良好であるにもかかわらず、インターネットにアクセスできないか、ネットワークの品質が非常に悪いという状況を引き起こします。これは、2人が同時に山に入るようなものです。一定の距離を離れると、声の大きい人は声の小さい人の声が聞こえ、声の小さい人は声の大きい人に応答しますが、声の大きい人は何も聞こえません。当然、応答はありません。
実際、携帯電話などのWi-Fi経由のインターネットアクセスは、実際に接続を確立してインターネットにアクセスする前に、3ウェイハンドシェイクのプロセスを経る必要があります。Wi-Fi信号の送信端の送信電力が非常に高く、携帯電話が信号に応答できる最大距離を超えると、Wi-Fi信号は強く、情報は受信できるものの、送信できないという状況が発生します。
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また、ドローンは画像伝送のため比較的開けた屋外を飛行しますが、ルーターのWi-Fiは一般的に障害物の多い複雑な環境で使用されるため、自宅でルーターのWi-Fi信号が10メートル程度の範囲をカバーできれば十分と考えられます。