无线信道像传输系统设计

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0 引言

在某红外图像传输系统中，存在多信道通信状况，需将红外图像及其他信息通过空中信道传回指控平台，以进行战场状态评估、目标选择和控制指令的发送。在战时的无线信道中总是存在着噪声、干扰、多径衰落等各种影响，这就要求传输系统设计时既要采用有效的数据压缩方法来降低传输码率，尽量节省传输信道带宽，同时又要引入差错控制方式来抵制信道噪声的干扰。

本文考虑了系统的综合要求：系统容量、作用距离、收发时延及算法实现复杂度，采用了8倍图像压缩、RS编码加交织的方式进行了无线链路的设计，采用大规模FPGA完成发送端及接收端的算法实现，并通过试验验证设计指标满足系统要求。

1 无线信道图像传输系统设计

1．1 系统特点

系统容量有限实际使用环境中图像发送端和接收端都处于空中平台中，考虑系统中有多个数据流通信，图像实际使用带宽过大，一方面影响整个系统容量，另外会带来接收端诸多问题，为满足实际工程应用，必须控制每组信道的使用带宽，故而需将图像压缩后传输。

实时性由于图像发送和接收的实时性要求高，使用体积有限，故而选择的图像压缩和解压缩算法必须高效、易于实现，同时时延小。

高保真图像显示由于接收端需要对图像进行分辨从而做出正确的选择，因而图像压缩算法必须选用高保真的压缩算法。

干扰信道环境使用环境为战时复杂的电磁环境，信道中存在着各种噪声、突发干扰和随机干扰。

1．2 系统方案

由于系统容量要求，采用频分体制完成多个信道的同时工作，同时将红外图像压缩后传输以减小每个信道使用带宽。

考虑到使用环境的体积有限，实时性及高保真要求，选择多分辨率重采样图像压缩算法解决方案，压缩采用硬件实现，解压缩使用软件在计算机内处理后显示。

由于实际信道存在突发干扰和随机干扰，而压缩后的图像数据非常敏感，一个误码就能导致一帧数据的重放失败，影响接收端使用，故必须使用纠错编码来抵制信道中的干扰。选择纠错编码不仅需考虑面临的干扰形式还必须考虑编解码实现的难易度、效率、时延。通过对比和仿真，采用战术数据链中通用的RS编码并进行交织以提高系统抗干扰能力。同时选择合适的发送天线，合理分配各组件增益，根据系统使用需求，使用控制电路完成对发射信号的发送控制。无线信道图像传输系统原理框图见图1。