基于无线信道图像传输系统设计的分析与研究

太原理工大学信息工程学院 山西 太原 030024

通常情况下，有些红外图像传输系统中具备了各种信道通信状况，实际中必须利用空中信道将红外图像及其他信息传回至指控平台中，从而及时有效传输战场状态评估、目标确立以及控制指令。我们常常会从战时的无线信道中看到一些干扰、多径衰落等不良情况，因此，在设计传输系统过程中应充分考虑两方面的事项：一方面是通过实效性高的数据压缩方法以适当的减小传输码率，实现传输信道带宽的合理节省，另一方面是充分运用差错控制方式以应对信道噪声带来的各种干扰。

1.无线信道图像传输系统设计

1.1 系统基本特征

具体体现在：系统容量的局限性；使用过程中，图像的发送端与接收端均同时保持在空中平台中，由于系统内部存在各种数据流通信，所以，图像使用过程中的带宽较大，这不仅会对系统的总体容量造成一定的影响，而且还会引起接收端各类问题的发生，为了提高其实际应用效率，应对每组信道的使用带宽予以合理控制，所以，要先把图像压缩后再进行传输。

实时性特征；图像无论是发送还是接收均有着较高的实时性要求，并且，使用体积也十分的有限，所以，应明确科学合理、高效、时延小的图像压缩和解压缩算法。

干扰信道环境；当处于战时复杂的电磁环境下，信道中就会出现诸多的噪声、突发干扰和随机干扰现象。

1.2 发送端与接收端设计

首先是发送端；具体涵盖了天线、综合基带、发射机三个环节内容。其中，综合基带属于核心部件，主要任务是进行图像数据的采集、压缩、编码、交织工作，基于状态数据实施采集与编码，进行传送数据的组帧输出，对发射信号的发送进行科学合理控制。在功能消耗、体积以及具体的耗费资源基础上，明确相应规模的FP—GA 对全部信号进行及时有效处理。发射机的任务是进行数据的调制和放大输出。天线的任务是对微波信号的辐射提供保障。

其次是接收端；具体涵盖了接收处理组件、接收天线、信号处理机。其中，接收处理组件主要任务是对数据进行接收、存盘、图像数据的提取、解压缩与显示和状态数据的提取与显示。对于解压缩，应通过软件来满足，将解压缩软件融入到指控平台接收端的接收软件中，这样不仅能够对信号的及时接收，而且还使得压缩图像的解码与实时显示目的得以实现。

1.3 信源信道联合编解码技术

实际中，因红外导引头的图像格式并非规范化的视频图像格式，一些常用的视频图像压缩标准与其不相符；红外导引头的图像存在着目标形状变化快的特征，采用帧间压缩方式不合理；并且，由于弹上的应用环境较为特殊，所以，要求选择的压缩算法要达到体积与功耗小、硬件实现简单的目标，结合具体的应用环境，它的压缩与解压缩算法还应有着较高的实时性，所以，实际中我们应通过多分辨率重采样图像压缩算法来适当的压缩图像数据。按照压缩后所呈现出的图像比特数，可把全帧数据划分成诸多个子帧，并且还要针对各子帧实施RS 编码，最后，再把全部子帧做一番交织，从而防止因信道突发干扰而影响到传输信息。如果接收端使用软件对RS 码解码，那么，就会进一步加大时延，所以，在成图像数据的解交织、译码和状态数据的译码过程中应采用硬件来完成，在图像数据的解压缩和图像显示中应采用软件来实际完成。

图1

图2

2.验证结果

为了对系统设计的可靠性加以准确验证，在实验室中详细获悉了实时时延，在室外进行相关的试验验证，得知了具体的作用距离。图1是实验室中的时延测试框图，图2是室外验证试验框图。

实际中能够准确的计算出最大的空间传输时延，通过衰减器把发送端和接收端两者有机的相连，只要对发送端与接收端的图像数据起始端的信号差进行一番精确的测试就能够获悉系统的时延。为了实现这一任务，综合基带和信号处理机均有一个专门的状态信号，分别代表的是发送端接收到图像数据时的状态以及接收端接收图像数据时的状态，可将这两个状态信号直接放置于示波器中，在两路输入过程中，示波器主要通过触发状态采集，两路信号最终的时间差与最大空间传输时延间的总和就是系统的时延，能够将系统的实时性全面的体现。

一番详细测试后得出，时延达到了系统实际要求。在室外验证试验中，以双天线接收为接收天线，具有17dB 的增益效果，选择分集合成接收机，发射系统天线前端位置处应采用衰减器。实际收发两地距离达到了9.1 千米，如果衰减器处于54dB 中，那么，就保障了接收端图像和同步信号的正常性。55dB 中，图像呈现出了马赛克情况，同步显示正常。并且通过测试，实际作用距离与系统提出的作用距离要求完全一致。

3.结语

综上所述可知，根据系统的基本要求，利用多频点传输有效处理多信道并存问题，明确相应的收发天线类型，采用有效措施保障了图像的顺利传输，经过测试，作用距离和时延均与系统要求相一致，所以，设计是合理可靠的。

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