無人機刺殺總統(tǒng)案技術(shù)剖析：無人機圖傳技術(shù)

8月5日消息，委內(nèi)瑞拉新聞和通信部長羅德里格斯4日說，當天在首都加拉加斯舉行的一場活動中發(fā)生針對總統(tǒng)馬杜羅的無人機襲擊，馬杜羅安然無恙。

另據(jù)CBSNEWS消息稱，委內(nèi)瑞拉信息部長表示，幾枚類似炸彈的無人機裝置在總統(tǒng)附近引爆。目前，馬杜羅安然無恙，但有7人受傷。

據(jù)海外網(wǎng)援引今日俄羅斯消息，此次爆炸事件是一場針對馬杜羅的“暗殺行動”，炸彈可能是由一架裝滿C-4炸藥的無人機投放?，F(xiàn)場至少發(fā)生了兩起爆炸。

委內(nèi)瑞拉內(nèi)政部之后也證實，一架載有爆炸物的無人機，欲對總統(tǒng)馬杜羅展開“暗殺行動” ，但最終失敗。

委內(nèi)瑞拉國家電視臺直播記錄下了全部過程:

當時，馬杜羅正在為慶祝委內(nèi)瑞拉國民警衛(wèi)隊成立81周年在廣場發(fā)表講話，他的面前是整齊列隊的閱兵隊伍。

在演講過程中，馬杜羅突然停了下來，朝上看去，明顯事有不對。

馬杜羅突然中止演講朝上看去，旁邊是他的夫人

之后，只聽兩次爆炸巨響，原本整齊列陣的士兵，如流水般不顧一切狂奔逃生。

原本整齊列陣的士兵四散潰去

根據(jù)Twitter上分享的圖像顯示，馬杜羅周圍的軍官在護送他離開現(xiàn)場時，似乎豎起了黑色的防彈屏障。

警衛(wèi)人員在馬杜羅周圍豎起黑色防彈屏障

護送馬杜羅離開現(xiàn)場

“下午5點41分正，我們聽到幾聲爆炸聲，“羅德里格斯在事件發(fā)生幾分鐘后在面向委內(nèi)瑞拉全國播放的現(xiàn)場演講中說道：“調(diào)查清楚地表明，這次襲擊來自攜帶爆炸物的無人機裝置。”

這個應(yīng)該是史上第一次無人機刺殺總統(tǒng)事件。

對于無人機系統(tǒng)來說飛控及圖傳應(yīng)該是兩個最重要的部分，此次刺殺差點得手，圖傳起到了關(guān)鍵作用，刺客可以在很遠的距離通過圖傳來操控無人機，完成攻擊。

下面我們就無人機的圖傳部分做一個簡要剖析(主要以大疆為例)：

無線圖傳，是無人機最重要的其中一項技術(shù)，它的好壞決定了飛行距離、圖像實時傳輸質(zhì)量以及傳輸延時等。

在比較無人機圖傳技術(shù)前，我們先用形象的方式介紹幾個名詞：

信道：通信系統(tǒng)中傳輸?shù)耐ǖ?，好比是高架橋?/p>

信源：信源是產(chǎn)生各類信息的實體，好比是載滿水泥的大卡車。

編碼：好比是快遞與打包，為了傳輸過程中有無損壞。

擴頻：是一種信息處理改善傳輸性能的技術(shù)，好比是八路，隱蔽性高、抗干擾能力強。

調(diào)制：好比是新的交通工具，減少傳遞步驟。

具體來說，圖傳就是要把一個東西準確、快速的從一個地方傳遞到另一個地方，要抗干擾，還要抓重點。所以信源和信道就要改善，關(guān)于信道技術(shù)就是抓重點的基礎(chǔ)，比如目前常見的H.264/265等壓縮技術(shù)，簡單地說就是把圖片的重點壓縮，抓住重點傳輸。信道編碼就是為了減少碼元數(shù)率，減少帶寬占用，因為傳輸跟帶寬有關(guān)系，抓住重點可以避免浪費功率。

主要的信道編碼方式：

1、OFDM

在技術(shù)上，目前很多無人機喜歡用的傳輸技術(shù)為OFDM，是多載波調(diào)制的一種，該技術(shù)更適合于高速數(shù)據(jù)的傳輸，OFDM有很多優(yōu)勢，比如在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù)、能夠?qū)诡l率選擇性衰落或窄帶干擾等等。

但是，OFDM也有缺點：

.載波頻率偏移

.對相位噪聲和載波頻偏十分敏感

.峰均比比較高

所以把這三個缺陷瓶頸解決掉才是完美的技術(shù)。

2、WIFI

除了OFDM之外，很多廠家也都在使用WiFi技術(shù)，可能WiFi說出來讓人感覺很低端，其實不是這樣的，WiFi技術(shù)也在不停的進步。

WiFi傳輸是具有高性價比的無人機圖傳使用最廣泛的技術(shù)，但是因為WiFi在技術(shù)上有很多限定，且不可修改的，并且很多廠家都是拿來方案直接搭建，所以其缺點也十分突出：比如芯片設(shè)計成什么格式就是什么格式的，無法修改，技術(shù)比較固化；干擾管理策略實時性不強；信道利用率比較低等等。

另外WiFi傳輸還有跟物理層的銜接不緊密的缺點，導(dǎo)致反應(yīng)不迅速，傳輸時延較大，最多有秒級的時延。

在FPV模式下更需要低時延才行

說到時延，端到端的時延主要有以下幾個方面：

高層組包時延

高層到物理層的時延

時隙資源分配機制導(dǎo)致的時延

傳播的時延

物理層處理時延，解調(diào)解碼等

高層處理時延

這兩種圖傳方式應(yīng)該是目前無人機圖傳的主流。

其實總體來說，無人機遠距離傳輸其實就是距離和功耗之間的平衡，其中還涉及了很多調(diào)制技術(shù)，比如用擴頻來提高抗干擾能力、信道信源技術(shù)的優(yōu)化等等。大疆以前是使用的WiFi技術(shù)，現(xiàn)在用的是軟件無線電SDR，軟件無線電其實只是一個概念，其實里面的技術(shù)還是OFDM傳輸技術(shù)，它也不比WiFi高明太多，只不過大疆自己優(yōu)化了系統(tǒng)，更適合它的無人機，所以7公里圖傳雖然聽上去特別牛，其實是功耗和距離平衡之間的傳輸以及傳輸技術(shù)的調(diào)制掌握的比較好。

無線圖傳主要有 1.2GHz、2.4GHz 以及 5.8GHz 這三個頻段，其中 2.4GHz 這一頻段如今已經(jīng)非常擁擠了，Wi-Fi（802.11ac 以外）、藍牙、無線鼠標都集中在這一頻段區(qū)域工作，而 1.2GHz 這一頻段在世界上大多數(shù)地方屬于管制頻段，5.8GHz 頻段這一頻段目前干擾非常少。因此，如今無人機無線圖傳大多在 2.4GHz 頻段以及 5.8GHz 的頻段工作。

眾多數(shù)據(jù)表明 5.8GHz 頻段無線數(shù)據(jù)傳輸性能要優(yōu)于 2.4GHz，但實際上無線電的波長越高，波長會越短，雖擁有更強的穿透力，但實際的繞射能力越差 – 換句話說，在其它客觀因素相同的條件下，5.8GHz 頻段圖傳技術(shù)在空間上的物理阻擋傳輸能力比不上 2.4GHz 頻段。

聊到無人機無線圖傳技術(shù)，就難免會聊到大疆。以 Mavic Air 為例，大疆為其采用的是增強型 Wi-Fi 圖傳技術(shù)，支持 2.4GHz 以及 5.8GHz 兩個頻段，為降低信號干擾，大疆還特地將天線塞進前側(cè)左旋翼下。官方稱其圖傳技術(shù)能在 FCC 標準模式下實現(xiàn)最遠 4km 的 720p 分辨率實時圖傳，在 CE 標準模式下則最遠達 2km。

當然，這里說的 W-Fi 圖傳技術(shù)跟我曾經(jīng)玩過的 Xiro 零度 Xplorer Mini、最近接觸的 Tello，甚至是大疆的 Spark 這類可直接在手機上操控的 Wi-Fi 無人機不太相同，這里指的是無人機與遙控器進行無線通信傳輸圖像的技術(shù)。

Wi-Fi 圖傳技術(shù)走的是普通 Wi-Fi 的 TCP/IP 協(xié)議，TCP/IP 協(xié)議的雙向握手機制理論上容易導(dǎo)致 Wi-Fi 圖傳或多或少的延遲。另外，當遙控器與無人機暫時失聯(lián)后重新配對時，Wi-Fi 傳輸技術(shù)需要重新握手重連，花費的時間也稍長些。

除了 Wi-Fi 圖傳技術(shù)外，大疆還開發(fā)過一個名為 Lightbridge 的圖傳技術(shù)，它被運用在 Phantom 精靈 4 系列中，其中 Pro 版本支持 2.4GHz 頻段同時還支持 5.8GHz 頻段，傳輸距離最高可達 7km，圖傳延時在 220ms。

Lightbridge 圖傳技術(shù)采用的是單向圖像傳輸?shù)男问?，?shù)據(jù)的傳輸無需終端之間「握手」確認，大大提升了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?。也正因如此，Lightbridge 圖傳技術(shù)的斷連能力與效率也比 Wi-Fi 圖傳要高。

從原理上看，Lightbridge 圖傳技術(shù)似乎并不比 Wi-Fi 圖傳技術(shù)復(fù)雜，理論上造價也不會比 Wi-Fi 貴太多，但為什么不進一步推廣 Lightbridge 技術(shù)呢？其實這一問題不在 Lightbridge 本身而在 Wi-Fi 技術(shù)，因為如今整個電子業(yè)的 Wi-Fi 芯片使用范圍非常廣、需求非常大，與只針對無人機市場的 Lightbridge 技術(shù)完全不在同一水平上，整個電子業(yè)的供需關(guān)系造成了 Wi-Fi 擁有更低的生產(chǎn)成本。