無(wú)人機(jī)刺殺總統(tǒng)案技術(shù)剖析：無(wú)人機(jī)圖傳技術(shù)

8月5日消息，委內(nèi)瑞拉新聞和通信部長(zhǎng)羅德里格斯4日說(shuō)，當(dāng)天在首都加拉加斯舉行的一場(chǎng)活動(dòng)中發(fā)生針對(duì)總統(tǒng)馬杜羅的無(wú)人機(jī)襲擊，馬杜羅安然無(wú)恙。

另?yè)?jù)CBSNEWS消息稱，委內(nèi)瑞拉信息部長(zhǎng)表示，幾枚類似炸彈的無(wú)人機(jī)裝置在總統(tǒng)附近引爆。目前，馬杜羅安然無(wú)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(chǎng)針對(duì)馬杜羅的“暗殺行動(dòng)”，炸彈可能是由一架裝滿C-4炸藥的無(wú)人機(jī)投放?，F(xiàn)場(chǎng)至少發(fā)生了兩起爆炸。

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

委內(nèi)瑞拉國(guó)家電視臺(tái)直播記錄下了全部過(guò)程:

當(dāng)時(shí)，馬杜羅正在為慶祝委內(nèi)瑞拉國(guó)民警衛(wèi)隊(duì)成立81周年在廣場(chǎng)發(fā)表講話，他的面前是整齊列隊(duì)的閱兵隊(duì)伍。

在演講過(guò)程中，馬杜羅突然停了下來(lái)，朝上看去，明顯事有不對(duì)。

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(hù)送他離開現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，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(hù)送馬杜羅離開現(xiàn)場(chǎng)

“下午5點(diǎn)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(guó)播放的現(xiàn)場(chǎng)演講中說(shuō)道：“調(diào)查清楚地表明，這次襲擊來(lái)自攜帶爆炸物的無(wú)人機(jī)裝置。”

這個(gè)應(yīng)該是史上第一次無(wú)人機(jī)刺殺總統(tǒng)事件。

對(duì)于無(wú)人機(jī)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)飛控及圖傳應(yīng)該是兩個(gè)最重要的部分，此次刺殺差點(diǎn)得手，圖傳起到了關(guān)鍵作用，刺客可以在很遠(yuǎn)的距離通過(guò)圖傳來(lái)操控?zé)o人機(jī)，完成攻擊。

下面我們就無(wú)人機(jī)的圖傳部分做一個(gè)簡(jiǎn)要剖析(主要以大疆為例)：

無(wú)線圖傳，是無(wú)人機(jī)最重要的其中一項(xiàng)技術(shù)，它的好壞決定了飛行距離、圖像實(shí)時(shí)傳輸質(zhì)量以及傳輸延時(shí)等。

在比較無(wú)人機(jī)圖傳技術(shù)前，我們先用形象的方式介紹幾個(gè)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(shí)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(guò)程中有無(wú)損壞。

擴(kuò)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(qiáng)。

調(diào)制：好比是新的交通工具，減少傳遞步驟。

具體來(lái)說(shuō)，圖傳就是要把一個(gè)東西準(zhǔn)確、快速的從一個(gè)地方傳遞到另一個(gè)地方，要抗干擾，還要抓重點(diǎn)。所以信源和信道就要改善，關(guān)于信道技術(shù)就是抓重點(diǎn)的基礎(chǔ)，比如目前常見的H.264/265等壓縮技術(shù)，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是把圖片的重點(diǎn)壓縮，抓住重點(diǎn)傳輸。信道編碼就是為了減少碼元數(shù)率，減少帶寬占用，因?yàn)閭鬏敻鷰捰嘘P(guān)系，抓住重點(diǎn)可以避免浪費(fèi)功率。

主要的信道編碼方式：

1、OFDM

在技術(shù)上，目前很多無(wú)人機(jī)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(shì)，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(diǎn)：

.載波頻率偏移

.對(duì)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(gè)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(shuō)出來(lái)讓人感覺很低端，其實(shí)不是這樣的，WiFi技術(shù)也在不停的進(jìn)步。

WiFi傳輸是具有高性價(jià)比的無(wú)人機(jī)圖傳使用最廣泛的技術(shù)，但是因?yàn)閃iFi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(lái)方案直接搭建，所以其缺點(diǎn)也十分突出：比如芯片設(shè)計(jì)成什么格式就是什么格式的，無(wú)法修改，技術(shù)比較固化；干擾管理策略實(shí)時(shí)性不強(qiáng)；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(diǎn)，導(dǎo)致反應(yīng)不迅速，傳輸時(shí)延較大，最多有秒級(jí)的時(shí)延。

在FPV模式下更需要低時(shí)延才行

說(shuō)到時(shí)延，端到端的時(shí)延主要有以下幾個(gè)方面：

高層組包時(shí)延

高層到物理層的時(shí)延

時(shí)隙資源分配機(jī)制導(dǎo)致的時(shí)延

傳播的時(shí)延

物理層處理時(shí)延，解調(diào)解碼等

高層處理時(shí)延

這兩種圖傳方式應(yīng)該是目前無(wú)人機(jī)圖傳的主流。

其實(shí)總體來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)距離傳輸其實(shí)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(kuò)頻來(lái)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(wú)線電SDR，軟件無(wú)線電其實(shí)只是一個(gè)概念，其實(shí)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(guò)大疆自己優(yōu)化了系統(tǒng)，更適合它的無(wú)人機(jī)，所以7公里圖傳雖然聽上去特別牛，其實(shí)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(wú)線圖傳主要有 1.2GHz、2.4GHz 以及 5.8GHz 這三個(gè)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(lán)牙、無(wú)線鼠標(biāo)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(wú)人機(jī)無(wú)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(wú)線數(shù)據(jù)傳輸性能要優(yōu)于 2.4GHz，但實(shí)際上無(wú)線電的波長(zhǎng)越高，波長(zhǎng)會(huì)越短，雖擁有更強(qiáng)的穿透力，但實(shí)際的繞射能力越差 – 換句話說(shuō)，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(wú)人機(jī)無(wú)線圖傳技術(shù)，就難免會(huì)聊到大疆。以 Mavic Air 為例，大疆為其采用的是增強(qiáng)型 Wi-Fi 圖傳技術(shù)，支持 2.4GHz 以及 5.8GHz 兩個(gè)頻段，為降低信號(hào)干擾，大疆還特地將天線塞進(jìn)前側(cè)左旋翼下。官方稱其圖傳技術(shù)能在 FCC 標(biāo)準(zhǔn)模式下實(shí)現(xiàn)最遠(yuǎn) 4km 的 720p 分辨率實(shí)時(shí)圖傳，在 CE 標(biāo)準(zhǔn)模式下則最遠(yuǎn)達(dá) 2km。

當(dāng)然，這里說(shuō)的 W-Fi 圖傳技術(shù)跟我曾經(jīng)玩過(guò)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(jī)上操控的 Wi-Fi 無(wú)人機(jī)不太相同，這里指的是無(wú)人機(jī)與遙控器進(jìn)行無(wú)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(jī)制理論上容易導(dǎo)致 Wi-Fi 圖傳或多或少的延遲。另外，當(dāng)遙控器與無(wú)人機(jī)暫時(shí)失聯(lián)后重新配對(duì)時(shí)，Wi-Fi 傳輸技術(shù)需要重新握手重連，花費(fèi)的時(shí)間也稍長(zhǎng)些。

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

Lightbridge 圖傳技術(shù)采用的是單向圖像傳輸?shù)男问剑瑪?shù)據(jù)的傳輸無(wú)需終端之間「握手」確認(rèn)，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(jià)也不會(huì)比 Wi-Fi 貴太多，但為什么不進(jìn)一步推廣 Lightbridge 技術(shù)呢？其實(shí)這一問(wèn)題不在 Lightbridge 本身而在 Wi-Fi 技術(shù)，因?yàn)槿缃裾麄€(gè)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(duì)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的 Lightbridge 技術(shù)完全不在同一水平上，整個(gè)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。