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1、基于无线网络的机载数字视频遥测传输技术第25卷第2期2010年3月海军航空工程学院JournalofNavalAeronauticalandAstronauticalUniversity,,bI_25No.2Mar.2010文章编号:1673—1522(2010)02—0189-05基于无线网络的机载数字视频遥测传输技术张鲁滨,胡晋铭,范秉宇,李宏(1.海军驻阎良地区航空军事代表室;2.中国飞行试验研究院,西安710089)摘要:针对目前飞行试验视频遥测传输中遇到的遥测频带资源有限,传输视频路数少,数据保密性差等技术问题进行了分析,提出利用单向无线网络进
2、行数字视频遥测传输的技术优势,分析飞行试验单向无线网络数据传输中网络通信协议,主张采用H.264视频压缩技术进行飞行试验图像数据遥测传输的优势技术,对在无线环境下视频传输需要解决的压缩数据编码问题,采用分级编码技术和误码掩盖技术;结合飞行试验对研究结果进行了技术验证,对试验方法和结果进行了说明.关键词:飞行试验;遥测传输;无线网络;图像编码中图分类号:V217~.22文献标志码:A0引言飞行试验是在真实飞行环境下进行的各种试验,存在着极大的风险,需要进行实时遥测监控.由于视频信息能以直观,准确的形式显示飞机内部各系统的工作情况,特别是飞机平显和告警板画面
3、能给技术人员和地面指挥员提供更加友好的视觉效果,对保证飞行安全,提高试飞效率具有其他形式所不可替代的作用.因此,试飞测试视频信息的实时遥测监控成为确保现代飞机试飞安全,缩短试飞数据处理周期的有效手段之一,在国内外飞行试验中起着重要的作用.近年来,飞机视频数据的采集与实时遥测传输逐渐成为各型号试飞的基本要求,广泛应用于新型号试飞任务中.目前国内在飞行试验,靶场靶试和无人机侦察中视频画面的遥测传输监控采用对模拟CCIR标准视频信号进行FM直接调制后无线传输,遥测的实际上是模拟信号,相比数字信号的PCM遥测传输,有很大的缺点:一是抗干扰能力差;二是传输带宽大,
4、紧张的频点资源利用率低,目前飞行试验一架飞机只能监测一路视频信号;三是现行传输体制不便于保密.同时由于遥测传输的是模拟制式视频,受CCIR视频信号6MHz带宽的限制,没有扩充的余地,无法满足目前在试新型号和未来型号试飞中,对高分收稿日期:2009.09.03;修回日期:2010.01.17作者简介:张鲁滨(1961一),男,高工,大学.辨率带宽高达100MHz以上的多功能平显信号的实时遥测需求.…飞行试验对多目标的视频遥测目前采用的是频分体制,即对多个目标分配不同的射频点频.为防止多个频率信号互相干扰,通常相邻点频之间必须留有足够的保护间隔,随着飞行目标
5、数的增加,需要占用的射频带宽成正比急剧增加.国际电联分配给遥测用s频段频率范围是22002400MHz,按照现有的频率划分体制,只能提供不超过8个PCM遥测频率点,不超过4个视频遥测频点使用.采用频分体制不仅在有限的频带内可支持的目标数有限,同时给飞行试验射频资源的合理分配带来极大困难.由于飞行任务多,遥测频率已成为多架飞机数据和视频实时监控的制约瓶颈.目前的遥测体制,难以满足未来型号联合试飞多架次,每架次多路视频的遥测监控需要.近年来无线网络的发展和广泛应用,受到飞行试验遥测传输界的重视.国际遥测年会(ITC)从2003'年开始,专门设了一个IEEE8
6、02.11的专题.A380等大型飞机机载航空总线采用了AFDX的网络总线,机载测试系统也通过网络进行联网和数据采集.飞行试验机载测试系统,地面数据处理系统均已朝网络化方向发展,机载测试数据和视频图像到地面的网络化传输,成为必然趋势.在网络化数据系统架构中,机载遥测是整个网络中的一个节点,190?海军航空工程学院第25卷该节点应能完成传统PCM,视频,1553B总线等数,据流记录功能外,并能以网络方式遥测传输其他节点采集的数据及状态,具有数据帧结构灵活的特点,减少了传统的PCM遥测传输需要对网络数据重新编码和视频FM调制等环节,可节省大量专用测试设备.[2
7、-5]为了在有限的无线网络带宽上实现多路数字视频的实时遥测传输,满足飞行试验遥测监控对实时性和视频质量的技术要求,需要解决以下几方面的技术问题.1无线局域网的单向传输发送的实现目前飞行试验遥测设备是单向传输的,并不支持数据的双向传输,实际飞行试验遥测数据传输,也是从机载到地面的单向传输.而无线网是双向的,即使是UDP方式,至少接收方要向发送方提交发送数据请求和收到数据的情况信息,实际上也是双向的.在物理链路不支持双向传输的情况下,要实现真正的单向传输,必须对UDP协议进行相应的修改,形成新的协议,实现预定的远距离单向传输目标.作为单工系统的发送方,要把原
8、有系统的接收功能给去掉,这时可能采取的方法有:1)在硬件层把接收到的包丢掉;2)
