解秘"现象级"图传方案——Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件评测
发布时间:2016-08-31
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解秘"现象级"图传方案——Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件评测
发布时间:2016-08-31
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说到图传,大家应该都不陌生,比如我们老早之前使用的模拟电视业务,就是一种图传技术,但近些年来,随着无线技术的发展,无线图传技术也得到了巨大的发展,尤其在一些需要移动中传输画面的设备,无线图传更是发挥着巨大的作用。比如拍摄祖国的壮丽山河,又比如火灾、地震、泥石流等灾害现场,我们就需要用到无人机+无线图传的方式进行画面的实时传输,对于这些应用场景,我们就不仅仅是需要只是能简单的实现图像传输的技术,我们更是对画面的清晰度、质量,传输中信号的抗干扰能力都有着极为严格的要求,因为在这之中的某些场景已经不是通过图传实现单纯性质的娱乐,而是关系到人民生命财产安全的保障,因此,一套高质量、抗干扰能力强、可以实现无线图像传输的方案的重要性不言而喻。

Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件

COFDM(编码正交频分复用)无线图像传输是目前世界最先进和最具发展潜力的调制技术,其基本原理就是将高速数据流通过串并转换,分配到传输速率较低的若干子信道中进行传输,即将频域中的一个宽带信道划分成多个重叠的子信道信号进行窄带传输。针对上文提到的问题,COFDM图传可以有效的解决两个问题,一个是移动中传输图像出现的多径干扰,另一个则是宽带传输,可以实现高质量的图像画面。最近,笔者拿到了深圳矽海达科技(Sihid)推出的一款COFDM高清数字无线图传开发套件,适合应用于目前对高清无线图传有要求的一些移动设备图传领域。

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手上的这套Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件应该不是正式的出厂包装,笔者拿到的算是比较随意的搭配,包括了:

  • 一个Sihid COFDM 2.4GHz 双天线发射机
  • FC2400A 2.4GHz 接收模块
  • 杜邦线、天线、Micro HDMI转Micro HDMI线

矽海达COFDM 2.4GHz 双天线发射机以及FC2400A 2.4GHz 接收模块都用已经用外壳包装起来,想看到内部还必须花一番功夫。

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COFDM 2.4GHz 双天线发射机

先来看看COFDM 2.4GHz 双天线发射机,铝制机身,看起来来还挺高大上的,但是正面盒子上的白色不干胶说明纸瞬间就将这产品档次拉低了。

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盒子上贴上的说明页纸标示的是前方拨码开关以及扩展接口的定义,直接贴在盒子上比较实用,无需去翻阅说明文档,不过这里还是有考虑不充分的地方,比如下边的接口,说明纸上只体现了是什么接口,但是信号定义具体到哪个管脚还是不清楚,如果说你要接一个调试串口,但是你不清楚哪个是GND、哪个是RX、TX。

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另外,COFDM 2.4GHz 双天线发射机上还包含了一个MicroSD卡接口以及一个Micro HDMI接口,前者是用于存储压缩后的编码数据,后者是可以直接连接如数码相机、运动相机等产品实时接收高清视频数据,可以说非常方便,上手就能使用。

 

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正对盒子接口后面的是两根天线的SMA接口座,与配套的天线连接也非常的方便。

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COFDM 2.4GHz 双天线发射机铝制盒子用螺丝固定,非常容易拆开,打开后可以第一眼看到内部的结构,有些意外,居然是采用了两块PCB层叠的结构。

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另外,在内置的两块PCB板也可以发现在另一款PCB上还有一个接口,推测应该是此块板卡的供电接口。

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从拆开的COFDM 2.4GHz 双天线发射机上看到,其硬件系统还是挺复杂的,COFDM 2.4GHz 双天线发射机又可以分为SEM9363高清编码调制板(也就是上图中上面一款板卡)以及D-PA2400A功率放大板(上图中下面一款板卡)。

  • SEM9363高清编码调制板

要实现图传,首选需要采集视频数据,Sihid SEM9363无线数字图传编码调制板通过MicroHDMI接口输入高清数字视频,然后通过板载的海思Hi3516A处理器做视频压缩编码,压缩后的视频信号再通过FPGA实现COFDM信道调制,者是最为关键的一步,从整个方案来说,这是矽海达图传方案的核心所在,调制后的视频信号再经过AD9363射频收发器转换为模拟信号调制发射出去。不过让笔者疑惑的是,目前在ADI官方只查到AD9361以及AD9364这两颗射频收发器,至于AD9363倒是没见到。

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另外,SEM9363高清编码调制板同时将Hi3516A处理器的调试串口、FPGA的JTAG调试口、OSD接口、控制串口、电源等信号集中到D-PA2400A功率放大板的对外接口上。

  • D-PA2400A功率放大板

    D-PA2400A功率放大板包含两路独立的射频功率放大模块,看起来比较像是Avago的MGA-22003 功率放大器,这两个功率放大模块将SEM9363A输出的射频信号进行功率放大输出,如下图所示。

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另外,从上图也能看到,其实D-PA2400A功率放大板将SEM9363调制板上的Hi3516A调试串口、FPGA JTAG调试口、OSD接口、控制串口、电源等信号都集中扩展出来了,两款板卡是通过带pin扩展座的FPC连接器连接,与此同时,SEM9363板的两个RF输出分别通过IPEX连接线接到D-PA2400A板的两个RF输入接口,D-PA2400A板上的每路功率放大模块工作参数如下:

  • 工作频率:2.400GHz ~ 2.483GHz
  • 增益:34±1dB
  • 功率输出1dB: 31dBm

 

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FC2400A 2.4GHz接收模块

看完COFDM 2.4GHz 双天线发射机,再来看下接收模块,FC2400A接收模块用一个黄色热缩管保护着,可以简单的防尘防溅水,当然,在笔者看来,也有那么点想掩饰较粗糙的硬件电路设计板吧。

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为此,笔者觉得有必要“冒天下之大不韪”把接收板拆出来看看。

事实上“去皮”后的板卡没想象的那么糟糕,电路板的布局设计还是相当精湛的。

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FC2400A下变频板将接收到的2.4GHz射频信号转换为250MHz信号,再通过信道解调模块进行COFDM解调转换为数字信号,最后通过USB接口将解调后的数字视频信号传给手机(或PC)做H.264解压播放。

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其中,FC2400A板的RF输出通过射频线连接到COFDM Demodulator模块的RF输入。另外,相信不少工程师对R820T+RTL2832U的硬件组合也是非常熟悉的,这是先前非常流行的电视棒的方案。

整个FC2400A下变频板的参数如下:

  • 工作频率:2.400GHz ~ 2.483GHz
  • 射频接口:SMA天线接口
  • 接收灵敏度:8MHz时-96±1dbm,6MHz时-97±1dbm
  • 8位参数设置开关(接收与解调参数设置)
  • Micro USB接口(USB slave),将解调后的视频接入笔记本\平板\手机等设备进行H.264解码播放。
  • 供电电压:5V

看完发射板以及接收板,我们基本了解了整个图传开发套件的硬件框图,如下所示。

 

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上电使用

说了那么多,不如实际使用看看。Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件配备的东西还是非常齐全的,基本把所需要的东西都准备好了,我们只需另外准备一个视频发送源以及可以支持H.264解码播放的终端。

这里有两点需要注意:第一,从开发套件本身的接口来看,只支持Micro HDMI的输入,所以视频源是需要最后转成Micro HDMI接口的输出;第二,支持H.264解码播放的终端可以是手机平板或者PC端,相应的,不同的终端安装的播放工具也不相同,而手机的话目前官方只提供了支持安卓系统的手机APP,另外也需要额外配备一条安卓手机MciroUSB与接收端的转接线。由于笔者手头工具欠缺,就选择了第二种播放终端PC作为输出的查看,而且PC端对于笔者目前手里现有的资源来来说比较方便。

将接收端连接PC端,此时会提示你安装驱动。

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驱动在官方提供的资料中附带,不用额外去找,很方便。

驱动安装前

驱动安装完后

在开始传输图像前还需要设置下发射端和接收端的匹配设置

发射端的设置说明

接收端的设置说明

笔者这里设置的是,发射端设置为信道5,QPSK、8MHz、双天线、实时优先;接收端设置的为信道5,8MHz。

其中接收端的信道带宽设置需要在PC端的软件上一同设置,播放器是矽海达提供的Splayer。

发射端连接的是Sony的微单的视频输入源。

开发板上电后会自动配置内置的demo,正确检测到输入源并且开始传输信号的时候如下的LED会有闪烁的提示

如果一切顺利的话会实现如下的图像传输,看起来不错。

但在实际的体验过程中,笔者算是磕磕绊绊,但是Sihid COFDM高清数字无线图传的效果是非常不错的,最后经过多次测试确实发现存在一些问题:

  • 发热问题,发射端和接收端发热有些严重,可能因为是实验板的缘故,电源还没有进一步优化
  • 发射端MicroHDMI接口问题,接插件太紧,结构过分紧凑,插拔MicroHDMI接头时容易损坏HDMI线

体验了好久,排除上述的两个问题点,Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件的图传质量效果还是非常不错的,如果你对无线高清图传有强烈的需求,不不妨可以联系矽海达做相关产品的咨询,毕竟,此次评测的开发套件只不过是完整版的冰山一角,更多的软件以及源码还是紧握在矽海达自己的手里,笔者手上拿到的资源少的可怜,另外,除了此次的开发套件,矽海达还可根据客户应用需要定制不同规格的数字高清无线图传产品,比如

  • 通过设计不同规格的PA模块可支持其它工作频段和射频功率;
  • 可更改现有设计增加其它视频输入输出处理接口,如发射端AV输入、USB输入、SDI输入,接收端HDMI输出、SDI输出等;
  • IP协议方式低延时远距离宽带数据传输等。

如果对这方面感兴趣或者有需求的工程师可千万别错过了,另外,在爱板网商城也上架了Sihid COFDM高清数字无线图传开发套件,分别为2800RMB的功能测试板以及68000RMB的开放设计板,其中开放设计板包含了全套的开发资料,有兴趣的可以去看看。

原创申明:本文为爱板网原创,谢绝转载!

 

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讨论 (4)

讨论区
志国 ·  2016-11-20
mido ·  2016-09-02
月光9850 ·  2016-09-05

@mido:这个有试用吗

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shawn4com ·  2016-09-01
llllvvvv ·  2016-08-31