一種無線視頻傳輸系統的製作方法
2023-12-08 20:40:02 2
本實用新型涉及無線通信與媒體技術，尤其涉及一種無線視頻傳輸系統。
背景技術：
自OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復用技術)通信技術發展以來，在諸多通信系統中得到了採用。OFDM通信技術具有很好的抗多徑幹擾特性、低複雜度特性、高頻譜利用率特性，由於其優良的特性廣泛應用於無線通信領域。此外，音視頻媒體處理、編解碼等算法也得到了飛速發展，無線視頻應用越來越廣泛，市場對無線視頻傳輸系統的圖像質量、延遲、距離均有越來越嚴苛的要求，其在數字音頻和視頻傳輸系統、無人機等領域均有廣泛的應用。因此，研究無線視頻傳輸系統是十分必要和重要的。
在現有的無線視頻傳輸系統中，常採用音視頻編碼加OFDM/COFDM調製的傳輸方案結構，通常是H.264/AVC的視頻編解碼方案，AAC的音頻編解碼方案。除此之外，為滿足特定需要，還需配備音視頻採集模塊，圖像聲音顯示播放模塊，射頻信號處理模塊等。現有技術方案通常存在傳輸距離有限，延遲較大，質量不穩定等應用缺陷。攝像頭，編碼器等模塊均會造成一定的延遲，且多模塊晶片之間的連接，由於設計上的不合理，會導致增加延遲，質量變差，對傳輸距離大打折扣，影響傳輸性能，為達到同等距離的無線傳輸目標，需要降低傳輸數據量，或者加大發射功率來實現，該類技術方案面對零延時，或者遠距離傳輸需求時都存在能力不足的問題。
因此，迫切需要研究一種可實現零延時或遠距離傳輸的無線視頻收發系統。
技術實現要素：
基於上述情況，為克服現有無線視頻傳輸系統技術方案中存在的缺陷，本實用新型的目的之一，在於提供一種可實現零延時或遠距離傳輸的無線視頻傳輸系統。
一種無線視頻傳輸系統，包括無線視頻發射子系統、發射天線、接收天線、無線視頻接收子系統；所述無線視頻發射子系統包括順次電性連接的音視頻採集模塊、音視頻編碼模塊、OFDM調製模塊、第一射頻模塊和功率放大PA模塊；所述功率放大PA模塊與發射天線電性連接所述無線視頻接收子系統包括順次電性連接的第二射頻模塊、OFDM解調模塊、音視頻解碼模塊、音視頻顯示播放模塊；所述第二射頻模塊與接收天線電性連接；所述發射天線與接收天線無線通信連接。
進一步的，所述音視頻採集模塊由採集設備與音視頻採集處理晶片構成，所述採集設備輸出信號接口為HDMI；所述音視頻採集模塊的輸出端與音視頻編碼模塊的輸入端相連接。
更進一步的，所述音視頻編碼模塊由SoC晶片構成，所述音視頻編碼模塊輸出端與OFDM調製模塊的輸入端相連接；
具體的，所述OFDM調製模塊由modulator晶片構成，所述OFDM調製模塊輸出端與射頻模塊輸入端相連接。
作為一種改進，所述第一射頻模塊由DAC晶片及mixer晶片構成，所述第一射頻模塊輸出端接入功率放大器PA的輸入端，所述功率放大器PA輸出端連接於發射天線。
作為進一步改進，所述第二射頻模塊由LNA晶片、ADC晶片及tuner晶片構成，所述第二射頻模塊的輸入端與接收天線連接，所述第二射頻模塊的輸出端與OFDM解調模塊的輸入端連接。
作為一種改進，所述OFDM解調模塊由demodulator晶片構成，所述OFDM解調模塊輸出端與音視頻解碼模塊輸入端相連接；所述音視頻解碼模塊由SoC晶片構成，所述音視頻解碼模塊輸出端與音視頻顯示播放模塊輸入端相連接。
進一步的，所述發射天線和接收天線採用高增益玻璃鋼全向天線。
具體的，所述音視頻顯示播放模塊由液晶顯示器構成，完成音視頻的播放顯示。
更進一步的，所述採集設備選取支持HDMI信號輸出，1080P30視頻格式，48kHz音頻採樣的高清運動相機。
本實用新型提出一種無線視頻傳輸系統，包括無線視頻發射子系統、發射天線、接收天線、無線視頻接收子系統；其中無線視頻發射子系統包括順次電性連接的音視頻採集模塊、音視頻編碼模塊、OFDM調製模塊、第一射頻模塊和功率放大PA模塊；其中無線視頻接收子系統包括順次電性連接的第二射頻模塊、OFDM解調模塊、音視頻解碼模塊、音視頻顯示播放模塊；本實用新型通過對無線視頻傳輸系統的不同架構設計，採用視頻採集加OFDM傳輸的方案實現零延時的傳輸需求，採用視頻採集加H.265/HEVC與AAC視音頻編解碼加OFDM傳輸的方案實現遠距離的傳輸需求，以解決現有無線視頻傳輸系統的不足，克服其傳輸距離短，傳輸延遲大的缺陷。
附圖說明
圖1為本實用新型一種無線視頻傳輸系統整體結構示意框圖；
圖2為本實用新型一種無線視頻傳輸系統的模塊結構示意框圖。
具體實施方式
為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清晰，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
如圖1所示的本實用新型一種無線視頻傳輸系統，包括無線視頻發射子系統10、發射天線20、接收天線30、無線視頻接收子系統40；如圖2所示，其中所示無線視頻發射子系統由音視頻採集模塊11、音視頻編碼模塊12、OFDM調製模塊13、第一射頻模塊14、功率放大PA模塊15組成；其中所示無線視頻接收子系統由第二射頻模塊41、OFDM解調模塊42、音視頻解碼模塊43、音視頻顯示播放模塊44構成。
本實施例中，以滿足遠距離傳輸需求為目標，音視頻採集模塊11，選取支持HDMI信號輸出，1080P30視頻格式，48kHz音頻採樣的高清運動相機，音視頻採集處理晶片選用ADV7611，用於接收攝像機輸出的HDMI數據信號，完成音頻、視頻圖像採集數據的接收，並將視頻圖像轉換成BT1120數字視頻信號傳輸標準協議格式輸出，音頻由I2S協議格式輸出，其輸出端與音視頻編碼模塊12的輸入端相連接。
音視頻編碼模塊12，由SoC(System on Chip，片上系統)晶片構成，為實現進一步降低碼率，保證圖像質量，以便提升傳輸距離，選用H.265/HEVC視頻編碼以及AAC音頻編碼，實現數據流的壓縮處理。本實施例中，選用華為海思Hi3516A晶片，該SoC晶片內置linux系統內核，支持多路H.265編碼壓縮，可註冊多個音頻編碼器，通過BT1120接口以及I2S接口完成視音頻數據的接收，通過SDK實現編碼壓縮，並參照ISO/IEC 13818-1標準打包復用為TS流格式，由USB接口輸出。
OFDM調製模塊13與第一射頻模塊14由transmitter(發射，含調製modulator，數模轉換DAC，上變頻mixer)晶片構成，完成數字調製，數模轉換以及載波調製，上變頻到所需工作頻率轉變成射頻RF信號，該模塊輸出端接入功率放大器PA模塊15，功率放大器PA模塊15輸出端連接於發射天線發射20。本實施例中，選用聯陽ITE的IT951X系列發射晶片，以IT9517為例，內部集成調製，數模轉換以及低通濾波與上變頻功能，可直接輸出射頻RF信號，該晶片支持TS流格式傳輸，支持USB傳輸接口。本實施例中，由IT9517晶片通過USB接口接收來自Hi3516A USB埠輸出的TS格式音視頻流，射頻工作頻率調至490MHz，帶寬調至8MHz，以配置QPSK調製方式滿足遠距離傳輸，輸出視頻RF信號，以實施例中50km空對空傳輸要求而言，配置5W大小的功率放大器PA，滿足遠距離需求。發射天線20選用高增益玻璃鋼全向天線。
OFDM解調模塊42與射頻模塊41由receiver(接收，含低噪聲放大器LNA，調諧器RF tuner，模數轉換ADC，解調demodulator)晶片構成，其相連接於接收天線30，OFDM解調模塊42與射頻模塊41完成射頻信號的低噪聲放大LNA功能，並載波解調完成下變頻，以及模數ADC轉換變成數位訊號，實現OFDM數字解調，輸出TS流。本實施例中，選用聯陽ITE的IT913X系列發射晶片，以IT9137為例，內部集成低噪放LNA，調諧器tuner下變頻，模數轉換ADC以及OFDM解調功能，該晶片支持TS流格式傳輸，支持USB傳輸接口，可直接接收射頻RF信號，以USB埠輸出TS音視頻壓縮流。
音視頻解碼模塊43，由SoC晶片構成，為配合編碼端，選用H.265/HEVC視頻解碼以及AAC音頻解碼，實現數據流的解壓縮處理。本實施例中，選用華為海思Hi3798M晶片，該SoC晶片內置linux系統內核，支持多路H.265解碼顯示，通過SDK實現音視頻解碼。本實施例中，由Hi3798M通過USB埠接收TS流，通過SDK先做TS流解復用，然後做H.265與AAC解碼，由HDMI接口輸出信號，終端設備通過支持HDMI接口的液晶顯示器完成音視頻裸碼流的播放顯示功能。
為滿足在較近距離條件下，零延時的傳輸要求，另一個實施例中，可取消無線視頻收發子系統音視頻編碼模塊12中的編解碼處理，直接對HDMI信號通過ADV7611轉換成數字視音頻信號，由FPGA晶片完成TS流復用與解復用功能，並通過USB埠與聯陽ITE的發射、接收晶片對接，實現近距離下零延時傳輸系統裝置功能。
本實用新型提出一種無線視頻傳輸系統，包括無線視頻發射子系統、發射天線、接收天線、無線視頻接收子系統；其中無線視頻發射子系統包括順次電性連接的音視頻採集模塊、音視頻編碼模塊、OFDM調製模塊、第一射頻模塊和功率放大PA模塊；其中無線視頻接收子系統包括順次電性連接的第二射頻模塊、OFDM解調模塊、音視頻解碼模塊、音視頻顯示播放模塊；本實用新型通過對無線視頻傳輸系統的不同架構設計，採用視頻採集加OFDM傳輸的方案實現零延時的傳輸需求，採用視頻採集加H.265/HEVC與AAC視音頻編解碼加OFDM傳輸的方案實現遠距離的傳輸需求，以解決現有無線視頻傳輸系統的不足，克服其傳輸距離短，傳輸延遲大的缺陷。
以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。