圖7. 頻率從804.5 MHz跳變至802 MHz，歷時500 μs。
500 μs對于跳頻應用來說是一段很長的時間間隔。不過，AD9361/ AD9364支持一種快速鎖定模式，通過將合成器編程信息集（稱為 配置文件）存入器件寄存器或基帶處理器的存儲空間，可使該過 程比正常頻率變化更快。圖8顯示了通過快速鎖定模式使頻率從 882 MHz跳變至802 MHz的測試結果。根據圖8d的相位響應，該時 間可縮短至20 μs以下。相位曲線參照802 MHz的相位繪制。由于頻 率信息和校準結果均已保存在配置文件中，因此省去了SPI寫入時 間和VCO校準時間。我們可以看到，圖8b顯示了AD9361/AD9364的 快速跳頻性能。
圖8. 在快速鎖定模式下，頻率在20 μs內從882 MHz跳變至802 MHz。
物理層的實現—OFDM
正交頻分多路復用 (OFDM) 是一種信號調制技術，可將高數據速率 調制流劃分到多個緩慢調制的窄帶密集的子載波上。因此，信號 不易受到選擇性頻率衰減的影響。其缺點是峰均功率比較高，并 且對載波偏移和漂移比較敏感。OFDM廣泛應用于寬帶無線電通 信物理層。OFDM的關鍵技術包括IFFT/FFT、頻率同步、采樣時間同步、碼元/幀同步。IFFT/FFT可通過FPGA以最快方式實現。子載波間 隔的選擇也十分重要。該間隔不應太小，應足以對抗運動通信中 的多普勒頻移；但也不應太大，以便在有限的頻率帶寬內攜帶更 多碼元符號，從而提高頻譜效率。COFDM是指編碼技術和OFDM調 制的結合。COFDM對信號衰減的承受能力較強，并且具有前向糾 錯 (FEC) 功能，因此可以從任何移動對象發送視頻信號。其編碼技 術將會增大信號帶寬，但此代價通常是值得的。
通過將MathWorks基于模型的設計和自動生成代碼工具與強大的 Xilinx® Zynq SoC以及ADI公司的集成式射頻 (RF) 收發器相結合，SDR 系統的設計、驗證、測試和實現可以比以前更高效，進而提高無線 電系統的性能并縮短上市時間。
相較于Wi-Fi具有哪些優勢?
配備Wi-Fi的無人飛行器可以很容易地連接到手機、筆記本電腦和 其他移動設備，因此使用起來非常方便。但是，對于無人飛行器應 用中的無線視頻傳輸，FPGA和AD9361解決方案具有很多勝過Wi-Fi 的優點。首先，AD9361/AD9364在物理層可通過捷變頻率切換和快 速跳頻避免干擾。而大多數集成Wi-Fi芯片仍工作于擁擠的2.4 GHz 頻帶，沒有頻帶選擇機制來確保更穩定地無線連接。
其次，若采用FPGA和AD9361解決方案，可由設計工程師靈活定義 和開發傳輸協議。而Wi-Fi協議為標準協議，基于每個數據包的雙 向握手機制。在使用Wi-Fi時，每個數據包必須確認該包已收到并且包中512字節數據在收到時完整無缺。如果丟失一個字節，則整個512字節數據包必須重新發送。8雖然該協議能夠確保數據的可靠性，但重新建立無線數據鏈路的過程非常復雜且費時。TCP/IP協議帶來的高延遲將會造成非實時視頻和控制，從而可能導致無人飛行器墜落。而SDR解決方案（FPGA加AD9361）使用一個單向數據流，也就是說，空中的無人飛行器可像電視廣播一樣傳輸視頻信號。當目標是獲取實時視頻時，就沒有重新發送數據包的時間。
再者，對于很多應用，Wi-F i不能保證適當的安全等級。FPG A加AD9361/AD9364解決方案利用加密算法和自定義協議，因此不易受到安全威脅的影響。
與此同時，單向廣播數據流可實現的傳輸距離是Wi-Fi傳輸距離的兩至三倍。8軟件定義無線電的靈活性使得數字調制/解調可以根據距離需求而調整，并且適應復雜空間輻射環境中變化的SNR。
結論
本文闡述了使用FPGA和AD9361/AD9364解決方案實現高清無線視頻傳輸的關鍵參數。憑借捷變頻段切換和快速跳頻技術，可建立一個更穩定、可靠的無線鏈路，以對抗空間中日益復雜的輻射環境并減小墜落幾率。在協議層，該解決方案使用單向傳輸以縮減無線鏈路的建立時間并實現低延遲連接，因此更靈活。在農業生產、電力線檢查及監督等工商業應用中，穩定、安全和可靠的傳輸是成功的關鍵。
