無線ビデオリンクは、静止見通し内テストでは完璧に見えても、車両が建物の後ろに曲がったり、ドローンが地形の下に落ちたりするとすぐにフリーズすることがあります。違いは単に範囲だけではありません。マルチパス、NLOS 障害物、動きにより、信号コピーの遅延、深いフェード、ドップラー効果が発生し、OFDM 受信に問題が生じる可能性があります。
の したがって、 COFDM と OFDM の 決定は、各完全な無線プロファイルがコーディング、ガード インターバル、チャネル変更、使用可能なビットレート、およびリカバリをどのように処理するかによって決まります。これらの要素を理解することは、理想的なテスト条件だけでなく、実際のルートでも使用可能なリンクを選択するのに役立ちます。
どちらのアプローチでも、クリアなフレネル クリアランス、強力な信号マージン、わずかな動きにより、安定した HD ビデオを伝送できます。定常テストでは、主に、有利な形状の下で無線機が適切な受信電力を持っていることが証明されます。運動中の反応についてはほとんど語られていません。したがって、ピーク ビットレートと最大 LOS 範囲は、COFDM と OFDM の結果の一部しか明らかにしません。モバイル ユーザーは、画像がフェードしても存続するかどうか、またどのくらいの速さで画像が戻るかを知る必要もあります。
保守的なプロファイルは、受信機が多くの反射パスを認識する場合、支配的な直接パスを失う場合、またはチャネル追跡が追従できる速度よりも速く移動する場合に、より価値が高くなります。これらの状況により、バースト エラー、不安定な推定値、および周波数選択性の深いフェードが発生します。視聴者には、マクロブロッキング、フレームのフリーズ、解像度の変更、またはデコーダーのリセットが発生します。 COFDM 指向のセットアップでは、通常、ペイロードと引き換えに、より強力なコーディング、低次の変調、または追加の保護時間による連続性が得られます。結果にはピークの詳細が少なくなる可能性がありますが、繰り返し崩壊する高レートのフィードよりも、安定して低いビットレートの方が役立つことがよくあります。
実際の比較は、2 つの頭字語ではなく、完全な無線プロファイル間で行われます。コーディング レート、インターリーブ、ガード インターバル、チャネル推定、アンテナ ダイバーシティ、RF 設計、およびビデオ バッファリングはすべて、表示される画像を形成します。適切に設計された OFDM 無線は、特に COFDM リンクがフェード マージンを超えた場合に、設定が不十分な COFDM リンクよりも優れたパフォーマンスを発揮します。本当の問題は、ルートによって発生する障害が発生した場合でも、どのシステムが引き続き使用できるかということです。この枠組みにより、COFDM と OFDM はマーケティングの簡略化ではなく、ミッションと結び付けられます。
都市部の道路、工場、港、または山道では、受信機がきれいな道を 1 つも見つけることはめったにありません。建物、車両、金属表面、水、地形は、さまざまな長さのルートに沿ってエネルギーを反射します。これらのコピーはさまざまな遅延と振幅で到着し、一部の周波数を強化しながら他の周波数をキャンセルします。多くの場合、静止画像がわずかに動いただけで突然変化するのは、結果として生じる遅延の広がりが原因です。
結果の 1 つは周波数選択性フェージングであり、一部のサブキャリアは強いままですが、他のサブキャリアは深いヌルに陥ります。もう 1 つはシンボル間干渉です。これは、遅延コピーが次のシンボルに及ぶときに発生します。 OFDM は、広いチャネルを多くの狭いサブチャネルに分割することで困難を軽減しますが、受信機には依然として適切な保護とチャネル推定が必要です。重要なキャリアが損傷している間、平均電力は許容範囲内に見えることがあります。
この動作は、信号強度だけでは COFDM と OFDM を判断できない理由を説明しています。コーディング、ガードインターバル、コンスタレーション、チャネル条件によって、損傷部分が回復可能かどうかが決まります。これらのパラメータは連携して機能するため、個別の設定としてではなく、1 つの送信プロファイルの一部として評価する必要があります。
NLOS は、単にデシベルが少ない LOS ではありません。壁、丘、または大型車両が主要な経路をブロックした後、受信は弱い反射、回折、または部分的に透過する成分に依存する可能性があります。残りのパスは各位置で異なる方法で結合されるため、小さな動きが大きな変化を引き起こします。したがって、送信機と受信機が遠く離れていない場合でも、ルートには短い障害ゾーンが含まれる可能性があります。
障害物を消す波形はありません。十分なエネルギーがデコーダに到達するかどうかは、周波数、アンテナの高さ、偏波、送信電力、受信機の感度、ダイバーシティ、ケーブル損失、フェード マージンによって決まります。 COFDM と OFDM の選択は、完全な RF 設計の一部として維持する必要があります。優れたアンテナと取り付け形状は、多くの場合、積極的な変調設定よりも多くの利点をもたらします。
動きによりドップラーが追加され、経路長が連続的に変化します。ダイナミック ドップラーと周波数選択性マルチパスは、サブキャリアの直交性が維持されなくなると同期を混乱させ、キャリア間干渉を引き起こす可能性があります。したがって、平均受信電力が十分であるように見えても、速度、加速度、反射体の移動によってビデオが劣化する可能性があります。
前方誤り訂正により、送信前に制御された冗長性が追加されます。コード化されたビットが破損すると、デコーダは再送信せずに情報を再構築する可能性がありますが、遅延したビデオ パケットは役に立たない可能性があるため、これは重要です。コーディングを強化すると耐性が向上しますが、画像データの容量は少なくなります。次に、インターリーブにより、関連するビットが時間位置またはサブキャリア全体に分散され、1 つの短いフェードによって集中したブロックが破壊されるのを防ぎます。
トレードオフは、RF 層だけでなくディスプレイで判断する必要があります。安定した 4 Mbps ストリームは、繰り返し同期を失う 12 Mbps ストリームよりも価値があります。で COFDM と OFDM の フィールド テスト、コーディング、インターリーブによって、同様の信号読み取り値を持つ無線が異なるフリーズ パターンを示す理由がよく説明されます。通常、検査、指揮、緊急対応、移動カメラの作業では、継続性が最も重要です。
巡回ガード インターバルは、有効な OFDM シンボルの間に保護時間を配置します。通常、そのウィンドウ内に到着する遅延コピーは、次のシンボルを汚染することなく処理できます。後から到着する強力なエコーによっても、シンボル間干渉が発生する可能性があります。保護が長くなると遅延拡散耐性が高まりますが、新しいペイロードを運ぶ通信時間が減少します。
有用なデータ レートは、変調、コーディング レート、およびガード インターバルによって決まります。一般に、スループットを高めるには、エラー保護またはマルチパス耐性においてある程度の妥協が必要になります。したがって、最長の間隔が自動的に最良の選択になるわけではありません。産業用の屋内ルートは、空から地上への明確な経路よりも多くの保護を正当化する可能性があります。選択した値は、コーデックとフレーム レートに十分なスループットを残しながら、意味のあるエコー遅延をカバーする必要があります。
変調次数は、各シンボルが伝送するデータ量と、受信機がコンスタレーション ポイントをどの程度正確に区別する必要があるかを制御します。 QPSK は最大の耐性を提供し、16-QAM はマージンとペイロードのバランスを保ち、64-QAM はより多くの容量を提供しますが、よりクリーンなチャネルを必要とします。変調次数が高く、コーディングが軽い場合は、通常、より強力な搬送波対雑音比が必要です。チャネル幅は同じバランスを形成します。動作が狭いとペイロードが制限されますが、帯域幅が広いと、スペクトルとリンク マージンが許せば高画質のための余地が生まれます。
WDS COFDM HD ビデオ システムは、QPSK、16-QAM、および 64-QAM をサポートします。 FEC レートは 1/2 ～ 7/8。保護間隔は 1/4 ～ 1/32。調整可能な 2 ～ 8 MHz RF 帯域幅。および 2 ～ 20 Mbps のアダプティブ ストリーム。これらの制御により、1 つのプラットフォームでルートに応じて復元力、範囲、またはスループットを優先することができます。
実際の設定階層は次のとおりです。
● QPSK との連続性、より強力なコーディング、適切なガード インターバル、および控えめなビデオ レートを優先します。
● 高次 QAM、より軽いコーディング、より短い間隔、より広い帯域幅による容量を優先します。
● 単なる平均的なセクションではなく、再現性の最も悪いルート セグメントのマージンを確保します。
インフラストラクチャがパスを制御する場合は、ブロードバンド OFDM がより良い選択肢となります。高架基地局、計画されたアンテナ セクター、予測可能な障害のある LOS、および固定リレーにより、強力な保護を優先する不確実性が軽減されます。総スループット、リターン容量、効率的な共有は、極度のフェードを通じて 1 つのフィードを維持することよりも重要になる可能性があります。
ミッションで複数の IP カメラ、テレメトリ、音声、コマンド データ、およびファイル転送が行われる場合、この違いはより明確になります。これは、専用の投稿ビデオの問題ではなく、双方向ネットワークの問題です。この設定では、COFDM と OFDM は、継続性を重視したビデオ トランスポートとより広範な通信アーキテクチャを部分的に比較します。スケジューリング、VLAN サポート、再送信ポリシー、トラフィックの優先順位付けにより、利用可能な容量の変化に応じて重要なサービスを継続的に提供できます。この柔軟性により、複数のアプリケーションが定期的に手動で調整することなく、同じ RF インフラストラクチャを共有することができます。
アンテナと処理が適切に設計されている場合、MIMO と空間ダイバーシティは信頼性とスループットを向上させることができます。適応変調は、チャネル品質が低下すると動作モードを低下させますが、ARQ は遅延の予算が許せばパケットを回復します。 QoS は、緊急性の低いトラフィックがビデオや制御データを押し出すのを防ぎます。
WDS 屋外ワイヤレスブロードバンド伝送無線は、OFDM と TDD/TDMA、2×2 MIMO、選択可能なチャネル サイズ、ダイナミック ARQ、適応変調、QoS、および 10 ミリ秒未満のネットワーク遅延を組み合わせています。専用のカメラ フィードだけではなく、テレメトリ、制御、データ、ビデオ、音声を同時に実行できるように設計されています。
ブロードバンド OFDM が普遍的に優れているわけではありません。異なる優先順位セットを提供します。マルチユーザー キャパシティと双方向トランスポートが優先される場合、ネットワーク機能が最大のビデオ保護を上回る可能性があります。公正な COFDM 対 OFDM テストでは、各システムが意図された動作役割を果たす必要があります。
ルートをクリアな LOS、障害のある LOS、および完全な NLOS としてマッピングします。速度、アンテナ制限、周波数、帯域幅、経路に沿った反射障害物を記録します。次に、解像度、フレーム レート、ビデオ ビットレート、エンドツーエンドの遅延、および回復時間を定義します。
交通要件も同様に重要です。テレメトリが制限された一方向のライブ フィードは、カメラ、音声、制御、バルク データを伝送する双方向 IP ネットワークとは異なります。最大通信範囲の前に、電力、重量、環境保護、暗号化、および受信機の配置を決定する必要があります。
運用シナリオ |
主な優先事項 |
実践的な方向性 |
都市部の道路を走る車両 |
シャドーイングとリフレクションによる回復 |
堅牢な COFDM 指向のプロファイルを好む |
屋内用モバイルカメラ |
マルチパス耐性と多様性 |
控えめな変調と強力なコーディングを使用する |
ほぼ明確な形状の UAV |
重量、ドップラー、ビデオ、およびリターン データ |
両方のアーキテクチャを実行中にテストする |
固定ポイントツーポイント リンク |
スループットとネットワーク容量 |
ブロードバンド OFDM を支持する |
ビデオ、音声、コントロール、テレメトリの混合 |
双方向のトラフィック管理 |
MIMO、QoS、適応を優先する |
テーブルは出発点です。干渉、規制、地形、設置の品質によっては、当然の選択が覆される可能性があります。選択はミッションのしきい値に関連付けられたままにする必要があります。
最大 LOS 距離では、建物、木の葉、地形、群衆、または移動する交通の背後でのパフォーマンスを予測することはできません。信頼できるテストでは、最終的なアンテナ、ケーブル長、取り付け位置、周波数、チャネル幅、コーデック、ビットレート、動作速度が使用されます。また、受信機は、便利な高い場所ではなく、展開される場所に設置する必要があります。
フリーズ数とフリーズ期間、使用可能な最低画質、回復時間、パケット損失、デコーダのリセット、モード変更、エンコードから表示までの完全な遅延を測定します。各結果の位置を記録することで、繰り返される障害をルート ジオメトリに関連付けることができます。誤解を招く結果を避けるために、どちらのシステムも同等の画質と遅延を実現する必要があります。
最大 RF スループットと使用可能なビデオ ビットレート、またはネットワーク遅延とエンドツーエンドのビデオ遅延を比較しないでください。 COFDM システムにはビデオ指向のパラメータとシステム遅延特性が含まれており、ブロードバンド無線はネットワーク遅延と集約トランスポート機能に重点を置いています。これらの値は異なる層を表すものであり、同等の測定値として扱うべきではありません。
ルートの最大のシェアを得るためにミッションのしきい値を超えて画像を維持し、繰り返し発生する妨害の後に最も速く回復するプロファイルを選択してください。この結果は、オープンスペースでのみ達成されるピークレートよりも価値があります。また、COFDM か OFDM かを最終的に決定するための防御可能な根拠も提供されます。
COFDM と OFDM の決定は、ビデオ リンクが存続する必要があるチャネルによって決まります。 COFDM 指向のプロファイルは、多くの場合、重いマルチパス、変化する NLOS 条件、および継続性が重要なモバイル ビデオに適していますが、ブロードバンド OFDM システムは、より高い双方向容量、MIMO、QoS、および混合 IP トラフィックを必要とする管理されたパスに適しています。
Shenzhen Sinosun Technology Co., Ltd. は、COFDM HD ビデオ機器と屋外ワイヤレス ブロードバンド無線の両方を提供しており、ユーザーはピーク レンジやビットレートだけに頼るのではなく、回復力、遅延、ネットワーク容量をルートに合わせることができます。
A: OFDM はデータを直交するサブキャリアに分割しますが、COFDM はチャネル コーディングとインターリーブを追加して、ノイズ、フェージング、または損傷したサブキャリアが受信に影響を与えた場合の回復を改善します。
A: そのマルチキャリア構造、エラー訂正、インターリーブ、およびガード インターバルは、受信機が遅延信号コピーを管理し、周波数選択性フェージングによって失われたデータを回復するのに役立ちます。
A: COFDM は、周波数、アンテナ、障害物、リンク マージンによって依然としてパフォーマンスが制限されますが、反射および回折信号パスを使用することで、NLOS 条件下でのビデオの信頼性を向上させることができます。
A: いいえ。COFDM は多くの場合、継続性が重要なモバイル ビデオに適していますが、ブロードバンド OFDM は、より高い双方向容量、MIMO、トラフィックの優先順位付け、または複数の IP サービスを必要とする制御されたパスに適しています。
A: ガード インターバルを長くすると、遅延マルチパス信号に対する耐性が高まりますが、使用可能なデータ容量が減少するため、必要なビデオ ビットレートに対してチャネル条件のバランスをとる必要があります。
A: 最終的なアンテナ、動作速度、ビデオ設定、周波数を使用して、実際のルートで両方のシステムをテストし、フリーズ、回復時間、遅延、使用可能な画質を測定します。