基于COFDM的单兵视频通信系统研究

步入21世纪，单兵通信系统正朝着便携化、视频化、集成化方向发展，并广泛应用于武警、消防等方面。 *通讯作者。

单兵视频通信系统指在单兵任务中，兵与兵或是与指挥系统之间自动建立连接并传输区域视频信息的系统，其目的是对战场信息实时获取，从而加强装备、人员之间的联系，从整体上提高部队的作战效率和性能。上世纪60 年代，人们利用晶体管通信设备来提升部队的作战能力。七十年代后，大规模集成电路的普及使得跳频技术被广泛用于通信设备的研发中，之后，跳频/扩频通信方式被广泛地应用，进一步提升了信息的安全性。但是随着野外地形的多样化，通信设备面临的环境也越发复杂，多径干扰、环境噪声制约着通信设备性能的提升。基于上述背景，高效的单兵视频通信设备得以研究和发展。

对于传统的视频通信设备，数字移动通信技术传输速率过低，不能满足视频通信的需要；而普通的WiFi 信号虽然能够达到较高的信道速率，对多径干扰的抵抗能力也较强，但其工作频段过高，传输范围无法达到单兵通信标准。而视频编码方面，于2003 年4 月被提出的H.264/AVC [1]的编码布局已无法满足实时视频传输的需要。基于此，本文将最新的视频编码技术——H.265/HEVC [2]应用到小型设备的视频通信中，并与COFDM 技术结合，实现了较好的视频传输效果。

2. 系统结构分析 2.1. COFDM 结构介绍 正交频分复用技术(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)是一种特殊的多载波调制技术，信道在频域上被分为多个正交的子信道，则高速串行的数据流被分为多个并行的子数据流，并被调制在相互正交的子载波上进行传输[3]。

虽然OFDM 利用最大限度的多载波调制对通信环境中的多径干扰进行了优化，但是不同子信道在传输过程中造成的能量不均问题仍然存在。上述问题可能导致多个子信道的同步，从而使传输信号强度过大或过小。因而在一定条件下，系统会产生峰均比过高的问题，影响接收机的效率，同时有可能造成突发差错。针对这个问题，一种方法是针对突发的误码采用COFDM 技术，在OFDM 基础上进行信道编码来解决此问题。

COFDM 系统的发送端结构如图1(a)所示。在DVB-T 标准中，COFDM 所采用的数字调制为正交振幅调制(QAM)， 而信道编码分为外编码、外交织、内编码、内交织四部分[4]。

其中， 外编码采用RS (Reed-Solomon)编码，外交织采用卷积交织方式；内编码采用卷积码， 内交织采用比特交织和符号交织。现代COFDM 技术虽然不局限于上述信道编码[5]， 但地面数字电视广播(DVB-T)标准的方案最为成熟， 可作为良好的参考对象。