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技术与研究echnology

无线知识

无线图传技术与应用

无线图传技术及应用


1.固定点的 图像监控传输系统

无线图像传输系统从应用层面来说分为两大类电竞下注|官网,一是固定点的图像监控传输系统电竞下注|官网,二是 移动视频图像传输系统。

固定点的 无线图像监控传输系统电竞下注|官网,主要应用在有线闭路监控不便实现的场合,比如港口码头的 监控系统电竞下注|官网、河流水利的视频和数据监控电竞下注|官网、森林防火 监控系统电竞下注|官网、城市安全监控等电竞下注|官网。下面按频段由低到高对不同的图像传输技术进行介绍电竞下注|官网。

1.1--2.4 GHz ISM频段的多种图像传输技术

2.4 GHz的图像传输设备采用扩频技术电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,有跳频和直扩两种工作方式。跳频方式速率较低电竞下注|官网,吞吐速率在2 Mbit/s左右电竞下注|官网,抗干扰能力较强电竞下注|官网电竞下注|官网,还可采用不同的跳频序列实现同址复用来增加容量。直扩方式有较高的吞吐速率电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,但 抗干扰性能较差,且多套系统同址使用受限制电竞下注|官网。

2.4 GHz图像传输可基于IEEE802.11b协议, 传输速率为11 Mbit/s电竞下注|官网电竞下注|官网,去掉传输过程中的开销,实际有效速率为3.8 Mbit/s左右电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网。后来制订的IEEE802.11g标准电竞下注|官网,速率上限达到54 Mbit/s电竞下注|官网,该标准 互通性高,点对点可传输几路MPEG-4的压缩图像电竞下注|官网电竞下注|官网。


应用在2.4 GHz频段的还有蓝牙技术、HomeRF技术电竞下注|官网、MESH、微蜂窝技术等。随着应用范围的逐渐扩大电竞下注|官网电竞下注|官网,2.4 GHZ这个频段处于满负荷工作状态电竞下注|官网,其速率问题电竞下注|官网、安全问题、相互兼容问题值得进一步研究电竞下注|官网电竞下注|官网。

1.2--3.5 GHz频段的无线接入系统

3.5 GHz的无线接入系统是一种点对多点微波通信技术电竞下注|官网,采用FDD双工方式电竞下注|官网,用16QAM电竞下注|官网电竞下注|官网、64QAM调制方式电竞下注|官网电竞下注|官网,基于DOCSOS协议。其工作频段相对较低,电波 自由空间损耗小电竞下注|官网电竞下注|官网,传播雨衰性能好电竞下注|官网电竞下注|官网,接入速率足够高电竞下注|官网,且设备成本相对较低。该系统具有相对良好的覆盖能力,通常达到5 km~10 km电竞下注|官网,适合地县市级单位低价位、较大面积覆盖的应用场合;还可与WLAN电竞下注|官网、LMDS互为补充电竞下注|官网,形成覆盖面积大小配合、用户密度稀密配合的多层运行的有机互补模式电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网。目前存在的问题是 带宽不足电竞下注|官网,只有上下行各30 MHz电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,难以大规模使用电竞下注|官网。

1.3--5.8 GHz WLAN产品

5.8 GHz的WLAN产品采用正交频分复用技术,在此频段的WLAN产品基于IEEE802.11a协议电竞下注|官网, 传输速率可以达到54 Mbit/s电竞下注|官网。根据WLAN的 传输协议电竞下注|官网,在 点对点应用的时候电竞下注|官网,有效速率为20 Mbit/s;点对六点的情况下电竞下注|官网,每一路图像的有效 传输速率为500 kbit/s左右电竞下注|官网,也就是说总的传输数据量为3 Mbit/s左右。对于无线图像的传输而言电竞下注|官网,基本上解决了“高清晰度数字图像在 无线网络中的传输”问题电竞下注|官网,使得大范围采用5.8 GHz频段传输数字化图像成为现实电竞下注|官网,尤其适用于城市安全 监控系统电竞下注|官网。

WLAN传输监控图像,目前比较成熟的是采用MPEG-4图像压缩技术电竞下注|官网电竞下注|官网。这种 压缩技术在500 kbit/s速率时电竞下注|官网,压缩后的图像清晰度可以达到1CIF(352×288像素)~2CIF电竞下注|官网。在2 Mbit/s的速率情况下电竞下注|官网电竞下注|官网,该技术可以传输4CIF(702×576像素电竞下注|官网,DVD清晰度)清晰度的图像电竞下注|官网。采用MPEG-4压缩以后的 数字化图像,经过无线信道传输电竞下注|官网,配合相应的软件,很容易实现网络化电竞下注|官网电竞下注|官网、智能化的数字化城市安全 监控系统。

5.8 GHz频段的WLAN产品空中接力不好电竞下注|官网,点对点连接很不经济,不适合小型设备电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,技术成本过高,同时5.8 GHz频段在部分地区面临频谱管制电竞下注|官网电竞下注|官网。

1.4--26 GHz频段的宽带固定无线接入系统

LMDS系统是典型的26 GHz无线接入系统,采用64QAM电竞下注|官网、16QAM和QPSK三种调制方式电竞下注|官网。LMDS具有更大的带宽以及双向数据传输能力,可提供多种 宽带交互式数据以及多媒体业务电竞下注|官网电竞下注|官网,解决了传统本地环路的瓶颈问题,能够满足高速宽带数据、图像通信以及宽带internet业务的需求电竞下注|官网。LMDS系统覆盖范围3公里~5公里,适用于 城域网电竞下注|官网。由于世界各国对LMDS的工作频段规划不同电竞下注|官网电竞下注|官网,所以其兼容性较差电竞下注|官网电竞下注|官网、雨衰性能差电竞下注|官网,成本也较高电竞下注|官网。



综上所述,对于城市数字化 监控系统电竞下注|官网,采用2.4 GHz以上的WLAN技术作为固定点的图像传输是完全可行的电竞下注|官网,也是发展的趋势电竞下注|官网电竞下注|官网。


2. 移动视频图像传输系统

除了对固定点的图像监控的需求外,移动图像传输的需求也相当旺盛。 移动视频图像传输,广泛用于公安指挥车电竞下注|官网、交通事故勘探车电竞下注|官网、消防武警现场指挥车和海关、油田电竞下注|官网、矿山电竞下注|官网电竞下注|官网、水利电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网、电力电竞下注|官网、金融、海事电竞下注|官网,以及其它的紧急电竞下注|官网、应急指挥系统,主要作用是将现场的实时图像传输回指挥中心,使指挥中心的指挥决策人员如身临其境电竞下注|官网,提高决策的准确性和及时性电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,提高工作效率电竞下注|官网。富士达就 移动视频图像传输采用公网和专用技术两种情况作相关介绍电竞下注|官网。

2.1 利用CDMA电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网、GPRS公众移动 网络传输图像

CDMA 无线网络的移动传输技术具有很多优点:保密性好电竞下注|官网、 抗干扰能力强电竞下注|官网、抗多径衰落电竞下注|官网电竞下注|官网、系统容量的配置灵活电竞下注|官网、建网成本低等电竞下注|官网。CDMA采用MPEG-4压缩方式电竞下注|官网,用MPEG-4的CIF格式压缩 图像电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,可以达到每秒2帧左右的速率;如果将图像调整到QCIF格式电竞下注|官网,则可以达到每秒10帧以上电竞下注|官网电竞下注|官网。但是电竞下注|官网,对于 安全防范系统来说电竞下注|官网电竞下注|官网,一般采用低传输帧率而保证传输的清晰度电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,因为只有CIF以上的图像清晰度才可以满足调查取证的需要电竞下注|官网电竞下注|官网。如果希望进一步提高现场图像的实时 传输速率,一个简单的方案是采用多个CDMA网卡捆绑使用的方式电竞下注|官网电竞下注|官网,用来提高无线信道的 传输速率电竞下注|官网。目前市场上有2~3个网卡捆绑方式的 路由器,增加网卡的代价是增加设备成本和使用成本电竞下注|官网。随着视频压缩技术的不断发展,单个网卡上3~4帧/秒 图像 传输速率是可以实现的电竞下注|官网,如果每秒钟可以传输3~4帧CIF格式的图像,可以满足一般移动公共交通设施的安全监控的要求电竞下注|官网。

GPRS是一种基于GSM系统的无线 分组交换技术电竞下注|官网,支持特定的 点对点和点对多点服务电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,以“分组”的形式传送数据。GPRS峰值速率超过100 kbit/s, 网络容量只在所需时分配电竞下注|官网,这种发送方式称为统计复用电竞下注|官网。


GPRS最主要的优势在于 永远在线和按流量计费,不用拨号即可随时接入互联网,随时与网络保持联系电竞下注|官网,资源利用率高电竞下注|官网。

还有一种可以期待的选择是3G系统电竞下注|官网,目前全球已进入部署阶段电竞下注|官网,目前可以实现的有效速率达384 kbit/s电竞下注|官网,它将带来 移动视频传输系统革命性的进步。但需要注意的是电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,即使速率提高了很多电竞下注|官网,也不要认为所有的移动交通设施可以同时将图像传输回 监控中心电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,因为同时概念对于公网图像传输来说几乎是不可能的电竞下注|官网。

2.2 用于应急突发事件的专用图像传输技术

对于一些应急指挥中心的图像传输系统,往往要求将突发事件现场的图像传输回指挥中心。例如遇到重大自然灾害电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,水灾、火灾现场电竞下注|官网,群众的大型集会和重要安全保卫任务现场等。这类应急图像传输系统不宜使用公众 网络传输,最好采用专业的移动图像传输设备电竞下注|官网。但目前我国对此尚未专门规划频率??捎糜?移动视频 图像传输的技术有以下几种电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网。

2.2.1 WiMAX

WiMAX是点对多点的 宽带无线接入技术,WiMAX采取了动态 自适应调制电竞下注|官网、灵活的 系统资源参数及多载波调制等一系列新技术电竞下注|官网,并兼具较高速率传输能力(可达70 Mbit/s~100 Mbit/s)及较好的QoS与安全控制电竞下注|官网。WiMAX 802.16e覆盖范围可以达到1~3英里,主要定位在移动 无线城域网环境电竞下注|官网电竞下注|官网。然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度电竞下注|官网电竞下注|官网电竞下注|官网,且建设成本和设备价格较高电竞下注|官网。

2.2.2 无线网格(MESH)技术

无线“ 网格(MESH)”技术电竞下注|官网,可以实现较近范围内的高速数据通信电竞下注|官网。利用2.4 GHz频段电竞下注|官网,有效带宽可以达到6 Mbit/s电竞下注|官网,这种技术链路设计简单电竞下注|官网电竞下注|官网、组网灵活电竞下注|官网电竞下注|官网、维护方便电竞下注|官网。

                                                                                                                                                                                                                                          
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