COFDM扩频无线通信视频传输技术与卫星系统与 WiMAX3G(TD-SCDMA)技术比较

湖南华宁视讯电子科技有限公司技术交流文件 无线视频传输相关技术比较 在无线监控系统中,无线监控中心需要实时得到被监控点的视频信息,并且该视频信息必须是连续、清晰的。在无线监控点,通常使用摄像头对现场情况进行实时采集,摄像头通过与视频无线传输设备相连,由无线电波将数据信号发送到监控中心。与传统的有线监控相比,无线监控具有可摆脱线缆束缚,安装周期短、维护方便、扩容能力强,综合成本低、可迅速收回成本;组网灵活,可扩展性强,即插即用,管理人员可迅速将新的无线监控点加入到现有网络中,不需要为新建传输铺设网络、增加设备,轻而易举实现远程无线监控;维护费用低,无线监控维护由网络提供商维护等优势。 目前无线监控系统采用的无线传输方式主要有卫星、微波系统、无线移动网络、宽带无线等。其相关产品主要有:以图片抓取为主的低端无线产品或消费电子类产品,如彩猫,适于无线监控走进家庭的产品形式;基于CDMA(Code Division Multiple Access,即码分多址技术)/EDGE(Enhanced Data Rate for GSM Evolution,即增强型数据速率GSM演进技术,为GPRS到3G的过渡性技术方案)网络的多信道捆绑无线视频服务器、车载录像机、便携终端等,能实现音视频的实时传输,可组建大规模无线监控系统;基于COFDM的无线视频传输设备,主要用于小规模,有限活动范围内的移动监控;视频编码器+无线传输设备的组合方式,如视频服务器+卫星收发器、视频服务器+无线路由器、视频服务器+其它专用无线网桥等。 卫星系统,想说爱你不容易5月12日,四川汶川发生8.0级大地震,整个四川瞬间成为“信息孤岛”,省内移动电话、座机难以接通,此时,无线设备成为连接灾区与外界的重要桥梁,特别是卫星通信在其中得到广泛应用,而卫星视频系统也被应用到抗震救灾之中。在震区救援行动中,救援人员拍摄整个救援过程,通过卫星车将视频信号传输到指挥中心,相关领导再根据卫星传输回来的影像资料进行总体指挥、调度救援工作;进入震区的电视台记者通过卫星车向电视观众直播抗震救灾情况,等等,卫星视频系统应用案例在抗震救灾行动中比比皆是。卫星通信技术的最大优点是服务范围广、功能强大、使用灵活,不受地理环境和其它外部环境的影响,尤其是不受外界电磁环境的影响。目前主要有两种卫星传输视频信号方式,即“静中通”(卫星车在固定点进行实时传输)和“动中通”(卫星车在移动过程中可进行相应的监控)。近年来“动中通”传输设备在国内的公安部门深受欢迎。目前,省级公安厅和一些经济条件比较好的市级公安局, 2012-5-24 1 很多都配备了卫星“动中通”系统的应急指挥车。各个配备通信指挥车的公安局,可以实时将现场的图像数据传送回省公安厅和公安部,甚至再由公安专网传送到各个相关的地方部门,为打击犯罪,处理灾难事故和对于重要活动的安全保障工作,提供了有力的通信手段。不过,回到安防无线监控领域中来,卫星监控系统并不是主流应用,也不是安防无线监控厂家的开发重点。 大多数业内人士认为,基于卫星传输的无线监控系统没有得到较大应用的原因,主要是因为其信号传输成本昂贵,月租费用达到数千元不等,而且它还存在覆盖盲点,在山区、隧道、城市楼房比较密集且相对较高等有物体遮挡的死角,其传输信号会受到影响,甚至可能出现中断的情况。尽管按严格意义来讲,卫星传输可算作无线传输,但在无线监控领域中,通常人们并不将其看作移动监控系统,因为卫星传输具有与其它无线技术相比较更为特殊的概念,且其所占市场比例不大,不足够形成市场主流。 微波,无线监控生力军5月7日,奥运圣火在广州境内传递,广州市主要通过卫星信号将图像传输到省厅和公安部。但在整个圣火接力传递过程中,有一部分地区,如高楼太多的地区和白云山风景点,由于卫星信号被高楼和山体阻挡而无法传输,这时候,基于OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 正交频分复用技术的专用无线传输设备就发挥了重要作用,其直接将图像传输到市区的制高点接收基站,然后进入公安的光纤网络,传输到省公安厅和公安部。微波技术可分为模拟微波和数字微波,目前在国内得到广泛应用的微波技术是数字微波(即COFDM,多载波正交频分复用技术)。“采用COFDM无线视频传输技术,视频质量较好,延时小,但是传输距离有限,其要传到几十公里的距离则需要10多瓦的发射功率,而且它的系统容量小,在有限区域内多个终端之间会存在相互干扰,导致视频质量迅速下降甚至无法使用。”采用模拟微波技术和COFDM 技术的无线监控系统是完全开放的,不具备安全性可言。由于微波传输不受障碍物的影响,在不考虑安全性的情况下,于小范围内无线监控应用中具有明显的优势,因此微波监控设备得到了较多的应用,也促使国内大多数安防无线监控厂商都有涉及微波监控设备的研发及生产。 宽带无线,充斥无线监控市场宽带无线技术在无线监控市场中的应用主要有WiFi(Wireless Fidelity,又称802.11b标准)和WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互联接入)两种,其主要应用于“无线城市”建设当中。WiFi具有以下优势:信号半径可达100米左右,在办公室,甚至整栋大楼中也可使用;传输速度非常快,可以达到11Mbps,符合个人和社会信息化的需求;其三,厂商进入该领域的门槛比较低,厂商只要在机场、车站、咖啡店、图书馆等人员较密集的地方设置“热点”,并通过高速线路将因特网接入上 述场所,用户只要将支持无线LAN的笔记本电脑或PDA拿到该区域内,即可高速接入因特网。WiFi在无线监控领域的应用极为广泛,是目前无线监控中应用最多的无线技术,WiFi在短距离传输上,经过多年的发展,已经有了很好的开头,其主要被应用于无线网络摄像机中。无线网络摄像机,主要应用在“全球眼”项目中,具体到小区、家庭、连锁餐厅、便利店等民用、商用领域。WiMAX作为国际3G标准,在我国并没有得到广泛的应用,其主要原因是现阶段WiMAX 一直没有取得在中国境内落地的牌照,无法大规模建设网络基站。不过,WiMAX 还是依靠其优势得到国内用户的关注和应用。据德加拉的姚炯介绍,目前在国内有部分高档小区的无线监控有应用到WiMAX技术。WiMAX具有更远的传输距离,其能够实现50公里的无线信号传输距离,网络覆盖面积是3G(TD-SCDMA)发射塔的10倍,只要少数基站建设就能实现全城覆盖;提供更高速的宽带接入,能提供的最高接入速度为70M,是3G(TD-SCDMA)所能提供的宽带速度的30倍;作为一种无线城域网技术,它可以将WiFi热点连接到互联网中,也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展,实现最后一公里的宽带接入;提供电信级多媒体通信服务等优势。尽管WiMAX未能在国内得到大规模应用,但一些厂商也有注意到它的大好应用前景,纷纷开发相关产品,为未来做好准备,如华为。另据了解,中国联通也于近两年在部分城市的小范围区域内搭建WiMAX局域网。无线移动网络,受带宽限制发展目前国内的无线移动网络监控主要应用CDMA和基于GSM的GPRS技术,它们的最大优势就是成本较低,具有较大的覆盖面,而CDMA由于其传输速度相对较快(实际应用中可达到70kbps,比GPRS的20-30kbps 快得多),得到了大多数无线监控厂商的青睐。不过,在目前,虽然CDMA的传输效果较好,但其覆盖面没有GPRS大,依然存在一定的劣势。“在GPRS网络上的升级技术,被称为2.75G的EDGE,我们实际测试的传输速度与CDMA网络不相上下,甚至还要比CDMA网络快,只是EDGE网络在广东省外其它地方的网络覆盖率没有CDMA高,且其网络还需要优化。”CDMA/GPRS的带宽均无法满足无线监控对视频图像的传输需求,特别是在处理突发事件时无法达到较好的使用效果。“基于公网的CDMA/GPRS技术,由于带宽限制,图像质量有限,即使采用多路捆绑技术,一般最多也只是达到CIF清晰度。”而对于处理突发事件的应急指挥来说,不建议采用CDMA/GPRS技术,他认为,即使CDMA/GPRS的图像效果可以满足实际需要,其传输稳定性也是难以满足图像传输需求的。以CDMA 为例对他的观点进行解释:CDMA的传输与它的覆盖有关,信号覆盖不好的地区效果就很差,信号覆盖好的地区效果就很好,也就是说,同样一套设备,在北京好用,到南京就可能不好用;即使某个地区信号覆盖很好,在该地区出现突发事件的时候,公网信号异常忙碌,在运营设备“话路优先”原则下,图像传输就要 “靠边站”;多数出现重大突发事件的地区,手机基站几乎是满负荷工作,再利用其进行网络数据传输极为困难(例如深圳火炬接力的现场,现场手机都很难打通,无线上网就更不可能),也就是说,越是在应急的情况下,移动网络越不能支持图像的无线传输。 湖南华宁视讯电子科技有限公司是一家新崛起的具有强大技术实力的高新技术企业。公司主要从事无线通信设备软硬件的设计、研发、生产和服务,并为用户提供系统集成。作为专业无线应急移动通信传输产品的厂家,公司具备研发高品质军警级系列的应急多媒体通信系统、无线应急指挥系统、数字网络传输系统等产品,广泛应用于公安、武警、国防、安全、交通、人防等系统。 公司研发队伍由一批射频/基带技术、嵌入式系统、数字无线电、MPEG2/MPEG4/H.264编解码、数字图像处理等领域的资深专家组成,独立推出具有世界一流水准的高扩展性正交编码频分复用板卡和整机设备,同时针对特殊用户研发了宽带、窄带正交频分复用技术和高等级数字加密技术。 公司所研发生产的数字无线图象传输设备包括单兵背负、密拍、双频、车载、船载、机载等全系列,设备严格按照国家相关法规和行业规范合法研制,其电磁兼容性和各类指标等均符合相关规定。其中双频、单兵背负设备全屏蔽,符合EMC和辐射标准,并参照军品设计生产。公司紧密跟踪国际国内IT 行业最新的市场和技术发展趋势,在无线扩频传输设备、数据通信系列产品方面研发了一系列产品,如E1数据传输、双向无线COFDM网桥等,形成了一套自主核心技术体系,为我们的客户提供更加全面的解决方案。公司坚持以“科技,成就梦想”的理念,致力于通信前沿技术的研发,不断推出高新通信产品,在国际上享有领先地位,并帮助合作伙伴取得共赢。