數(shù)字無線傳輸

是一種新型接收信號(hào)方式，其傳輸原理是前端的各路數(shù)字電視信號(hào)源分別經(jīng)qam調(diào)制器調(diào)制后，送入混合器混合后再通過muds寬帶微波發(fā)射機(jī)進(jìn)行功率放大，送至天線以無限發(fā)射的方式傳輸覆蓋。在接受段，數(shù)字機(jī)頂盒對(duì)從接受天線收下的數(shù)字電視包信號(hào)進(jìn)行解碼，并經(jīng)ic卡智能管理系統(tǒng)識(shí)別授權(quán)，還原成音、視頻信號(hào)，供用戶收看。

在無線數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)中ofdm(正交頻分復(fù)用技術(shù))被廣為采用，它是寬帶無線傳輸技術(shù)的發(fā)展方向，并已成為第四代移動(dòng)通信(4g)和寬帶無線局域網(wǎng)的主流技術(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)字電視移動(dòng)接收的關(guān)鍵就是要解決動(dòng)態(tài)多徑與多普勒頻移問題、從而減少符號(hào)問干擾。而ofdm的基本原理就是將高碼率的串行數(shù)據(jù)流變換成n個(gè)低碼率的并行數(shù)據(jù)流，并對(duì)n個(gè)彼此相互正交的載波分別進(jìn)行調(diào)制，符號(hào)率降低即符號(hào)周期增大，從而減小因動(dòng)態(tài)多徑和多普勒頻移引起的碼問干擾，又因設(shè)置了保護(hù)間隔，從而減少了多徑反射對(duì)多載波正交特性的影響，使碼間干擾進(jìn)一步減小，經(jīng)過這些處理便能很好地支持移動(dòng)接收。

在進(jìn)行廣闊區(qū)域的無線數(shù)字電視覆蓋時(shí)會(huì)存在山體中的隧道，人煙稀少地域的重要交通線，地形起伏大且地表環(huán)境復(fù)雜的地域等各種需要特殊方式進(jìn)行覆蓋的地區(qū)，在城市的交通道路上行駛的車載終端；大型場(chǎng)館，超市的固定終端；客戶攜帶的手持終端等對(duì)無線數(shù)字電視信號(hào)的覆蓋都存在著大量的需求。針對(duì)這些區(qū)域分析，最良好的方式就是使用無線電視功率增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器來解決，將無限通訊中對(duì)于補(bǔ)充放大類設(shè)備的本地控制、遠(yuǎn)程網(wǎng)管經(jīng)驗(yàn)借鑒到無限數(shù)字電視產(chǎn)品中，提高無線數(shù)字電視覆蓋產(chǎn)品的后期維護(hù)方便性。

無線數(shù)字電視功率增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器包括施主天線、功率增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器主機(jī)、重發(fā)天線等；功率增強(qiáng)轉(zhuǎn)發(fā)器主機(jī)由uhf濾波器、低噪聲放大器、中頻處理單元、功率放大單元、監(jiān)控單元以及電源所組成；施主天線接收進(jìn)來的數(shù)字電視信號(hào)通過轉(zhuǎn)發(fā)器的uhf濾波器進(jìn)行濾波，然后送入低噪聲放大器進(jìn)行放大，改善數(shù)字電視信號(hào)的信噪比，再到中頻處理后輸出送往功率放大器單元進(jìn)行功率放大，達(dá)到所需要的功率再通過uhf濾波最后經(jīng)過到重發(fā)天線發(fā)射出去。

無線傳輸分為:模擬微波傳輸和數(shù)字微波傳輸。

一、模擬微波傳輸

模擬微波傳輸就是把視頻信號(hào)直接調(diào)制在微波的信道上(微波發(fā)射機(jī)，HD-630)，通過天線(HD-1300LXB)發(fā)射出去，監(jiān)控中心通過天線接收微波信號(hào)，然后再通過微波接收機(jī)(Microsat 600AM)解調(diào)出原來的視頻信號(hào)。如果需要控制云臺(tái)鏡頭，就在監(jiān)控中心加相應(yīng)的指令控制發(fā)射機(jī)(HD-2050)，監(jiān)控前端配置相應(yīng)的指令接收機(jī)(HD-2060)，這種監(jiān)控方式圖像非常清晰，沒有延時(shí)，沒有壓縮損耗，造價(jià)便宜，施工安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，適合一般監(jiān)控點(diǎn)不是很多，需要中繼也不多的情況下使用。其弱點(diǎn)是:抗干擾能力較差，易受天氣、周圍環(huán)境的影響，傳輸距離有限，已逐步被數(shù)字微波、COFDM、3G、CDMA等取代。

二、數(shù)字微波傳輸

數(shù)字微波傳輸就是先把視頻編碼壓縮(HD-6001D)，然后通過數(shù)字微波(HD-9500)信道調(diào)制，再通過天線發(fā)射出去，接收端則相反，天線接收信號(hào)，微波解擴(kuò)，視頻解壓縮，最后還原模擬的視頻信號(hào)，也可微波解擴(kuò)后通過電腦安裝相應(yīng)的解碼軟件，用電腦軟解壓視頻，而且電腦還支持錄像，回放，管理，云鏡控制，報(bào)警控制等功能;存儲(chǔ)服務(wù)器，配合磁盤陣列存儲(chǔ);這種監(jiān)控方式圖像有720*576、352*288或更高的的分辨率選擇，通過解碼的存儲(chǔ)方式，視頻有0.2-0.8秒左右的延時(shí)。數(shù)字視頻監(jiān)控價(jià)根據(jù)實(shí)際情況差別很大，但也有一些模擬微波不可比的優(yōu)點(diǎn)，如監(jiān)控點(diǎn)比較多，環(huán)境比較復(fù)雜，需要加中繼的情況多，監(jiān)控點(diǎn)比較集中它可集中傳輸多路視頻，抗干擾能力比模擬的要好一點(diǎn)，等等優(yōu)點(diǎn)，適合監(jiān)控點(diǎn)比較多，需要中繼也多的情況下使用，客觀地講，前期投資較高。

總結(jié)，模擬微波傳輸和數(shù)字微波傳輸，各有千秋，主要看你的實(shí)際工程需要!

無線圖像傳輸系統(tǒng)從應(yīng)用層面來說分為兩大類，一是固定點(diǎn)的圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，二是移動(dòng)視頻圖像傳輸系統(tǒng)。

1.固定點(diǎn)的圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)

固定點(diǎn)的無線圖像監(jiān)控傳輸系統(tǒng)，主要應(yīng)用在有線閉路監(jiān)控不便實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)合，比如港口碼頭的監(jiān)控系統(tǒng)、河流水利的視頻和數(shù)據(jù)監(jiān)控、森林防火監(jiān)控系統(tǒng)、城市安全監(jiān)控、建筑工地等。下面按頻段由低到高對(duì)不同的圖像傳輸技術(shù)進(jìn)行介紹。

1.1--2.4 GHz ISM頻段的多種圖像傳輸技術(shù)

2.4 GHz的圖像傳輸設(shè)備采用擴(kuò)頻技術(shù)，有跳頻和直擴(kuò)兩種工作方式。跳頻方式速率較低，吞吐速率在2 Mbit/s左右，抗干擾能力較強(qiáng)，還可采用不同的跳頻序列實(shí)現(xiàn)同址復(fù)用來增加容量。直擴(kuò)方式有較高的吞吐速率，但抗干擾性能較差，且多套系統(tǒng)同址使用受限制。

2.4 GHz圖像傳輸可基于IEEE802.11b協(xié)議，傳輸速率為11 Mbit/s，去掉傳輸過程中的開銷，實(shí)際有效速率為5.5-6 Mbit/s左右。后來制訂的IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)，速率上限達(dá)到54 Mbit/s，在特殊模式下可達(dá)108Mbps,該標(biāo)準(zhǔn)互通性高，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可傳輸幾路MPEG-4的壓縮圖像。

應(yīng)用在2.4 GHz頻段的還有藍(lán)牙技術(shù)、HomeRF技術(shù)、MESH、微蜂窩技術(shù)等。隨著應(yīng)用范圍的逐漸擴(kuò)大，2.4 GHZ這個(gè)頻段處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，其速率問題、安全問題、干擾問題值得進(jìn)一步研究。

1.2--3.5 GHz頻段的無線接入系統(tǒng)

3.5 GHz的無線接入系統(tǒng)是一種點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)微波通信技術(shù)，采用FDD雙工方式，用16QAM、64QAM調(diào)制方式，基于DOCSOS協(xié)議。其工作頻段相對(duì)較低，電波自由空間損耗小，傳播雨衰性能好，接入速率足夠高，且設(shè)備成本相對(duì)較低。該系統(tǒng)具有相對(duì)良好的覆蓋能力，通常達(dá)到5 km~10 km，適合地縣市級(jí)單位低價(jià)位、較大面積覆蓋的應(yīng)用場(chǎng)合;還可與WLAN、LMDS互為補(bǔ)充，形成覆蓋面積大小配合、用戶密度稀密配合的多層運(yùn)行的有機(jī)互補(bǔ)模式。存在的問題是帶寬不足，只有上下行各30 MHz，難以大規(guī)模使用。

1.3--5.8 GHz WLAN產(chǎn)品

5.8 GHz的WLAN產(chǎn)品采用OFDM正交頻分復(fù)用技術(shù)，在此頻段的WLAN產(chǎn)品基于IEEE802.11a協(xié)議，傳輸速率可以達(dá)到54 Mbit/s，在特殊模式下可達(dá)108Mbps。根據(jù)WLAN的傳輸協(xié)議，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用的時(shí)候，有效速率為20 Mbit/s;點(diǎn)對(duì)六點(diǎn)的情況下，每一路圖像的有效傳輸速率為500 kbit/s左右，也就是說總的傳輸數(shù)據(jù)量為3 Mbit/s左右。對(duì)于無線圖像的傳輸而言，基本上解決了"高清晰度數(shù)字圖像在無線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸"問題，使得大范圍采用5.8 GHz頻段傳輸數(shù)字化圖像成為現(xiàn)實(shí)，尤其適用于城市安全監(jiān)控系統(tǒng)。

ZWD-2422無線高清傳輸器 的工作頻率4.9GHz-5.9GHz，當(dāng)它收到其它RF設(shè)備或訊號(hào)干擾時(shí)能自動(dòng)調(diào)整至適當(dāng)?shù)念l率，所以一般不在5G左右頻段的2.4G，3G不會(huì)干擾到ZWD-2422的無線高清傳輸。

WLAN傳輸監(jiān)控圖像，比較成熟的是采用MPEG-4圖像壓縮技術(shù)。這種壓縮技術(shù)在500 kbit/s速率時(shí)，壓縮后的圖像清晰度可以達(dá)到1CIF(352×288像素)~2CIF。在2 Mbit/s的速率情況下，該技術(shù)可以傳輸4CIF(702×576像素，DVD清晰度)清晰度的圖像。采用MPEG-4壓縮以后的數(shù)字化圖像，經(jīng)過無線信道傳輸，配合相應(yīng)的軟件，很容易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化、智能化的數(shù)字化城市安全監(jiān)控系統(tǒng)。

2.4/5.8GHz 基于802.11n的產(chǎn)品，11n產(chǎn)品分為AN和GN分別工作于5.8GHz和2.4GHz，傳輸速率可達(dá)150、300、600Mbps,有效傳輸速率分別為60、160、300Mbps.隨著高清攝像機(jī)的發(fā)展，這種高帶寬的11N模式非常適合高清攝像機(jī)的傳輸。高清攝像機(jī)和高帶寬無線傳輸設(shè)備的配合會(huì)逐漸成為無線視頻監(jiān)控的趨勢(shì)。

1.4--26 GHz頻段的寬帶固定無線接入系統(tǒng)

LMDS系統(tǒng)是典型的26 GHz無線接入系統(tǒng)，采用64QAM、16QAM和QPSK三種調(diào)制方式。LMDS具有更大的帶寬以及雙向數(shù)據(jù)傳輸能力，可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)以及多媒體業(yè)務(wù)，解決了傳統(tǒng)本地環(huán)路的瓶頸問題，能夠滿足高速寬帶數(shù)據(jù)、圖像通信以及寬帶internet業(yè)務(wù)的需求。LMDS系統(tǒng)覆蓋范圍3公里~5公里，適用于城域網(wǎng)。由于世界各國(guó)對(duì)LMDS的工作頻段規(guī)劃不同，所以其兼容性較差、雨衰性能差，成本也較高。

2.移動(dòng)視頻圖像傳輸系統(tǒng)

除了對(duì)固定點(diǎn)的圖像監(jiān)控的需求外，移動(dòng)圖像傳輸?shù)男枨笠蚕喈?dāng)旺盛。移動(dòng)視頻圖像傳輸，廣泛用于公安指揮車、交通事故勘探車、消防武警現(xiàn)場(chǎng)指揮車和海關(guān)、油田、礦山、水利、電力、金融、海事，以及其它的緊急、應(yīng)急指揮系統(tǒng)，主要作用是將現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖像傳輸回指揮中心，使指揮中心的指揮決策人員如身臨其境，提高決策的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，提高工作效率。富士達(dá)就移動(dòng)視頻圖像傳輸采用公網(wǎng)和專用技術(shù)兩種情況作相關(guān)介紹。

2.1 利用CDMA、GPRS、3G公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳輸圖像

CDMA無線網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)傳輸技術(shù)具有很多優(yōu)點(diǎn):保密性好、抗干擾能力強(qiáng)、抗多徑衰落、系統(tǒng)容量的配置靈活、建網(wǎng)成本低等。CDMA采用MPEG-4壓縮方式，用MPEG-4的CIF格式壓縮圖像，可以達(dá)到每秒2幀左右的速率;如果將圖像調(diào)整到QCIF格式，則可以達(dá)到每秒10幀以上。但是，對(duì)于安全防范系統(tǒng)來說，一般采用低傳輸幀率而保證傳輸?shù)那逦?，因?yàn)橹挥蠧IF以上的圖像清晰度才可以滿足調(diào)查取證的需要。如果希望進(jìn)一步提高現(xiàn)場(chǎng)圖像的實(shí)時(shí)傳輸速率，一個(gè)簡(jiǎn)單的方案是采用多個(gè)CDMA網(wǎng)卡捆綁使用的方式，用來提高無線信道的傳輸速率。市場(chǎng)上有2~3個(gè)網(wǎng)卡捆綁方式的路由器，增加網(wǎng)卡的代價(jià)是增加設(shè)備成本和使用成本。隨著視頻壓縮技術(shù)的不斷發(fā)展，單個(gè)網(wǎng)卡上3~4幀/秒圖像傳輸速率是可以實(shí)現(xiàn)的，如果每秒鐘可以傳輸3~4幀CIF格式的圖像，可以滿足一般移動(dòng)公共交通設(shè)施的安全監(jiān)控的要求。

GPRS是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，支持特定的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)服務(wù)，以"分組"的形式傳送數(shù)據(jù)。GPRS峰值速率超過100 kbit/s，網(wǎng)絡(luò)容量只在所需時(shí)分配，這種發(fā)送方式稱為統(tǒng)計(jì)復(fù)用。GPRS最主要的優(yōu)勢(shì)在于永遠(yuǎn)在線和按流量計(jì)費(fèi)，不用撥號(hào)即可隨時(shí)接入互聯(lián)網(wǎng)，隨時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，資源利用率高。

3G技術(shù)已經(jīng)取代GPRS和CDMA逐漸，可以實(shí)現(xiàn)的有效速率達(dá)384 kbit/s，在網(wǎng)絡(luò)部署的城區(qū)，可以實(shí)時(shí)傳輸一路CIF圖像，每秒可達(dá)到20幀。但需要注意的是，即使速率提高了很多，也不要認(rèn)為所有的移動(dòng)交通設(shè)施可以同時(shí)將圖像傳輸回監(jiān)控中心，因?yàn)橥瑫r(shí)概念對(duì)于公網(wǎng)圖像傳輸來說幾乎是不可能的。

2.2 用于應(yīng)急突發(fā)事件的專用圖像傳輸技術(shù)

對(duì)于一些應(yīng)急指揮中心的圖像傳輸系統(tǒng)，往往要求將突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)的圖像傳輸回指揮中心。例如遇到重大自然災(zāi)害，水災(zāi)、火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，群眾的大型集會(huì)和重要安全保衛(wèi)任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)等。這類應(yīng)急圖像傳輸系統(tǒng)不宜使用公眾網(wǎng)絡(luò)傳輸，最好采用專業(yè)的移動(dòng)圖像傳輸設(shè)備。但目前我國(guó)對(duì)此尚未專門規(guī)劃頻率?？捎糜谝苿?dòng)視頻圖像傳輸?shù)募夹g(shù)有以下幾種。

2.2.1 WiMAX

WiMAX是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的寬帶無線接入技術(shù)，WiMAX采取了動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)制、靈活的系統(tǒng)資源參數(shù)及多載波調(diào)制等一系列新技術(shù)，并兼具較高速率傳輸能力(可達(dá)70 Mbit/s~100 Mbit/s)及較好的QoS與安全控制。WiMAX802.16e覆蓋范圍可以達(dá)到1~3英里，主要定位在移動(dòng)無線城域網(wǎng)環(huán)境。然而802.16e獲得足夠的全球統(tǒng)一頻率存在一定難度，且建設(shè)成本和設(shè)備價(jià)格較高。

2.2.2無線網(wǎng)格(MESH)技術(shù)

無線"網(wǎng)格(MESH)"技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)較近范圍內(nèi)的高速數(shù)據(jù)通信。利用2.4 GHz頻段，有效帶寬可以達(dá)到6 Mbit/s，這種技術(shù)鏈路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、組網(wǎng)靈活、維護(hù)方便。支持MeshController集中方式管理，終端數(shù)據(jù)無需配置，自動(dòng)生成解決方案。支持MeshController熱備份鏈路、自動(dòng)漫游切換等功能。支持MeshController用戶終端集中管理、多種驗(yàn)證方式使系統(tǒng)更安全。支持MeshController用戶流量控制功能，可根據(jù)用戶類型自由分配流量，支持限速，限流量，限制上網(wǎng)時(shí)間等功能。

對(duì)于固定無線圖像傳輸可以采用成本較低的WLAN技術(shù)產(chǎn)品;對(duì)于移動(dòng)視頻圖像傳輸可以采用公眾移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ脽o線圖像傳輸技術(shù)。希望有更多的同行能再進(jìn)一步關(guān)注無線圖像傳輸問題，以促進(jìn)該行業(yè)的發(fā)展。