1、移动无线高清晰度视频实时传输系统解决方案LB2000 移动无线高清晰度视频实时传输系统解决方案 中国船舶重工集团公司 第七二四研究所2005.04 Copyrights LB2000无线高清晰度视频实时传输系统解决方案无线图像传输即视频实时传输主要有两个概念，一是移动中传输，即移动通信，二是宽带传输，即宽带通信，因此，研制能够在高速移动过程中将频带很宽的高清晰度视频进行稳定传输的无线图像传输系统，就要解决二个主要问题：一是由多径传播引起的回波干扰；二是频率资源的使用率和渐趋饱和的问题。在过去的无线图像传输，主要是以单向的模拟电视广播业务为主，一套电视节目采用一个单独的频点，单频网可以提高频率资
2、源的利用率，但是在不同地点用相同频率同频发射播出电视节目时，它们之间会有相互干扰，另外，由于接收或发射的一方处于移动状态，无论是发射或接收都会遇到强烈的多径干扰即回波干扰，因此，对回波干扰的处理方式可能从根本上影响一个无线高清晰度视频实时传输系统的性能，而LB2000无线数字高清晰度视频实时传输系统中的COFDM传输技术正是可以有效地利用回波而不是消极地排除回波引起的问题。因此 ，在城市环境里，LB2000特别适合解决当今摩天大厦林立的现代都市环境。LB2000无线高清晰度视频实时传输系统利用未来3G移动通信的成熟技术，利用多载波调制技术和高清晰度视频编解码技术，开创性的解决了在非视距环境下传
3、输“实时视频”的问题，下面我们重点探讨的是，LB2000在不同使用环境的各种应用的解决方案。无论是那个部门，那个行业，使用无线高清晰度视频实时传输设备，我们可以按不同的功能分为以下几项：一，系统从传输功能上分为：1. 发射前端；2. 接收端；3. 中继；二，系统传输结构分为：1.点对点应用；2.点对多点应用；3.多点对多点应用；三，而从传输工作方式上则可以分为下列四种方式应用：1 人到车；2 车到车；3 车到指挥中心；4 全城联网覆盖（移动基站覆盖方式）；我们从以上不同功能逐项介绍，从而全面了解LB2000系统的实际应用；第一章 传输系统的组成 一，发射前端： 无论LB2000怎样使用，发射前
4、端指的是将前端现场摄像机采集的图像通过LB2000系统的发射机传输的一整套设备，前端系统一般包括：1 摄像机（摄像头，DV，专业摄像机）；2 云台；（控制摄像头方向时配置，用便携摄像机不需要使用）3 云台解码器（控制云台使用）；4 LB2000发射机5 天馈 图1 背负式前端发射系统 二，接收系统： 接收系统指的是接收发射机传输过来的视频的一整套设备，系统包括：1 LB2000接收机；2 天馈3 滤波器 三，中继系统： 中继系统指的是延长传输距离，中转传输信号的一整套设备，中继系统可以有多种方式，这里不作详细介绍，一般中继系统分为下列几种方式： 1微波中继方式：使用固定微波传输； 微波中继方式
5、，一般采用无线宽带接入系统或高容量，高带宽微波设备进行视频的中转，也可以采用专业的模拟图像微波传输设备中转。采用这种方式，可以快速，高效，低成本的建设视频通信中继链路，迅速和机动的将视频实时传输到接收基站或指挥中心。 一般，我们采用的设备有： LB-460模拟微波图像传输系统，频率为0.951.8GHz, 2.33.0GHz, 10.7GHz15GHz. LB-2400数字微波图像传输系统，频率为2.4GHz; LB-5800数字微波图像传输系统，频率为5.8GHz; 2光纤中继方式：使用光纤网络传输； 光纤中继，顾名思义，即使用专用的光纤网络，使用专用的图像端机设备中转视频信号； 3网络中继
6、方式：这是目前最省钱，也最广泛使用的中继方式，使用IP网络传输，如：数据专线，ADSL,局域网等，配合我公司的LB-1700高清晰度视频服务器,可以在网络上将LB2000的高清晰图像在IP网络上实时传输； 4差频中继方式：使用另外一套不同频段的LB2000中转； 一般使用两套或三套不同频段的LB2000进行接力传送，这种中继传输方式不受地形限制，快速机动，但成本较高。 第二章 传输结构传输结构指的是以LB2000系统为核心，以传输路径和传输视频的通道数量组成的。一般分为：一点对点： 点对点应用一般使用一套LB2000系统，由一个前端发射系统和一个接收系统组成，这种应用最为广泛，大部分使用都是采
7、用这种结构。 图2 点对点应用系统组成示意图 二点对多点： 点对多点应用一般有两种方式，1、一发多收即一点发，多点收，其实这种方式为点对点应用的延伸，因为，一个发射前端，只占有一个传输通道，接收系统由多个同频段接收机组成，由接收机组成的接收系统成本较低，因此，采用一发多收系统，成本并不高，但可以由此组成一个全城覆盖系统，通过多个地点设置同频段接收机组成分布式接收基站，当发射前端移动到任何一个接收基站的覆盖范围内时，接收基站接收视频图像，然后再通过中继系统将各地点收到的信号中转到指挥中心。在这个过程中，发射前端在各基站的覆盖范围内根据信号强度的大小自动接收，类似移动通信中的“自动漫游”功能。 图
8、3 LB2000系统一发多收系统示意图 2、多发一收，采用这种结构，必须采用频分方式，由多个不同频点的发射机组成前端发射系统，而接收系统则必须能接收到不同频段发射机传回来的信号，而且接收系统必须高度集成，天馈系统也要高度集成和简单。多发一收系统因为使用多频点，成本比较高。 图4 多发一收系统示意图 三多点对多点： 多点对多点，指的是由多个不同频点的发射前端和接收系统组成的应用网络，系统比较复杂，成本较高。 多点发射，必须使用多个不同频率的发射机，发射机数量越多，占用频率带宽越宽，接收系统也必须使用多个不同频率来同时接收，因此，接收系统结构较负责，但这种应用方式，大大提高了系统的覆盖范围和应用群
9、体，一个中等以上的城市采用多点对多点的网络结构，可以将多个部门的图像共享，传输多路图像，如果有一个完整的调度体系，就可以组成一个应急指挥视频监控系统或移动视频监控系统。 图5 多发多收系统示意图 第三章 应用方式 通过前两章的分析，我们可以在一个由LB2000无线高清晰度视频实时传输系统组成的应用体系中，根据传输方式和网络结构分类为各种不同的应用，但在实际使用时，即工作方式和使用环境上我们又分为下列几种：1、人到车；一般，在某些部门，使用LB2000系统，采用由工作人员携带前端设备，如军队的侦察人员，消防部门的消防和搜救队员已经公安部门的刑侦队员等，工作人员采用专用背架背负LB2000发射前端
10、设备，将信号从各种现场（建筑物内，街道，广场，战场等）传到后方的指挥车或者直接传到指挥中心，这种应用方式主要是受到发射机功率的限制，因为由人员携带的设备在功耗和功率上都必须降低要求，对发射机的供电和天线的长度以及设备的体积和重量都要综合考虑，因此，传输距离较短。在城市环境同一水平面的街道上，我们通过测试得出的传输距离一般在有阻挡情况下可以达到1公里以上，最远能达到3公里。在城市环境同一水平面路面上，无阻挡情况下可以传输3公里以上，最远可以达到7公里。 图6 背负式发射前端传输到指挥车2、车到车； 车到车方式，一般在军队和公安等部门使用比较广泛，由于发射前端安装在机动车上，从而能够保证有正常的供
11、电系统，可以在机动车上使用大功率发射机，从而提高传输距离，在城市环境同一路面，有阻挡情况下，最小传输距离可以达到2公里，最大传输距离可以达到4公里，在城市环境同一路面，无阻挡情况下，车到车之间的最小传输距离可以达到5公里，最大传输距离可以达到7公里。 车载接收系统可以使用带升降杆和高增益全向天线结合的方式，接收天线的高度越高，传输距离越远，因此，车载接收系统使用车载天线也要尽可能的使用高增益天线，并尽可能使用大型车辆及升挂设备。 图7 车载前端到车载接收系统3车到指挥中心： 车到指挥中心，一般指的是发射前端安装在机动车上，而接收系统安装在指挥中心，这和车到车方式类似，但由于接收系统安装在指挥中
12、心，也就有条件安装在比较高的位置上，这样，其覆盖范围大大提高，如果安装接收天线的高度达到100M,则在有楼群阻挡的情况下，LB2000无线高清晰度视频实时传输系统能够传输510公里，最远传输距离可以达到20Km。如果高度达到200米，则可以在有阻挡的情况下可以传输20Km，而在无阻挡的情况下，一般有效距离为50公里以上（视距传输），如果传输环境理想，最大可以传输100Km远，车到指挥中心这种工作方式，适合在大、中型城市使用，也可以作为一种中继方式使用，这种用法适合公安、消防指挥车等等的应用。 图8 车载前端至指挥中心的通信方式4、全城联网覆盖（移动基站覆盖方式）； 所谓全城联网覆盖，在前面的传
13、输网络结构已作介绍，一般全城联网覆盖有一发多收网络结构和多发多收网络结构，适合大城市、特大城市的无线移动视频监控，下面我们以一发多收这种网络结构来详细介绍这种应用方式，而多点对多点的联网覆盖方式是在一发多收的联网覆盖方式上叠加多各频点发射设备而组成的。 图9 微波中继网络中继的城市覆盖示意图 假设某各大城市公安部门使用LB2000无线高清晰度视频实时传输系统作为应急指挥系统的辅助装备，用于“110” 指挥中心，将各个区域的重大事件的实时视频传回到市指挥中心，提供给市局领导决策指挥，该城市管辖区域长30公里，宽10公里。这个城市现代化程度非常高，高楼大厦多，居民区密集，楼房间距小，而且希望一期覆
14、盖范围能达到70，主要干道和主要商业区覆盖范围能达到90。因此，我们建议该市局一期工程采用一发多收全城覆盖方式，而二期工程采用多发多收的全城覆盖方式。 图10 某城市基站覆盖网络示意图 首先，我们选取该市主要商业中心和重点路段，通过图上作业，根据该城市制高点的分布情况，分为方圆半径为25公里不等的6个覆盖区域，楼群集中的商业区覆盖范围为3公里，一般居民区和工业区覆盖范围为5公里半径，6个区域架设6个全向接收系统，系统接收回来的图像通过三路2M数据专线，使用南京第七二四研究所的LB-661视频服务器将图像传回到市指挥中心，其它三路使用南京第七二四研究所的LB-460开路电视传输系统将图像用微波方
15、式发回到市指挥中心，当市局的通信指挥车到达A区时，在市局的指挥中心在4-20公里（根据楼房阻挡情况）范围内能直接收到指挥车发来的视频，而A区的接收基站也同时收到指挥车发来的视频信号，并通过微波自动传回到指挥中心，当车开到F区时，F区的基站接收到指挥车传来的视频信号，市指挥中心收不到指挥车的信号, F区接收的信号通过2M数据专线将视频信号自动发送到市指挥中心，这样，指挥车到那个区域，均通过本地的LB2000接收基站中继到市指挥中心，从而达到了全城覆盖的功能。这种方式，类似我们日常使用的手机信号自动漫游功能。也有这种情况，就是同时有多个基站收到同一路信号，那么，指挥中心的两个监视器也就同时收到同一
16、个图像，这这时，在指挥中心的大屏幕上，我们可以仅仅显示一路信号比较好的图像，供指挥员使用。由于接收机的成本较低，因此，基站建设费用较低， 第四章 LB2000系统主要技术性能指标1) LB2000系统发射前端设备性能指标：调制方式： COFDM，2K，QPSK工作频段： 可在340MHz, 400800MHz ,1.01.6GHz, 2.3G2.5 GHz;内选择;信道带宽： 8MHz;图像压缩格式: MPEG2 4：2：0传输距离： 单兵便携式不低于10公里(通视情况下); 车(船)载式35公里(通视情况下);输出功率： 便携型2W, 车载型10W 传输时延： 小于200ms移动速度： 每小
17、时不低于180公里;通道带宽 8MHzFEC： 1/2保护间隔： 1/8电池工作时间：单兵便携式2小时以上电源接口： 航空插头设备重量： 单兵便携式设备不大于5公斤(不含备用电池、天线)； 载式设备不大于5公斤；供电： AC 220V, DC 12V工作温度： -40C+70C；设备外观： 军绿色，12060200，2.5Kg环境湿度： 不小于95%射频接口： 车载型可和便携型设备通过射频接口连接发射机结构： 防爆机箱，全铝合金机壳，全封闭防护标准： 军标，防爆，防尘，防水，防锈蚀，防震2) LB2000系统音视频技术指标 图像制式： PAL； 视频压缩解压标准：MPEG-2； 分辨率： 72
18、0水平线 576垂直线； 视频速率： 大于4Mbit/s（速率可调）； 音频通道： 左右声道。3) LB2000系统接收设备技术指标接收技术： 空间分集接收，可双天线接收，也可单根天线接收 覆盖范围： 全向360 接收天线增益： 10db 接改门限： /= -88dBm输出接口： 标准AV接口，可同时输出三路VIDEO视频 设置接口： RJ45;电源供电： AC220V. 4) LB2000系统接口指标：(1)、前端发射系统摄像设备接口：复合图像BNC接口,声音2通道(单声/立体声)左/右；机箱接口：6芯/8芯军用航空插座；电源接口：6芯航空插头；电池：锂电 10AH或车载电瓶；与电源充电设备
19、接口技术要求：DC14.8V充电；(2)、前端发射功率放大系统外置独立功放射频接口：L16；与电源设备接口技术要求：AC220V 7A；(可利用载车自身直流电源供电)；安装尺寸：19寸标准机架式；(3)、接收系统输出接口：标准AV接口，声音RCA(L/R)；接地电阻要求：小于4；电源要求： AC220V DC12；安装要求： 19寸标准机架式； 总结： LB2000无线高清晰度视频实时传输系统的卓越性能和高性价比以及合理科学的配置，在结合南京第七二四研究所在无线和有线网络视频传输领域的领先技术和丰富的综合集成经验，我们可以为客户提供经济，快速，高效和先进的视频传输解决方案，并以自有知识产权的高新科技产品为用户提供优良的服务。
