某地海警无线图像传输系统解决方案V.docx
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某地海警无线图像传输系统解决方案V
某地海警
无线图像传输系统解决方案
2014年12月
1系统概述
为满足各种部门在应急突发事件发生时,实现双向线多媒体信息传输、多用户同时使用的需求,北京久华信信息技术有限公司推出了JoMobileNet移动多媒体接入系统和MESH战术宽带无线通信系统
JoMobileNet移动多媒体接入系统由分布式基站(中心站)和移动台(前端)构成。
每一个基站可以对上百个移动台进行管理,完成移动台的注册、呼叫、注销、带宽分配等管理功能,并实现双向语音、图像、数据等多媒体信息实时传输。
在指挥中心,可以通过GIS系统显示所有在线移动台的地理信息。
同时,多个基站可以同频组网,任一移动台可在授权的条件下在不同的基站间漫游。
JoMobileNet系统特别适合要求高清晰度视频传输、双向语音和数据交互、移动台数量大、覆盖范围大、通信质量有保障的专网应用。
JoMobileMESH战术宽带无线通信系统区别于传统无线网络的“基站+终端”模式,采用全新的无线网格网(MESH)设计理念,支持多节点(终端)之间“一跳”直通和“多跳”中继,支持单播或广播式传输。
系统带宽6MHz,最大数据吞吐量6Mbps。
小区域全无线组网,灵活机动,无需任何有线基础设施(光纤网络),无线覆盖无盲区。
所有节点可以任意移动,路由关系实时响应。
任何节点的损毁不影响整网运行。
系统支持语音,图像,数据和定位信息等多媒体信息的多跳中继传输,采用全IP的设计,易于与其它系统互联互通。
是小区域组网的最佳技术手段。
2系统建设方案
2.1系统覆盖情况
某地海警无线图传系统建设目标:
在辽宁沿海9个重点区域配置Net固定基站,每个区域的若干大海警船上配置Net无线图传车载台,将海警船周围海域的实时图像回传到固定基站,在通过有线链路回传到海警指挥中心;大海警船上配置Net基站,下属的若干小海警船配置Net无线图传车载台,将小海警船周围海域的实时图像回传到大海警船的基站上。
大海警船之间通过配置Mesh设备实现无线图像、数据、语音的传输。
项目覆盖范围为辽宁沿海9个重点区域海域及大海警船周围海域。
覆盖示意图如下:
由上述覆盖示意图可以看到,固定基站能够实现重点区域海域的覆盖。
固定基站的覆盖范围在30-80海里,在基站的覆盖范围内,大海警船上的车载台终端可以将采集到的图像实时回传到固定基站。
大海警船上配置Net基站,下属的小海警船上的车载台终端可以将采集到的图像实时回传到大海警船上。
大海警船上配置Mesh自组网设备,同一区域内的大海警船可以迅速地建立无线网络,系统内所有节点可自动组成最优网络,支持多跳中继通信,2个节点之间传输距离在2-10海里。
2.2系统组网方案
1.根据实际需要,在辽宁沿海9个重要区域各建设1个固定基站,下属的大海警船各配置1套Net基站设备、1套车载台设备和1套Mesh自组网设备。
大海警船下属的小海警船各配置1套车载台设备。
基站带宽4M,支持6路终端同时上传图像。
2.车载台配置在海警船上,用于海面移动监控,实时回传海面上采集的图像。
所有车载台可在各个基站间自动漫游切换。
3.固定基站覆盖时,基站天线安装在重点区域的铁塔上,以达到理想的覆盖效果。
4.9个重点区域基站接收的图像可通过有线链路回传到海警指挥中心。
5.调度指挥中心:
指挥中心安装有远程调度管理平台和其它配套设施,通过有线链路与9个重点区域安装的固定基站连接,实现指挥中心与所有移动台之间的图像、语音、数据等多媒体信息的实时交互,并对所有基站、移动台进行在线管理。
6.每个区域内的大海警船通过配置Mesh设备实现无线宽带自组网,系统内最多包含16个节点(终端),节点地位完全对等,节点位置可随意变换位置。
7.系统设备可以与350兆对讲设备共址,系统的语音功能可以通过350兆对讲设备实现。
8.系统设备自带加密功能,也可以外接加密设备。
9.系统采用时分双工技术,可以实现双向的视频传输,可以为视频会议提供双向的无线通道。
系统整体组网拓扑图:
2.3系统主要配置
某地海警无线图传系统,主要包括:
1)调度管理平台;
2)基站系统:
包括固定基站等设备;
3)前端系统:
包括车载台等设备;
4)Mesh系统:
包括Mesh设备等;
1、调度管理平台:
在某地海警指挥中心配备调度管理平台,通过无线和有线链路与所有基站连接。
调度管理平台主要包括:
●1台基站控制器:
实现多基站联网。
确保所有移动前端在多基站之间自动漫游切换,完成鉴权、注册、注销等功能。
●1台多媒体调度服务器:
实现图像、语音、数据等多媒体业务的转发。
●1台多媒体调度台:
配置多媒体调度软件,是实现调度功能的窗口。
在所有的调度台上,都可以对本级及下辖县区公安机关所有移动前端进行远程管理和指挥调度。
●1台视频服务器:
完成图像的解码、存储等功能,可以接入显示大屏、视频矩阵等设备。
●根据需要,可将多个多媒体调度台、视频服务器配置到指挥中心、各个警种支队等,实现分组管理。
●可将本级及下辖县移动前端采集的现场图像上传到省级调度管理平台。
●可与市局现有的图像联网平台、PGIS系统、警用便携式卫星系统、3G图传系统等统一汇接、相互融合,满足统一指挥、协同作战、资源共享、平战结合的实战需求。
2、基站网络:
根据覆盖需求在9个重点区域各建设1套固定基站,在每个大海警船上各配置1套基站,实现对重点区域及大海警船所属海域的覆盖。
固定基站系统包括基站设备、天线、馈线、避雷器、滤波器等。
●所有固定基站通过IP链路与本级调度管理平台联网,实现本级指挥中心与移动前端之间的实时通信。
●采用TDMA(时分多址),在2MHz/4MHz条件下,固定基站可同频接收4/6路移动前端的上传图像,图像质量同时达到CIF以上标准。
●采用TDD(时分双工),在同一工作频点,固定基站可与移动前端之间实现双向图像、语音、数据等多媒体信息实时传输。
●可实现多基站同频/异频组网,所有移动前端在多基站网络内自动漫游切换,相邻固定基站、移动前端之间无相互干扰。
●可接收本级所有移动前端上传的定位数据。
3、移动前端:
根据实际需要在大海警船和小海警船上各配置1套移动多媒体前端,移动多媒体前端车载台形式。
●车载设备包括车载台、天线,可配置在海上的海警船上,用于海面移动监控。
●所有移动前端可以与指挥中心实现图像、语音、数据等双向多媒体信息实时传输。
●所有移动前端在多基站网络内自动漫游切换,切换时间<3s。
●所有移动前端可上传定位数据,接收指挥中心下发的广播图像。
●指挥中心可对所有移动前端的图像、数据带宽灵活配置。
4、Mesh自组网系统:
根据实际需求,在所有大海警船上各配备1套Mesh自组网设备,实现同一区域所有大海警船的无线自组网。
●图像:
系统支持多种实时图像传输方式。
图像输入方式即可是模拟图像输入源,也可是IP摄像输入源。
系统带宽6MHz,最大数据吞吐量6Mbps。
2个节点直接传,系统带宽为6MHz,图像码流可达到6Mbps,每个车队节点可传输码流为3Mbps;中继1次,带宽衰减为3MHz,图像码流可达到3Mbps,每个车队节点可传输码流为1.5Mbps;中继2次,带宽衰减为1.5MHz,图像码流可达到1.5Mbps,每个车队节点可传输码流为0.75Mbps;
●语音:
系统支持广播式发言,任意节点说话,网络内的其他节点都能听见;最多可以支持四个节点同时说话,而且所有节点可以同时收听。
●数据:
系统支持数据传输,节点可将数据传给网络内任意一个或者多个节点。
数据业务支持TCP和UDP。
可传输短信、图片、战场报文等,还可根据使用特点定制开发指挥作战专用软件。
●定位:
系统支持GPS或北斗定位系统。
可通过后端指挥平台的地图上实时查看成员的位置。
3系统技术特征
3.1JoMobileNet系统技术特征
3.1.1调度管理平台介绍
配置调度管理平台,通过IP链路相连,可以实现对辖区内所有基站和移动前端的远程管理和业务调度。
同时,支持与上级指挥平台的分级管理调度,以及各警种、各分局指挥中心分组管理调度,真正实现联网应用,满足平战结合、统一指挥、协同作战的实战需求。
3.1.1.1平台构成
调度管理平台由基站控制器、多媒体调度机、多媒体调度台、调度管理软件、视频服务器等设备构成。
1)基站控制器:
实现多基站联网。
确保所有移动前端在多基站之间自动漫游切换,完成鉴权、注册、注销等功能。
2)多媒体调度机:
负责图像、语音、数据等多媒体业务的转发,是整个系统的核心。
3)多媒体调度台:
调度员的操作平台,是实现调度功能的窗口。
调度台可以是笔记本、台式机,配置调度管理软件,提供图形化的操作界面。
一台调度机可以驱动多个调度台,只要所有调度台处于一个网络内,并经过授权,都可以进行业务调度。
4)视频服务器:
完成图像的解码、存储等功能,可以接入显示大屏、视频矩阵等设备。
5)固定监控平台/PGIS系统:
调度管理平台接口标准、开放,可将移动监控图像与全市公安机关现有的固定监控图像管理平台、警用地理信息系统等相融合,形成网格化管理的“全网监控系统”。
3.1.1.2基本功能
1)所有前端经过授权均可进行调度管理。
2)参数查询和配置:
对基站、前端的工作频点、发射功率、物理层参数等进行查询和配置。
3)列表管理:
所有基站、前端填写在统一的列表中,可进行命名、IP设置等,并可以实时查询基本参数、视频带宽、数据带宽、在线状态等信息。
4)分组管理:
对所有前端进行分组,便于多警种、跨地域管理调度。
5)日志记录:
记录管理员操作、告警等多种数据信息,并可通过数据记录器对通话、视频进行录制。
6)在线状态控制:
前端鉴权、注册、注销等功能。
7)平台可同时开启多幅图像,最高不少于16幅,支持4/6/9/12/16等多种图像分屏显示方式,双击前端图标,该前端上传的图像自动显示。
8)平台可选择某个前端,一键通话,语音清晰,开关方便。
9)平台可完成和前端之间的IP数据传输,所有前端可设置为上线自动开启数据业务,必要时,可通过下行数据链路下传1路图像到某前端,实现视频会议功能。
10)可实时分配各个移动前端的数据带宽,包括视频数据带宽和透传以太网数据带宽。
11)平台具备语音、数据、视频等多业务融合能力,提供视频回传、语音调度、数据上传等多种调度手段。
12)平台采用开放式构架和标准协议,具备二次开发接口,可按用于需求进行快速定制。
13)平台人机界面友好,所有操作在同一的软件上进行,软件界面简洁、直观,操作简单。
3.1.1.3特殊功能
1)前端优先级:
可以为移动前端设置优先级。
在带宽资源有限时,所有前端依照优先级高低依次抢占带宽资源,以满足重要单位、重要视角的图像稳定性。
2)超级前端:
最高优先级,只要开机在线,该前端的业务需求始终得到保证。
例如:
超级前端在多基站网络中漫游时,图像永不掉线,带宽保持稳定。
3)一键高清:
在日常使用模式中,所有前端上传CIF图像。
如果某路图像呈现重大线索,需要更高的清晰度显示(D1/720P/1080i),可“一键配置”。
即使在带宽资源有限时,也会挤占同级或低级前端的视频带宽,以保证图像质量。
4)调度台优先级:
在重大活动保障或突发事件中,有可能多个调度台同时进行管理。
为避免相互冲突,可为某个调度台预设最高优先级,禁止其它调度台的操作。
5)用户告知:
当高优先级前端挤占其它前端的带宽,或超级调度台进行干预时,对正在使用的其它调度台发布告知,使其知道业务中断的原因。
6)保障预案:
在重大活动保障前,可提前制订指挥调度预案,通过配置各个前端、调度台的图像带宽、数据带宽等参数,以及优先级、分组属性,采取最适用的保障措施。
3.1.2基站系统
1)采用TDMA(时分多址)体制,在单基站条件下,基站和所有前端均工作在同一个频点,空中带宽<4MHz,使用频段为工信部规定的公安专用频段336~340MHz。
单基站在2MHz带宽条件下,可同频接受4路以上的移动前端上传图像,图像质量同时达到CIF以上标准。
2)所有前端共享上下行数据带宽,每个前端占用的带宽可根据实际需求进行配置。
3)所有前端开机自动在线,可上传定位数据,接收下行广播语音和数据,便于指挥中心统一掌控。
每个基站可注册在线的前端最高255台。
4)多基站组网时,可通过同频/异频组网方式,所有前端在多基站之间自动漫游切换,完成鉴权、注册、注销等功能。
相邻固定基站、前端之间无相互干扰。
5)基站与本级网管控制平台之间,可通过现有公安专网连接。
6)采用TDD(时分双工)体制,基站可在同频条件下与所有前端实现双向图像、语音、数据等多媒体业务的传输。
7)基站可选定某前端上传1路语音,实现全双工语音调度。
8)IP数据接口为标准RJ45接头,可通过IP链路与本级调度管理平台相连。
9)具备模拟音视频接口,采用BNC接头,连解牢固可靠。
10)基站的各种参数可由本级调度管理平台远程配置,包括IP地址、MAC地址、工作频点、发射功率、带宽分配模式、多基站切换漫游阈值等。
11)基站采取完备的抗干扰设计,防止与警用350M系统相互干扰。
12)固定基站设备可集成到高强度军用便携箱内,配合快装天馈系统,实现便携式基站。
13)频谱扫描功能:
固定基站具备频谱扫描功能,可以在电脑上显示50MHz以上的频谱状态,灵敏度优于-90dBm。
3.1.3前端系统
1)前端图像数据带宽可灵活配置,配置方式包括:
固定带宽分配,平均带宽分配,调度管理平台指定带宽等方式。
2)在多基站条件下,所有前端可以在基站间自动漫游切换,视频切换时间<3秒,越区时不会发生频繁切换。
3)所有在线的前端可将定位模块采集的信息实时上传到调度管理平台。
4)所有在线的前端均可接收调度管理平台下发的广播语音或数据。
5)前端可上传以太网数据,实现双向IP数据透明传输。
6)前端的上行IP业务数据和图像数据带宽可灵活分配。
7)所有前端均应具备配置接口,满足调度管理平台远程管理需要,包括IP地址、MAC地址、工作频点、发射功率等参数的远程配置,以及鉴权、注册、注销等功能。
8)前端体积不大于19英寸/1U,前端发射功率<20W。
9)调度管理平台可下传一路图像到指定前端,实现应急状态下的车载前端与后方指挥人员的视频会议。
3.2JoMobileMESH系统技术特征
3.2.1技术特点
系统主要技术特点为:
1)全无线组网,灵活机动:
在任何时间任何地点,不依靠任何其它的固定通信网络设备(如光纤等),迅速地建立无线网络。
现场指挥车、中继台、单兵设备只需打开电源就可自动组成多跳传输网络,相互通信。
2)多跳通信,覆盖无盲区:
系统所有节点支持多跳中继(接力)通信,适应多种地形和应用。
尤其在建筑群内、大型办公场所内、甚至是地下场所等传统无线电设备无法覆盖到的区域,可依靠中继台进行覆盖延伸,实现接力通信,覆盖无盲区。
3)快速移动,动态路由:
语音、图像和数据的通信不会受到系统拓扑结构变化的限制,系统随着拓扑结构变化自动重新计算多个节点之间的路由关系并实时响应。
4)全IP组网,易于互联:
系统采用全IP的设计理念,易于与其它通信设备互联互通。
5)业务丰富,终端智能:
系统支持语音、图像、数据(短信、图片等)和定位信息(GPS/北斗)的实时传输。
所有节点均可与智能终端配合使用。
智能终端类型可以是笔记本电脑,也可是掌上电脑(PDA,智能手机)。
3.2.2组网应用模式
MESH战术宽带无线通信系统除去基本的多跳功能之外,最重要的功能是支持快速移动情景下的拓扑结构快速变化。
其主要的技术特征如下:
3.2.2.1快速入网
节点在开机后,可以在2秒之内完成入网流程。
保证系统节点在脱网后重新入网时,能够迅速建立通信。
如图所示,节点4由于移动造成脱网,当其向网络靠近时,在2秒内可迅速入网。
3.2.2.2路由快速更新
如下图左边所示7个单兵形成最多3跳拓扑结构,由于单兵移动,网络拓扑结构发生变化至右图时,系统能快速响应拓扑结构,并在2秒内重新构建路由系统,保障信息畅通。
3.2.2.3智能路由选择
由于无线链路带宽,如果发生某条最优路径链路剩余带宽不够,可以选择次优进行信息传输。
如下图左所示,当实线无线链路被占满,最左边单兵要发起业务给最右边单兵时,可通过右图所示上边的链路建立传输路径。
3.2.2.4多小组快速合并
7人小组由于地理隔离拆分成两个小组:
A组和B组。
A组成员和B组成员之间无法进行通信。
当两个小组重新靠近的时候,可在2S内重新合并成一个7人大组。
所有成员可以进行正常的通信。
3.2.2.5其它重要技术特征
由于系统采用时分多址(TDMA)技术,系统每增加一跳,带宽下降约一半,三跳之后带宽不继续下降。
4无线图传产品技术指标
1.JoMobileNT-BS标准基站设备
JoMobileNT-BS基站设备采用标准19’/3U结构,由三部分组成,分别是处理单元、收发单元和解码单元。
●收发单元:
完成射频信号和基带信号的转换。
●处理单元:
完成基带信号的调制解调、均衡、信道编译码等处理。
●具备50MHz带宽调整范围,适应各种复杂电磁环境。
●可连接两根接收天线,应用空间分集技术,可以获得比单根接收天线更好的覆盖效果;
2.JoMobileNT-VE车载设备
4W车载台:
●
发射功率:
1W~4W可调;
●车载CD大小;
●功耗<25W。
20W车载台:
●发射功率:
1W~20W可调;
●标准19’/1U机箱;
●功耗<80W;
●覆盖范围大于4W车载台。
车载台特征:
●多种业务接口:
包括图像、调度语音、伴音、IP数据、GPS等多种接口;
●按键及液晶屏:
可用于车载台的参数设置及语音呼叫,显示系统同步状态、数据收发状态、系统接收场强等,并可快速进行设备配置、操作;
●WLAN模块:
支持无线数据连接;
●可外接手咪,实现双向通话功能;
●具备50MHz带宽调整范围,适应各种复杂电磁环境;
●采用1根车载吸顶全向天线;
●同时具备AC220V和DC12V两种供电方式,以便降低车载供电系统的复杂度。
3.JoMobileNT-BX单兵设备
●
发射功率:
1W~4W可调;
●整机功耗<25W,可外接AC220V或DC12V供电;
●采用全密封式设计,具备防水防尘功能,防护等级达到IP54;
●操作简单,携带方便,重量小于5kg;
●自带锂电池,安装、拆卸方便,单电池可连续工作3小时以上;
●具备50MHz带宽调整范围,适应各种复杂电磁环境。
●具备视频、音频、IP数据、参数配置等各种接口,连接牢固可靠;
●具备指示灯,可显示系统同步状态、数据收发状态、系统接收场强、电量显示等;
●配置手柄,带液晶屏和调节按钮,并快速进行设备配置、操作;
●配置马甲,方便背负,放置音视频连接线、备用电池等各种配附件;
●采用1根背负式全向天线。
4.JoMobileNT-RT布控台
●发射功率:
1W~4W可调;
●整机功耗<30W,可外接AC220V或DC12V供电;
●采用全密封式设计,具备防水防尘功能,防护等级达到IP54,可采用隐蔽式设计;
●
操作简单,携带方便,重量小于4kg(不含电池);
●具备50MHz带宽调整范围,适应各种复杂电磁环境;
●具备指示灯,可显示系统同步状态、数据收发状态、系统接收场强、电量显示等;
●配置手柄,带液晶屏和调节按钮,并快速进行设备配置、操作;
●采用1根背负式全向天线。
5.
MESH设备
JoMobileMESH迷你型节点
●
体积98x93x35mm
●重量340g
●发射功率100mW
●整机功耗8W
●工作温度-10~+50摄氏度
●IP54防护等级
●适用于单兵携带,小范围覆盖
JoMobileMESH室外型节点——G2
●体积180mmx180mmx65mm
●重量1.8Kg
●发射功率1W
●整机功耗14W
●工作温度-20~+50摄氏度
●达到IP66防护等级
●适用于室外长期工作
JoMobileMESH室外型节点——G3
●体积130mmx126mmx60mm
●重量960g
●发射功率1W
●整机功耗10W
●工作温度-10~+50摄氏度
●达到IP66防护等级
●适用于室外长期工作
6.主要技术指标
JoMobileNet系统技术指标
基站
移动前端
类型
固定基站;便携式基站
车载移动前端;单兵移动前端;布控台
系统指标
中心频率
300MHz~350MHz,1MHz步进可调;300MHz~1.2GHz可定制
载波带宽
2MHz/4MHz可选
数据带宽
上行最高2.8/4.2Mbps,下行最高800k/1.1Mbps
双工/多址方式
TDD/TDMA
发射功率
1~4W连续可调,10W可定制
接收灵敏度
≤-98dBm
≤-104dBm
视频编解码
MPEG-2/H.264
设备供电
AC220V
AC220V/DC12V
设备功耗
≤160W
≤25W
业务功能和接口
多终端在线
单基站支持255个移动前端在线,接收下行广播语音和数据,上传GPS信息
多基站漫游
多基站覆盖范围内,移动前端自动漫游切换
视频
单基站可同时接收6路图像,分辨率CIF/HD1/D1
语音
上行图像伴音
上行选呼,结合下行广播语音,实现基站和移动前端之间的全双工语音调度
支持移动前端之间PTT语音通信
数据
RJ45接口,提供透明以太网传输通道
天线
N型×2
N型
管理和调度
RJ45/Mini-USB配置接口,支持远程参数配置和业务调度
指挥中心配置MDS多媒体管理调度系统,可与固定监控图像管理平台、警用地理信息系统融合
物理指标
外形尺寸
19英寸×3U
(长426mm×宽389mm×高134mm)
车载台:
长178mm×宽219mm×高50mm
背负台:
长255mm×宽215mm×高68mm
设备重量
12kg
车载台1.2kg;背负台3.2kg(含电池)
工作温度
0℃~55℃
-20℃~55℃
JoMobileMesh系统技术指标
接口
射频接口(天线1和2)
电源和网口接口
控制和声音接口
N型
Amphenol系列接头
Amphenol系列接头
典型工作范围:
发射功率100mW-2W
视距40Km+,非视距1000-1500m
射频接口
天线1收发
和天线2组成接收分集
天线2仅收
射频及调制
输出频率
300-470MHz,470-700MHz,700-1200MHz,1200MHz以上
频率调节步长
125KHz
输出功率
30-10dBm步长0.25dB
空中带宽
2.5,3.0,3.5,5.0,6.0MHz
网络容量
最大6Mbps
调制方式
COFDM360子载波
子载波调制
QPSK,16QAM
前向纠错
FEC1/2
接收灵敏度
-98dBm
IP接口
以太网
100BaseT
IP地址分配
DHCP动态或固定IP
视频音频
广播式VLC兼容
流格式
支持RTSP
A/V输入选项
视频输入
模拟符合
视频格式
525/625(PAL/NTSC)
视频编码
H.264
图像质量
用户可选质量水平
视频比特率
2.4Mbps-50Kbps
分辨率
1080p-CIF
视频帧率
30-2F/S
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