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，一是固定点的图像监控传输系统，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，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、河流水利的视频和数据监控、森林防火 监控系统、城市安全监控等。下面按频段由低到高对不同的图像传输技术进行介绍。
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，有跳频和直扩两种工作方式。跳频方式速率较低，吞吐速率在2 Mbit/s左右，抗干扰能力较强，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，但 抗干扰性能较差，且多套系统同址使用受限制。
2.4 GHz图像传输可基于IEEE802.11b协议， 传输速率为11 Mbit/s，去掉传输过程中的开销，实际有效速率为3.8 Mbit/s左右。后来制订的IEEE802.11g标准，速率上限达到54 Mbit/s，该标准 互通性高，点对点可传输几路MPEG-4的压缩图像。
应用在2.4 GHz频段的还有蓝牙技术、HomeRF技术、MESH、微蜂窝技术等。随着应用范围的逐渐扩大，2.4 GHZ这个频段处于满负荷工作状态，其速率问题、安全问题、相互兼容问题值得进一步研究。
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，采用FDD双工方式，用16QAM、64QAM调制方式，基于DOCSOS协议。其工作频段相对较低，电波 自由空间损耗小，传播雨衰性能好，接入速率足够高，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，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、LMDS互为补充，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。目前存在的问题是 带宽不足，只有上下行各30 MHz，难以大规模使用。
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， 传输速率可以达到54 Mbit/s。根据WLAN的 传输协议，在 点对点应用的时候，有效速率为20 Mbit/s;点对六点的情况下，每一路图像的有效 传输速率为500 kbit/s左右，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，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，使得大范围采用5.8 GHz频段传输数字化图像成为现实，尤其适用于城市安全 监控系统。
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。这种 压缩技术在500 kbit/s速率时，压缩后的图像清晰度可以达到1CIF(352×288像素)～2CIF。在2 Mbit/s的速率情况下，该技术可以传输4CIF（702×576像素，DVD清晰度）清晰度的图像。采用MPEG-4压缩以后的 数字化图像，经过无线信道传输，配合相应的软件，很容易实现网络化、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，点对点连接很不经济，不适合小型设备，技术成本过高，同时5.8 GHz频段在部分地区面临频谱管制。
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、16QAM和QPSK三种调制方式。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，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。LMDS系统覆盖范围3公里～5公里，适用于 城域网。由于世界各国对LMDS的工作频段规划不同，所以其兼容性较差、雨衰性能差，成本也较高。
综上所述，对于城市数字化 监控系统，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，也是发展的趋势。
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、交通事故勘探车、消防武警现场指挥车和海关、油田、矿山、水利、电力、金融、海事，以及其它的紧急、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，提高决策的准确性和及时性，提高工作效率。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。
2.1 利用CDMA、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、 抗干扰能力强、抗多径衰落、系统容量的配置灵活、建网成本低等。CDMA采用MPEG-4压缩方式，用MPEG-4的CIF格式压缩 图像，可以达到每秒2帧左右的速率;如果将图像调整到QCIF格式，则可以达到每秒10帧以上。但是，对于 安全防范系统来说，一般采用低传输帧率而保证传输的清晰度，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。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，用来提高无线信道的 传输速率。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。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，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。
GPRS是一种基于GSM系统的无线 分组交换技术，支持特定的 点对点和点对多点服务，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，这种发送方式称为统计复用。
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，资源利用率高。
还有一种可以期待的选择是3G系统，目前全球已进入部署阶段，目前可以实现的有效速率达384 kbit/s，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，即使速率提高了很多，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，因为同时概念对于公网图像传输来说几乎是不可能的。
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，水灾、火灾现场，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。但目前我国对此尚未专门规划频率。可用于 移动视频 图像传输的技术有以下几种。
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、灵活的 系统资源参数及多载波调制等一系列新技术，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。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。然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度，且建设成本和设备价格较高。
2.2.2 无线网格（MESH）技术
无线“ 网格（MESH）”技术，可以实现较近范围内的高速数据通信。利用2.4 GHz频段，有效带宽可以达到6 Mbit/s，这种技术链路设计简单、组网灵活、维护方便。
