數(shù)字視頻無線移動(dòng)傳輸系統(tǒng)在物流業(yè)中的應(yīng)用

[摘 要] 本文論述了數(shù)字視頻無線移動(dòng)傳輸系統(tǒng)在物流業(yè)中應(yīng)用的解決方案。建立了總體架構(gòu)，解決了其中的關(guān)鍵技術(shù)，最后對(duì)開發(fā)的系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，取得了較好效果。

[關(guān)鍵詞] 無線 數(shù)字視頻 傳輸 物流

隨著物流行業(yè)的發(fā)展，需要數(shù)字視頻無線移動(dòng)傳輸解決方案來解決高速、高帶寬下音視頻和數(shù)據(jù)在無線非視距環(huán)境下的實(shí)時(shí)傳輸。

目前市場(chǎng)上無線視頻技術(shù)部份采用的是GPRS和CDMA技術(shù)，但是GPRS傳輸?shù)膸挷蛔?，傳輸視頻每秒就是只有幾幀，效果達(dá)不到要求，而且出現(xiàn)應(yīng)急事件時(shí)，信息不夠詳實(shí)，容易出現(xiàn)斷點(diǎn)和無線接收的死角。CDMA無線傳輸技術(shù)同樣存在這樣的缺陷，傳輸流暢的視頻基本上不可能實(shí)現(xiàn)，并且圖像只有幾幀，以抓圖的形式來傳輸，并且為小畫面尺寸，對(duì)于視頻系統(tǒng)而言，這種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)不能夠滿足實(shí)際的應(yīng)用需求。

而其他較高帶寬的無線傳輸方案，比如：微波（數(shù)字微波、擴(kuò)頻微波）、無線LAN等技術(shù)，雖然各有優(yōu)勢(shì)，但它們大多都存在共同的缺點(diǎn)，如只能做到通視傳輸、定向傳輸、并難以支持移動(dòng)傳輸?shù)龋瑥亩拗屏艘曨l監(jiān)控通訊系統(tǒng)的應(yīng)用，甚至無法滿足部份用戶最基本的需求。因此，急需在數(shù)字視頻無線移動(dòng)傳輸系統(tǒng)中引入新的技術(shù)來解決上述問題。

一、總體設(shè)計(jì)

數(shù)字視頻無線移動(dòng)傳輸系統(tǒng)通常最普遍的使用就是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式，這種傳輸方式安裝簡(jiǎn)單，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。采用由工作人員攜帶前端發(fā)射機(jī)，或者由工作人員采用專用背架背負(fù)著前端發(fā)射機(jī)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，將音視頻信號(hào)從現(xiàn)場(chǎng)傳回中心。為了保證傳輸效果良好，接收天線安裝在建筑物高處。車載式前端發(fā)射機(jī)固定在車上，將音視頻信號(hào)從現(xiàn)場(chǎng)傳回后方， 或者直接傳回中心。為了保證傳輸效果良好，接收天線安裝中心大樓的高處。

在不方便到達(dá)的地區(qū)，采用便攜式、背負(fù)式發(fā)射前端結(jié)合車載式發(fā)射前端實(shí)現(xiàn)現(xiàn)的數(shù)字視頻無線中繼傳輸，解決無線傳輸系統(tǒng)大范圍覆蓋。

網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，整個(gè)移動(dòng)無線傳輸系統(tǒng)將由便攜式、背負(fù)式發(fā)射端， 車載式發(fā)射端、中心三部分組成。便攜式、背負(fù)式發(fā)射端與車載式發(fā)射端的頻率相差在8M以上。

采用多點(diǎn)對(duì)一點(diǎn)的組網(wǎng)方式，在實(shí)際應(yīng)用中采用多個(gè)車載發(fā)射端實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)、大范圍的應(yīng)急移動(dòng)無線傳輸需求。此傳輸模式采用頻分方式，由多個(gè)不同頻點(diǎn)的發(fā)射前端組成發(fā)射系統(tǒng)，接收端同樣需要頻分方式進(jìn)行無線信號(hào)接收。每個(gè)發(fā)射頻率之間應(yīng)當(dāng)間隔在8M以上?？刹捎酶哳l率、專業(yè)、定向的模擬視頻微波傳輸方式進(jìn)行中轉(zhuǎn)，也可以采用寬帶城域網(wǎng)進(jìn)行中轉(zhuǎn)傳輸。

二、關(guān)鍵技術(shù)及天饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.COFDM技術(shù)概述

數(shù)字視頻無線移動(dòng)傳輸系統(tǒng)采用移動(dòng)通信系統(tǒng)中廣泛提出的COFDM 2K QPSK最新空間無線傳輸鏈路技術(shù)（正交頻分復(fù)用、多載波發(fā)射技術(shù)）和最為先進(jìn)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)（正交相移鍵控技術(shù)），結(jié)合數(shù)字圖像壓縮編碼和解碼處理（MPEG-2/MPEG-4格式）等多媒體網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸技術(shù)，能夠在高速移動(dòng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)視頻、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等寬帶多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)、同步移動(dòng)傳輸。它的實(shí)用價(jià)值就在于支持突破視距限制的應(yīng)用，是一種在無線電頻譜資源方面充分利用的技術(shù)，可以對(duì)噪聲和干擾有著很好的免疫力，繞射和穿透遮擋物是COFDM的技術(shù)核心。其基本原理就是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進(jìn)行傳輸。

COFDM技術(shù)通過各個(gè)子載波（1704 個(gè)子載波）之間聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力，提高了對(duì)多普勒相移和多徑干擾的免疫力，具有卓越的“繞射”與“穿透”能力，因此最適宜在非可視、有阻擋的城區(qū)環(huán)境中進(jìn)行無線傳輸，可以實(shí)現(xiàn)高碼流、高畫質(zhì)的音視頻在高速移動(dòng)中無線實(shí)時(shí)傳輸，輕松解決固定---移動(dòng)，移動(dòng)——移動(dòng)間的傳輸。具有覆蓋范圍廣、靈敏度高、移動(dòng)性好、抗干擾和抗衰減能力強(qiáng)、傳輸數(shù)據(jù)率高、穩(wěn)定性和可靠性突出等顯著優(yōu)點(diǎn)，為通信提供遠(yuǎn)距離、高質(zhì)量、高速率、無線實(shí)時(shí)傳輸?shù)睦硐虢鉀Q方案，可廣泛應(yīng)用于物流行業(yè)。

2.天饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

天饋系統(tǒng)是數(shù)字圖像無線傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，因此選擇良好的天饋系統(tǒng)并按照規(guī)定的要求進(jìn)行架設(shè)，將會(huì)大大提高系統(tǒng)的整體性能。在天饋系統(tǒng)中車載前端發(fā)射機(jī)采用5.5dB的全向吸盤天線，放置在汽車的頂部通過饋線與發(fā)射機(jī)相連；中心接收機(jī)采用10dB的全向玻鋼天線，安裝在指揮中心樓層頂部，或者安裝在鐵塔的頂部，多天線接收時(shí)，各天線之間間距為1M-2M；每根玻鋼天線通過饋線與各自的接收機(jī)相連；饋線選用12D的低損耗饋線；接收機(jī)放置在機(jī)柜中，并與饋線相連；視頻電視墻與各自的接收機(jī)輸出端相連，接收天線的高度與無線傳輸距離遠(yuǎn)近密切相關(guān)。

三、實(shí)現(xiàn)的性能指標(biāo)

該系統(tǒng)經(jīng)測(cè)試，可以提供高清晰移動(dòng)視頻、音頻和數(shù)據(jù)傳輸，720×576圖像尺寸，發(fā)射信道帶寬為4M，占用頻率資源少，接收強(qiáng)度高，可為8M的設(shè)備高提供AES 128位加密，可以自行設(shè)置密鑰，保密性好，具有強(qiáng)大的非視距傳輸功能，接收機(jī)自行設(shè)計(jì)，接收靈敏度高達(dá)-105 dBm，移動(dòng)速度180公里/小時(shí)以上仍能穩(wěn)定接，收發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率可調(diào)，發(fā)射頻率可調(diào)，系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，接收機(jī)的接收頻率可調(diào)。系統(tǒng)整體方案經(jīng)過反復(fù)優(yōu)化配置，表現(xiàn)出穩(wěn)定、可靠、傳輸遠(yuǎn)具有明顯的非視距傳輸能力、移動(dòng)能力、穿透能力、繞射能力和抗衰減能力。

參考文獻(xiàn):

馬建明 周長(zhǎng)城:數(shù)據(jù)采集與信息處理.西安:西安交通大學(xué)出版社，1998