基于3G網(wǎng)絡(luò)的戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)

沈劉平等

摘 要： 為了充分發(fā)揮視頻會議系統(tǒng)在軍事行動中的支撐作用，在分析了該系統(tǒng)應(yīng)用于作戰(zhàn)領(lǐng)域主要特征的基礎(chǔ)上，給出了融入3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并探討了系統(tǒng)構(gòu)建過程中的若干關(guān)鍵問題。研究表明該系統(tǒng)能在一定程度上提高視頻數(shù)據(jù)的傳輸效率，可為從事野外電視會議保障和相關(guān)研究的技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞： 3G服務(wù)； 戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)； 無線接入； 傳輸策略

中圖分類號： TN911.7?34； TP393 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2014）11?0037?03

Abstract： In order to make full use of the support role of the video conference system in the military action， the architecture of the battlefield video conference system integrating into the 3G web services is described in this paper， based on the analysis of the primary characteristics of the system applied to battle field. Some pivotal problems in the process of the system construction are discussed. The research result shows this system can improve the transmission efficiency of video data to a certain extent， and provides references for the men who engaged in the field service of TV conference and interrelated technical personals.

Keywords： third generation wireless communication service； battlefield video conference system； wireless access； transmission strategy

0 引 言

為深度拓展作戰(zhàn)信息的通聯(lián)渠道，全面掌握部隊戰(zhàn)斗力在不同作戰(zhàn)階段的變化規(guī)律，有效提高各級指戰(zhàn)員偵察情報和命令指示上傳下達的數(shù)字化水平，各國軍事部門都加大了對戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的投入力度，不斷完善系統(tǒng)構(gòu)建形態(tài)和組網(wǎng)方式，盡力滿足部隊在不同戰(zhàn)場環(huán)境下多維感知外界信息的迫切需求。

鑒于戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)廣闊的應(yīng)用前景，本文在分析了該系統(tǒng)區(qū)別于同類民用產(chǎn)品主要特征的基礎(chǔ)上，積極探索將3G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運用到視頻數(shù)據(jù)傳輸過程中的可能性，給出了符合實際軍事需求的戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，并進一步探討了構(gòu)建該系統(tǒng)需要著重考慮的幾個關(guān)鍵問題。

1 戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的主要特征

戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)（Battlefield Video Conference System），又稱為戰(zhàn)場會議電視系統(tǒng)，是指戰(zhàn)場空間內(nèi)兩個或兩個以上處于不同地域的己方單位或個人，通過現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)以及信號解壓縮處理技術(shù)，完成語音、圖像及數(shù)據(jù)信息實時交互，實現(xiàn)戰(zhàn)場監(jiān)控、作戰(zhàn)指揮、會晤決策等軍事目的的系統(tǒng)設(shè)備[1]。

基于作戰(zhàn)進程的運動特性，從直觀反映戰(zhàn)場變化情況的角度出發(fā)，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)除了具備一般民用視頻會議系統(tǒng)的基本功能外，還應(yīng)該體現(xiàn)如下特征：

（1） 布點設(shè)站的靈活性。戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)要求不受地域限制，所以除固定式傳統(tǒng)形態(tài)外，還配置了車載式、班用可搬移式、單兵便攜式等多種形態(tài)，并賦以相應(yīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)和安全管理機制，以滿足不同級別軍事用戶的使用需求，可以布放到民用視頻會議系統(tǒng)無法覆蓋的險要區(qū)域，而且系統(tǒng)搭建和撤收方便快捷，并能根據(jù)任務(wù)特征及時進行位置調(diào)整和狀態(tài)轉(zhuǎn)換。

（2） 執(zhí)行任務(wù)的準實時性。因為戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)可隨己方部隊靈活機動，故根據(jù)特定作戰(zhàn)需要，將其就近配置在同一任務(wù)區(qū)域的作戰(zhàn)單位中，當收到視頻通信請求時，可快速建立數(shù)據(jù)鏈路，互傳流媒體信息。特別適合那些只能通過現(xiàn)場視覺信息反饋才可以做出科學(xué)決策的場合，包括作戰(zhàn)指揮進度跟進、戰(zhàn)場態(tài)勢變化掌控、人員裝備戰(zhàn)損情況評估等等，以及其他民用視頻會議系統(tǒng)無法預(yù)先部署的地域。

（3） 建設(shè)成本的低廉性。相較于民用視頻會議系統(tǒng)，由于只要配置相關(guān)會議終端并動態(tài)接入周邊即設(shè)基站，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的后期投入成本無論是從人力上還是物力上都要遠遠低于前者，而且對于一些不必執(zhí)行長期視頻交互任務(wù)的非重點區(qū)域，按需布放戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)并依托地方移動運營商提供的網(wǎng)絡(luò)資源進行組網(wǎng)通信可以得到更高的性價比。

2 戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)體系構(gòu)建

2.1 會議終端

在戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)中，終端作為感知外界環(huán)境的末端觸角，其主要作用是對與作戰(zhàn)有關(guān)的語音、圖像、數(shù)據(jù)信息進行采集、加工和再現(xiàn)。圖1給出了會議終端基本結(jié)構(gòu)框圖[2]。

視頻編解碼單元完成圖像編解碼、視頻切換及前處理過程，不同制式的視頻信號通過中間格式轉(zhuǎn)換實現(xiàn)了互通；音頻編解碼單元完成音頻的編解碼、回聲抵消和降噪工作，相對于視頻信號，音頻信號數(shù)據(jù)量小且處理時間短，延時單元能保證視、音頻信號同步達到對端；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要包括電子白板、書寫電話和傳真機等，可以用來召開數(shù)據(jù)會議；系統(tǒng)控制部分執(zhí)行兩種功能，一種是通過端到網(wǎng)絡(luò)接口信令訪問網(wǎng)絡(luò)，另一種是通過端到端信令實現(xiàn)端到端控制；復(fù)用解復(fù)用單元在發(fā)送方向主要負責(zé)視頻、音頻、數(shù)據(jù)和控制信令等各種數(shù)字信號的碼流復(fù)用處理，使之成為能與用戶、網(wǎng)絡(luò)接口兼容的信號格式，在接收端則進行相反的解復(fù)用處理，使從網(wǎng)口進來的信號被解復(fù)用到相應(yīng)的媒體處理單元；用戶網(wǎng)絡(luò)接口單元將復(fù)用后的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成可在各種網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)拇a流，并送到網(wǎng)絡(luò)中傳遞。

2.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

由于大部分站點的部署使用機動分散，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)多采用復(fù)合星形結(jié)構(gòu)進行組網(wǎng)，其有線數(shù)據(jù)傳輸可利用ISDN、B?ISDN或長途數(shù)字傳輸網(wǎng)（DDN）等通信網(wǎng)絡(luò)，而無線數(shù)據(jù)傳輸則采取接入3G網(wǎng)絡(luò)基站的方式組網(wǎng)，故需要在有關(guān)終端預(yù)裝3G無線接入模塊，兩型網(wǎng)絡(luò)之間通過跨網(wǎng)服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，如圖2所示。

圖2中多點控制單元（Multi?Control Unit，MCU）是戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的核心控制部件，當參加視頻信息交互的終端數(shù)量多于2個時，必須通過MCU進行交換和管理，而多個MCU在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的地位也是不相同的，有等級高低之分，表現(xiàn)在下層MCU受上層MCU的控制和制約，如圖2中野戰(zhàn)固定終端的MCU管理權(quán)限就高于車載、可搬移、單兵便攜等無線接入終端，而作戰(zhàn)會議中心則擁有全網(wǎng)頂級MCU管理權(quán)限，它負責(zé)管理整個網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶，這種分級模式與部隊常規(guī)作戰(zhàn)時實行的從聯(lián)合指揮部經(jīng)前線指揮所到一線作戰(zhàn)部隊的三級劃分體制相吻合。另外，圖中虛線部分表明還可以有其他形態(tài)的視頻終端通過MCU接入網(wǎng)絡(luò)，更能體現(xiàn)出戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)按需動態(tài)擴充的特點。

3 戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵問題

3.1 機動臺站無線接入

通過無線互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)機動站點接入戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)是一種比較現(xiàn)實可靠的方法。當前廣泛應(yīng)用的各類無線數(shù)據(jù)服務(wù)中，3G業(yè)務(wù)具有上網(wǎng)速度快、覆蓋范圍廣、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，而且隨著國家對其改造、升級、擴建工作的不斷深入，上述優(yōu)勢將更加明顯。僅以江蘇省為例，全省3G基站多達30 000個，主城區(qū)覆蓋率達99%，全國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)?？上攵虼?，對本土防御型作戰(zhàn)中實施大容量信息無線傳送具有重要的借鑒意義。

本文采用的無線接入方案，就是利用3G無線終端模塊，將機動站點接入3G網(wǎng)絡(luò)平臺，從而構(gòu)建專用的戰(zhàn)場會議電視網(wǎng)絡(luò)，該方案的數(shù)據(jù)傳輸流程如圖3所示。發(fā)送端將采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過H.264壓縮編碼后，通過3G通信鏈路送到網(wǎng)絡(luò)上指定的本地接收端，本地接收端則運行客戶端監(jiān)控軟件，回放接收到的視頻數(shù)據(jù)，并進行存儲與管理。在此過程中，需要采取合適的網(wǎng)絡(luò)傳輸策略，來保證視頻信息的傳輸質(zhì)量[3]。目前，國內(nèi)相關(guān)單位已研制出多款基于3G網(wǎng)絡(luò)平臺的同類型產(chǎn)品，如華為公司開發(fā)的EM770W型3G無線傳輸功能模塊[4]，具備解決上述方案的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸策略制定

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性、異域性、動態(tài)性和不可控性對視頻信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸造成不可低估的影響力，普遍存在數(shù)據(jù)丟包、傳輸延時、品質(zhì)降低等隱患，嚴重影響了戰(zhàn)場視頻會議的質(zhì)量。為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生，有必要使用一系列行之有效的網(wǎng)絡(luò)傳輸策略：一是采取輪詢重傳機制，通過重傳?確認準則來保證視頻信息的可靠交付，從而解決數(shù)據(jù)丟包的問題；二是借助擁塞控制理論，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)反饋信息，隨時更改視頻流在網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)送速率，以滿足視頻數(shù)據(jù)低延遲的要求[5]；三是引入自適應(yīng)視頻質(zhì)量調(diào)整方案，對視頻質(zhì)量進行量化分級，并根據(jù)發(fā)送速率的變化情況動態(tài)調(diào)整視頻質(zhì)量級別，確保網(wǎng)絡(luò)視頻畫面清晰度與播放流暢度兩個重要指標之間的有機平衡。文獻[6]還提出了一種跨層優(yōu)化控制策略，即同時采集各層有關(guān)參數(shù)，包括應(yīng)用層編碼參數(shù)、傳輸層傳輸速率、物理層自適應(yīng)調(diào)制編碼模式等，并利用特定算法對其進行科學(xué)配比，最終實現(xiàn)端到端視頻最優(yōu)化傳輸。

3.3 虛擬專用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

考慮到軍事信息傳遞的安全性，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)產(chǎn)生的信息保密級別比較高，如果在非單一業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)通道中傳輸，容易被敵特鎖定并可能遭到惡意攻擊，所以必須采取相應(yīng)措施來增強信息傳遞的隱蔽性。參考當前國內(nèi)外比較成熟的技術(shù)體制，從經(jīng)濟實惠的角度出發(fā)，在充分利用現(xiàn)有大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于C/S模式的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN），通過合理配置VPN服務(wù)器來區(qū)分內(nèi)外網(wǎng)并正確指定VPN用戶，建立覆蓋特定站點的邏輯鏈路隧道，實現(xiàn)虛擬的戰(zhàn)場視頻會議局域網(wǎng)通信，再借助VPN所固有的網(wǎng)絡(luò)封裝、數(shù)據(jù)加密和身份驗證等功能來提高網(wǎng)絡(luò)防御能力[7]。另外，也可視情況加裝網(wǎng)絡(luò)隔離器和容災(zāi)備份系統(tǒng)，并增加通往重要站點的冗余通道實現(xiàn)迂回鏈路調(diào)度，以強化網(wǎng)系抗損毀性能。

4 結(jié) 語

作為戰(zhàn)場指揮控制系統(tǒng)的重要組成部分，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)既是作戰(zhàn)指揮決策的有力保障，也是奪取制信息權(quán)的重要利器。而在視距交互、衛(wèi)星通信等“動中通”模式日漸成熟的基礎(chǔ)上，依靠3G網(wǎng)絡(luò)資源進行網(wǎng)系擴展可以增強該系統(tǒng)的抗損毀性能。放眼未來，要在信息化條件下的局部戰(zhàn)爭中始終處于有利位置，就必須著力提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力，繼續(xù)加大對戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的深入研究，積極研發(fā)適應(yīng)各種通信保障需求的會議電視軟硬件平臺，把升空專用終端納入健全系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的考慮范疇，并不斷挖掘其在機動性、可靠性、小型化和網(wǎng)絡(luò)化等方面的潛力。

參考文獻

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2.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

由于大部分站點的部署使用機動分散，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)多采用復(fù)合星形結(jié)構(gòu)進行組網(wǎng)，其有線數(shù)據(jù)傳輸可利用ISDN、B?ISDN或長途數(shù)字傳輸網(wǎng)（DDN）等通信網(wǎng)絡(luò)，而無線數(shù)據(jù)傳輸則采取接入3G網(wǎng)絡(luò)基站的方式組網(wǎng)，故需要在有關(guān)終端預(yù)裝3G無線接入模塊，兩型網(wǎng)絡(luò)之間通過跨網(wǎng)服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，如圖2所示。

圖2中多點控制單元（Multi?Control Unit，MCU）是戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的核心控制部件，當參加視頻信息交互的終端數(shù)量多于2個時，必須通過MCU進行交換和管理，而多個MCU在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的地位也是不相同的，有等級高低之分，表現(xiàn)在下層MCU受上層MCU的控制和制約，如圖2中野戰(zhàn)固定終端的MCU管理權(quán)限就高于車載、可搬移、單兵便攜等無線接入終端，而作戰(zhàn)會議中心則擁有全網(wǎng)頂級MCU管理權(quán)限，它負責(zé)管理整個網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶，這種分級模式與部隊常規(guī)作戰(zhàn)時實行的從聯(lián)合指揮部經(jīng)前線指揮所到一線作戰(zhàn)部隊的三級劃分體制相吻合。另外，圖中虛線部分表明還可以有其他形態(tài)的視頻終端通過MCU接入網(wǎng)絡(luò)，更能體現(xiàn)出戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)按需動態(tài)擴充的特點。

3 戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵問題

3.1 機動臺站無線接入

通過無線互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)機動站點接入戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)是一種比較現(xiàn)實可靠的方法。當前廣泛應(yīng)用的各類無線數(shù)據(jù)服務(wù)中，3G業(yè)務(wù)具有上網(wǎng)速度快、覆蓋范圍廣、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，而且隨著國家對其改造、升級、擴建工作的不斷深入，上述優(yōu)勢將更加明顯。僅以江蘇省為例，全省3G基站多達30 000個，主城區(qū)覆蓋率達99%，全國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模可想而知，因此，對本土防御型作戰(zhàn)中實施大容量信息無線傳送具有重要的借鑒意義。

本文采用的無線接入方案，就是利用3G無線終端模塊，將機動站點接入3G網(wǎng)絡(luò)平臺，從而構(gòu)建專用的戰(zhàn)場會議電視網(wǎng)絡(luò)，該方案的數(shù)據(jù)傳輸流程如圖3所示。發(fā)送端將采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過H.264壓縮編碼后，通過3G通信鏈路送到網(wǎng)絡(luò)上指定的本地接收端，本地接收端則運行客戶端監(jiān)控軟件，回放接收到的視頻數(shù)據(jù)，并進行存儲與管理。在此過程中，需要采取合適的網(wǎng)絡(luò)傳輸策略，來保證視頻信息的傳輸質(zhì)量[3]。目前，國內(nèi)相關(guān)單位已研制出多款基于3G網(wǎng)絡(luò)平臺的同類型產(chǎn)品，如華為公司開發(fā)的EM770W型3G無線傳輸功能模塊[4]，具備解決上述方案的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸策略制定

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性、異域性、動態(tài)性和不可控性對視頻信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸造成不可低估的影響力，普遍存在數(shù)據(jù)丟包、傳輸延時、品質(zhì)降低等隱患，嚴重影響了戰(zhàn)場視頻會議的質(zhì)量。為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生，有必要使用一系列行之有效的網(wǎng)絡(luò)傳輸策略：一是采取輪詢重傳機制，通過重傳?確認準則來保證視頻信息的可靠交付，從而解決數(shù)據(jù)丟包的問題；二是借助擁塞控制理論，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)反饋信息，隨時更改視頻流在網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)送速率，以滿足視頻數(shù)據(jù)低延遲的要求[5]；三是引入自適應(yīng)視頻質(zhì)量調(diào)整方案，對視頻質(zhì)量進行量化分級，并根據(jù)發(fā)送速率的變化情況動態(tài)調(diào)整視頻質(zhì)量級別，確保網(wǎng)絡(luò)視頻畫面清晰度與播放流暢度兩個重要指標之間的有機平衡。文獻[6]還提出了一種跨層優(yōu)化控制策略，即同時采集各層有關(guān)參數(shù)，包括應(yīng)用層編碼參數(shù)、傳輸層傳輸速率、物理層自適應(yīng)調(diào)制編碼模式等，并利用特定算法對其進行科學(xué)配比，最終實現(xiàn)端到端視頻最優(yōu)化傳輸。

3.3 虛擬專用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

考慮到軍事信息傳遞的安全性，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)產(chǎn)生的信息保密級別比較高，如果在非單一業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)通道中傳輸，容易被敵特鎖定并可能遭到惡意攻擊，所以必須采取相應(yīng)措施來增強信息傳遞的隱蔽性。參考當前國內(nèi)外比較成熟的技術(shù)體制，從經(jīng)濟實惠的角度出發(fā)，在充分利用現(xiàn)有大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于C/S模式的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN），通過合理配置VPN服務(wù)器來區(qū)分內(nèi)外網(wǎng)并正確指定VPN用戶，建立覆蓋特定站點的邏輯鏈路隧道，實現(xiàn)虛擬的戰(zhàn)場視頻會議局域網(wǎng)通信，再借助VPN所固有的網(wǎng)絡(luò)封裝、數(shù)據(jù)加密和身份驗證等功能來提高網(wǎng)絡(luò)防御能力[7]。另外，也可視情況加裝網(wǎng)絡(luò)隔離器和容災(zāi)備份系統(tǒng)，并增加通往重要站點的冗余通道實現(xiàn)迂回鏈路調(diào)度，以強化網(wǎng)系抗損毀性能。

4 結(jié) 語

作為戰(zhàn)場指揮控制系統(tǒng)的重要組成部分，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)既是作戰(zhàn)指揮決策的有力保障，也是奪取制信息權(quán)的重要利器。而在視距交互、衛(wèi)星通信等“動中通”模式日漸成熟的基礎(chǔ)上，依靠3G網(wǎng)絡(luò)資源進行網(wǎng)系擴展可以增強該系統(tǒng)的抗損毀性能。放眼未來，要在信息化條件下的局部戰(zhàn)爭中始終處于有利位置，就必須著力提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力，繼續(xù)加大對戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的深入研究，積極研發(fā)適應(yīng)各種通信保障需求的會議電視軟硬件平臺，把升空專用終端納入健全系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的考慮范疇，并不斷挖掘其在機動性、可靠性、小型化和網(wǎng)絡(luò)化等方面的潛力。

參考文獻

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[6] 彭光超，劉延偉，胡亞輝，等.一種動態(tài)頻譜下的實時視頻傳輸仿真框架[J].計算機工程與應(yīng)用，2011，47（16）：1?3.

[7] 謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)[M].4版.北京：電子工業(yè)出版社，2003.

2.2 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

由于大部分站點的部署使用機動分散，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)多采用復(fù)合星形結(jié)構(gòu)進行組網(wǎng)，其有線數(shù)據(jù)傳輸可利用ISDN、B?ISDN或長途數(shù)字傳輸網(wǎng)（DDN）等通信網(wǎng)絡(luò)，而無線數(shù)據(jù)傳輸則采取接入3G網(wǎng)絡(luò)基站的方式組網(wǎng)，故需要在有關(guān)終端預(yù)裝3G無線接入模塊，兩型網(wǎng)絡(luò)之間通過跨網(wǎng)服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，如圖2所示。

圖2中多點控制單元（Multi?Control Unit，MCU）是戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的核心控制部件，當參加視頻信息交互的終端數(shù)量多于2個時，必須通過MCU進行交換和管理，而多個MCU在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的地位也是不相同的，有等級高低之分，表現(xiàn)在下層MCU受上層MCU的控制和制約，如圖2中野戰(zhàn)固定終端的MCU管理權(quán)限就高于車載、可搬移、單兵便攜等無線接入終端，而作戰(zhàn)會議中心則擁有全網(wǎng)頂級MCU管理權(quán)限，它負責(zé)管理整個網(wǎng)絡(luò)中的所有用戶，這種分級模式與部隊常規(guī)作戰(zhàn)時實行的從聯(lián)合指揮部經(jīng)前線指揮所到一線作戰(zhàn)部隊的三級劃分體制相吻合。另外，圖中虛線部分表明還可以有其他形態(tài)的視頻終端通過MCU接入網(wǎng)絡(luò)，更能體現(xiàn)出戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)按需動態(tài)擴充的特點。

3 戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵問題

3.1 機動臺站無線接入

通過無線互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)機動站點接入戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)是一種比較現(xiàn)實可靠的方法。當前廣泛應(yīng)用的各類無線數(shù)據(jù)服務(wù)中，3G業(yè)務(wù)具有上網(wǎng)速度快、覆蓋范圍廣、運行穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，而且隨著國家對其改造、升級、擴建工作的不斷深入，上述優(yōu)勢將更加明顯。僅以江蘇省為例，全省3G基站多達30 000個，主城區(qū)覆蓋率達99%，全國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)?？上攵虼?，對本土防御型作戰(zhàn)中實施大容量信息無線傳送具有重要的借鑒意義。

本文采用的無線接入方案，就是利用3G無線終端模塊，將機動站點接入3G網(wǎng)絡(luò)平臺，從而構(gòu)建專用的戰(zhàn)場會議電視網(wǎng)絡(luò)，該方案的數(shù)據(jù)傳輸流程如圖3所示。發(fā)送端將采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過H.264壓縮編碼后，通過3G通信鏈路送到網(wǎng)絡(luò)上指定的本地接收端，本地接收端則運行客戶端監(jiān)控軟件，回放接收到的視頻數(shù)據(jù)，并進行存儲與管理。在此過程中，需要采取合適的網(wǎng)絡(luò)傳輸策略，來保證視頻信息的傳輸質(zhì)量[3]。目前，國內(nèi)相關(guān)單位已研制出多款基于3G網(wǎng)絡(luò)平臺的同類型產(chǎn)品，如華為公司開發(fā)的EM770W型3G無線傳輸功能模塊[4]，具備解決上述方案的技術(shù)基礎(chǔ)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)傳輸策略制定

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的復(fù)雜性、異域性、動態(tài)性和不可控性對視頻信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸造成不可低估的影響力，普遍存在數(shù)據(jù)丟包、傳輸延時、品質(zhì)降低等隱患，嚴重影響了戰(zhàn)場視頻會議的質(zhì)量。為了避免上述現(xiàn)象發(fā)生，有必要使用一系列行之有效的網(wǎng)絡(luò)傳輸策略：一是采取輪詢重傳機制，通過重傳?確認準則來保證視頻信息的可靠交付，從而解決數(shù)據(jù)丟包的問題；二是借助擁塞控制理論，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)反饋信息，隨時更改視頻流在網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)送速率，以滿足視頻數(shù)據(jù)低延遲的要求[5]；三是引入自適應(yīng)視頻質(zhì)量調(diào)整方案，對視頻質(zhì)量進行量化分級，并根據(jù)發(fā)送速率的變化情況動態(tài)調(diào)整視頻質(zhì)量級別，確保網(wǎng)絡(luò)視頻畫面清晰度與播放流暢度兩個重要指標之間的有機平衡。文獻[6]還提出了一種跨層優(yōu)化控制策略，即同時采集各層有關(guān)參數(shù)，包括應(yīng)用層編碼參數(shù)、傳輸層傳輸速率、物理層自適應(yīng)調(diào)制編碼模式等，并利用特定算法對其進行科學(xué)配比，最終實現(xiàn)端到端視頻最優(yōu)化傳輸。

3.3 虛擬專用網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

考慮到軍事信息傳遞的安全性，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)產(chǎn)生的信息保密級別比較高，如果在非單一業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)通道中傳輸，容易被敵特鎖定并可能遭到惡意攻擊，所以必須采取相應(yīng)措施來增強信息傳遞的隱蔽性。參考當前國內(nèi)外比較成熟的技術(shù)體制，從經(jīng)濟實惠的角度出發(fā)，在充分利用現(xiàn)有大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于C/S模式的虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Network，VPN），通過合理配置VPN服務(wù)器來區(qū)分內(nèi)外網(wǎng)并正確指定VPN用戶，建立覆蓋特定站點的邏輯鏈路隧道，實現(xiàn)虛擬的戰(zhàn)場視頻會議局域網(wǎng)通信，再借助VPN所固有的網(wǎng)絡(luò)封裝、數(shù)據(jù)加密和身份驗證等功能來提高網(wǎng)絡(luò)防御能力[7]。另外，也可視情況加裝網(wǎng)絡(luò)隔離器和容災(zāi)備份系統(tǒng)，并增加通往重要站點的冗余通道實現(xiàn)迂回鏈路調(diào)度，以強化網(wǎng)系抗損毀性能。

4 結(jié) 語

作為戰(zhàn)場指揮控制系統(tǒng)的重要組成部分，戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)既是作戰(zhàn)指揮決策的有力保障，也是奪取制信息權(quán)的重要利器。而在視距交互、衛(wèi)星通信等“動中通”模式日漸成熟的基礎(chǔ)上，依靠3G網(wǎng)絡(luò)資源進行網(wǎng)系擴展可以增強該系統(tǒng)的抗損毀性能。放眼未來，要在信息化條件下的局部戰(zhàn)爭中始終處于有利位置，就必須著力提升基于信息系統(tǒng)的體系作戰(zhàn)能力，繼續(xù)加大對戰(zhàn)場視頻會議系統(tǒng)的深入研究，積極研發(fā)適應(yīng)各種通信保障需求的會議電視軟硬件平臺，把升空專用終端納入健全系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的考慮范疇，并不斷挖掘其在機動性、可靠性、小型化和網(wǎng)絡(luò)化等方面的潛力。

參考文獻

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[7] 謝希仁.計算機網(wǎng)絡(luò)[M].4版.北京：電子工業(yè)出版社，2003.