文/阮蘭桂 北京有恒斯康通信技術(shù)有限公司 董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理 

　　隨著城市進(jìn)程的推進(jìn)，各種社會(huì)新矛盾也隨之產(chǎn)生;個(gè)人、企事業(yè)單位及政府執(zhí)法部門等對(duì)技術(shù)安全防范和應(yīng)急調(diào)度指揮的需求越來(lái)越迫切。隨著安防監(jiān)控市場(chǎng)的發(fā)展,城市及周邊地區(qū)布設(shè)越來(lái)越多的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，這些位置固定的攝像機(jī)解決了一部分安全防范及交通管理等方面的需求，但是有一部分客戶需要在移動(dòng)或不具備布設(shè)有線連接的條件下進(jìn)行視頻的采集、傳輸和交互，這就促成了無(wú)線視頻監(jiān)控市場(chǎng)的形成。若能有合適的技術(shù)能夠解決在不用有線線路的情況下實(shí)現(xiàn)視頻的采集傳輸，那么就真正實(shí)現(xiàn)視頻的隨需而動(dòng)及信息的觸手可及了。

　　磕磕絆絆的成長(zhǎng)

　　應(yīng)該說(shuō)無(wú)線視頻監(jiān)控市場(chǎng)的建立，讓視頻監(jiān)控突破了空間的限制，那么我們不妨來(lái)回首一下無(wú)線視頻傳輸?shù)陌l(fā)展過(guò)程，其大體可分為以下幾個(gè)階段：

　　·2G GSM 和CDMA 1X時(shí)代，在2006年之前，通過(guò)GPRS可以將圖片以無(wú)線的方式進(jìn)行傳輸，而CDMA 1X則可以實(shí)現(xiàn)低碼率圖像的無(wú)線傳輸;

　　·3G準(zhǔn)寬帶時(shí)代，2006年開始利用EVDO、WCDMA 或者TD-WCDMA 等3G網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線視頻的傳輸，但是真正上線使用并進(jìn)行視頻傳輸時(shí)，由于無(wú)線基站空口帶寬有限，圖像傳輸效果難以達(dá)到客戶使用的期望值;另外由于資費(fèi)昂貴，推廣效果亦不是非常理想;

　　·WIFI和COFDM 局部專網(wǎng)時(shí)代，2006年之后，基于WIFI和COFDM技術(shù)的無(wú)線視頻傳輸?shù)玫搅税l(fā)展，特別是傳輸距離遠(yuǎn)、繞射能力強(qiáng)的COFDM技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。2008年奧運(yùn)會(huì)之火炬?zhèn)鬟f活動(dòng)及公安應(yīng)急通信的發(fā)展促進(jìn)了COFDM無(wú)線視頻產(chǎn)品的發(fā)展。公安、鐵路、人防、武警等行業(yè)部門的無(wú)線應(yīng)急圖傳末端接入基本都采用可COFDM的接入技術(shù)，但是COFDM產(chǎn)品只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接入或者有限的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)接入，無(wú)法自身實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的視頻傳輸，同時(shí)各家產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，以當(dāng)前格局來(lái)說(shuō)，該技術(shù)進(jìn)一步推廣的前景受限;

　　·4G無(wú)線寬帶時(shí)代，隨著4G技術(shù)的發(fā)展和落地使用，因其移動(dòng)效果好且其帶寬較3G有明顯提高，因此越來(lái)越多的客戶開始親睞使用4G無(wú)線技術(shù)來(lái)傳輸視頻。

　　千言萬(wàn)語(yǔ)話4G

　　組成

　　4G無(wú)線視頻系統(tǒng)主要由包括視頻采集、編碼、傳輸組成的4G無(wú)線視頻終端、4G傳輸網(wǎng)絡(luò)(基帶+射頻+核心網(wǎng)，本部分由公網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、專網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商完成或者自建基站)、視頻管理解析軟件平臺(tái)、客戶端系統(tǒng)等部分組成。

　　而4G無(wú)線視頻終端根據(jù)客戶應(yīng)用環(huán)境的不同，可以分為車載型、單兵型、手持型、頭盔型、便攜箱型、臨時(shí)布控型、4G無(wú)線攝像機(jī)一體化等不同形態(tài)。

　　其中車載型又根據(jù)不同的車輛有不同的車載形態(tài)和不同的傳感及控制器的共同接入。比如在傳輸圖像的同時(shí)將車輛的運(yùn)營(yíng)信息、定位、溫濕度、遠(yuǎn)程鎖車等信息一并接入處理。

　　與3G之異

　　在目前的中國(guó)市場(chǎng)中，3G可分為TD-CDMA、CDMA2000及WCDMA三種制式，4G則劃分為TD-LTE及FDD-LTE兩種制式。

　　其中，作為4G的TD-LTE的網(wǎng)絡(luò)下行理論峰值速率約80Mbps、上行峰值速率約20Mbps;FDD-LTE則在2*20MHz帶寬+2*2MIMO情況下的理論峰值速率為150Mbps，上行理論峰值速率為40Mbps。相對(duì)而言，3G的速率則要少得多了，其在理論上的最高下行速率為3.1Mbps，最高上行速率則是1.8Mbps，由此可見，4G相對(duì)3G而言，最大的不同體現(xiàn)在上下行的速率上，4G的速率提升相當(dāng)明顯，這確保了4G可以提供更加優(yōu)質(zhì)的無(wú)線視頻監(jiān)控素質(zhì)。

　　實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題及其解決方式

　　4G的理論上下行速率相對(duì)3G而言提升明顯，其實(shí)際的應(yīng)用效果幾何?一般而言，4G在車載實(shí)時(shí)監(jiān)控中可以小于2M的碼率傳送720P圖像，且其幀率可達(dá)到實(shí)時(shí)的25fps，但是在傳輸過(guò)程中經(jīng)過(guò)基站切換時(shí)容易掉線，掉線后往往無(wú)法上線，此時(shí)就需要在車載設(shè)備中加入網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)軟硬件模塊，用于監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)信號(hào)和傳輸狀態(tài)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到網(wǎng)絡(luò)掉線一定時(shí)長(zhǎng)后，模塊會(huì)主動(dòng)進(jìn)行軟重啟，重新連接網(wǎng)絡(luò)、注冊(cè)設(shè)備，保障設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的正常通信。

　　此外，在利用4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無(wú)線視頻數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)常常會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)帶寬不穩(wěn)定的情況，此時(shí)視頻畫面容易出現(xiàn)馬賽克，或者非常嚴(yán)重的延時(shí)，此時(shí)又該如何解決呢?無(wú)線視頻傳輸優(yōu)化控制技術(shù)(WVTOC)來(lái)應(yīng)對(duì)，該技術(shù)主要的實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)在設(shè)備編碼單元中增加監(jiān)測(cè)模塊用來(lái)獲取反映當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息并根據(jù)獲取到的信息查找對(duì)應(yīng)所述網(wǎng)絡(luò)參數(shù)信息的視頻編碼參數(shù)，其中視頻編碼參數(shù)與網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量呈正相關(guān)關(guān)系，根據(jù)所述視頻編碼參數(shù)去除視頻中優(yōu)先級(jí)小于預(yù)設(shè)級(jí)別的圖像幀，按照所述視頻編碼參數(shù)對(duì)去除圖像幀后的視頻進(jìn)行編碼;對(duì)編碼后的視頻進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸。

　　通過(guò)該技術(shù)可以最大限度的實(shí)現(xiàn)不穩(wěn)定帶寬情況下實(shí)時(shí)視頻的穩(wěn)定傳輸，保證視頻圖片的流暢和穩(wěn)定。下圖為該方案的簡(jiǎn)單流程示意圖：

　　但是一個(gè)無(wú)線基站的總帶寬是有限的，大規(guī)模的移動(dòng)無(wú)線視頻同時(shí)接入同一個(gè)基站時(shí)將會(huì)對(duì)基站的吞吐量形成壓力，從而導(dǎo)致規(guī)模擁擠效應(yīng)。出現(xiàn)這種情況時(shí)，實(shí)際分配給各無(wú)線設(shè)備的帶寬將大幅降低，圖像傳輸會(huì)出現(xiàn)馬賽克或者延時(shí)嚴(yán)重，比如北京某通訊技術(shù)有限公司在服務(wù)于2014年北京兩會(huì)期間的4G車載無(wú)線視頻應(yīng)用項(xiàng)目就出現(xiàn)類似的難題，但其解決方案頗值得推崇，其具體的解決方案如下：

　　給前端編碼設(shè)備設(shè)置適當(dāng)?shù)木彺婵臻g，緩存空間不宜太大也不宜過(guò)小，太大會(huì)導(dǎo)致延時(shí)嚴(yán)重、太小則容易出現(xiàn)圖像不完整;

　　設(shè)置前端編碼設(shè)備和后端平臺(tái)之間的協(xié)商機(jī)制，特別是修正出錯(cuò)重傳機(jī)制，當(dāng)延時(shí)超過(guò)一定時(shí)限時(shí)，非關(guān)鍵圖像幀就及時(shí)放棄，不需重傳;

　　在帶寬降低時(shí)自動(dòng)降低碼率，保證圖像的流暢性。

　　通過(guò)以上辦法解決了基站擁擠分配給單個(gè)設(shè)備帶寬降低時(shí)保障圖像的流暢性和實(shí)時(shí)性。

　　結(jié)語(yǔ)

　　隨著社會(huì)車輛越來(lái)越多，交通擁堵程度也越發(fā)凸顯。4G無(wú)線技術(shù)有力地促進(jìn)了車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，其功能亦越來(lái)越強(qiáng)大，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　·采集各車輛的定位、速度信息及計(jì)劃形成向大數(shù)據(jù)中心匯總，形成現(xiàn)有路況信息及路況趨勢(shì)，引導(dǎo)車輛自動(dòng)規(guī)劃最佳路線，保障道路暢通;

　　·采集車輛運(yùn)行信息供車輛維修單位遠(yuǎn)程診斷參考;

　　·采集道路信息配合時(shí)時(shí)車輛行駛信息，促成自動(dòng)駕駛市場(chǎng)的發(fā)展;

　　·可以通過(guò)4G技術(shù)在行進(jìn)中的汽車實(shí)現(xiàn)時(shí)時(shí)的電視電話會(huì)議、業(yè)務(wù)調(diào)度等應(yīng)用;

　　·4G技術(shù)也將大大豐富車載娛樂系統(tǒng)，將車載娛樂系統(tǒng)與娛樂數(shù)據(jù)中心聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)車與網(wǎng)絡(luò)中心、車與車、車與人之間的在線交互;

　　·4G技術(shù)的發(fā)展還有助于移動(dòng)醫(yī)療市場(chǎng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)急救車與醫(yī)院的時(shí)時(shí)視頻聯(lián)網(wǎng)，在病人被接上急救車時(shí)即可開始在遠(yuǎn)程的指導(dǎo)下檢查和救治工作。

　　此外在一些特殊場(chǎng)合的車載攝像頭還可以被共享到互聯(lián)網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)足不出戶便能游遍全國(guó)等等，相信隨著4G技術(shù)的不斷發(fā)展與挖掘，將來(lái)在車載應(yīng)用中還有很多有趣的功能得以推廣，給人們的生活帶來(lái)便利。