文/阮蘭桂 北京有恒斯康通信技術有限公司 董事長兼總經(jīng)理 

　　隨著城市進程的推進，各種社會新矛盾也隨之產(chǎn)生;個人、企事業(yè)單位及政府執(zhí)法部門等對技術安全防范和應急調(diào)度指揮的需求越來越迫切。隨著安防監(jiān)控市場的發(fā)展,城市及周邊地區(qū)布設越來越多的監(jiān)控攝像機，這些位置固定的攝像機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或不具備布設有線連接的條件下進行視頻的采集、傳輸和交互，這就促成了無線視頻監(jiān)控市場的形成。若能有合適的技術能夠解決在不用有線線路的情況下實現(xiàn)視頻的采集傳輸，那么就真正實現(xiàn)視頻的隨需而動及信息的觸手可及了。

　　磕磕絆絆的成長

　　應該說無線視頻監(jiān)控市場的建立，讓視頻監(jiān)控突破了空間的限制，那么我們不妨來回首一下無線視頻傳輸?shù)陌l(fā)展過程，其大體可分為以下幾個階段：

　　·2G GSM 和CDMA 1X時代，在2006年之前，通過GPRS可以將圖片以無線的方式進行傳輸，而CDMA 1X則可以實現(xiàn)低碼率圖像的無線傳輸;

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

　　·WIFI和COFDM 局部專網(wǎng)時代，2006年之后，基于WIFI和COFDM技術的無線視頻傳輸?shù)玫搅税l(fā)展，特別是傳輸距離遠、繞射能力強的COFDM技術得到廣泛的應用。2008年奧運會之火炬?zhèn)鬟f活動及公安應急通信的發(fā)展促進了COFDM無線視頻產(chǎn)品的發(fā)展。公安、鐵路、人防、武警等行業(yè)部門的無線應急圖傳末端接入基本都采用可COFDM的接入技術，但是COFDM產(chǎn)品只能實現(xiàn)簡單的點對點接入或者有限的點對多點接入，無法自身實現(xiàn)遠程的視頻傳輸，同時各家產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標準規(guī)范，以當前格局來說，該技術進一步推廣的前景受限;

　　·4G無線寬帶時代，隨著4G技術的發(fā)展和落地使用，因其移動效果好且其帶寬較3G有明顯提高，因此越來越多的客戶開始親睞使用4G無線技術來傳輸視頻。

　　千言萬語話4G

　　組成

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

　　而4G無線視頻終端根據(jù)客戶應用環(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、臨時布控型、4G無線攝像機一體化等不同形態(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將車輛的運營信息、定位、溫濕度、遠程鎖車等信息一并接入處理。

　　與3G之異

　　在目前的中國市場中，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的速率提升相當明顯，這確保了4G可以提供更加優(yōu)質(zhì)的無線視頻監(jiān)控素質(zhì)。

　　實際應用中的問題及其解決方式

　　4G的理論上下行速率相對3G而言提升明顯，其實際的應用效果幾何?一般而言，4G在車載實時監(jiān)控中可以小于2M的碼率傳送720P圖像，且其幀率可達到實時的25fps，但是在傳輸過程中經(jīng)過基站切換時容易掉線，掉線后往往無法上線，此時就需要在車載設備中加入網(wǎng)絡監(jiān)測軟硬件模塊，用于監(jiān)測實時信號和傳輸狀態(tài)，當監(jiān)測到網(wǎng)絡掉線一定時長后，模塊會主動進行軟重啟，重新連接網(wǎng)絡、注冊設備，保障設備與網(wǎng)絡的正常通信。

　　此外，在利用4G網(wǎng)絡進行無線視頻數(shù)據(jù)的傳輸時常常會遇到網(wǎng)絡帶寬不穩(wěn)定的情況，此時視頻畫面容易出現(xiàn)馬賽克，或者非常嚴重的延時，此時又該如何解決呢?無線視頻傳輸優(yōu)化控制技術(WVTOC)來應對，該技術主要的實現(xiàn)方式是通過在設備編碼單元中增加監(jiān)測模塊用來獲取反映當前網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量的網(wǎng)絡參數(shù)信息并根據(jù)獲取到的信息查找對應所述網(wǎng)絡參數(shù)信息的視頻編碼參數(shù)，其中視頻編碼參數(shù)與網(wǎng)絡傳輸質(zhì)量呈正相關關系，根據(jù)所述視頻編碼參數(shù)去除視頻中優(yōu)先級小于預設級別的圖像幀，按照所述視頻編碼參數(shù)對去除圖像幀后的視頻進行編碼;對編碼后的視頻進行網(wǎng)絡傳輸。

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

　　但是一個無線基站的總帶寬是有限的，大規(guī)模的移動無線視頻同時接入同一個基站時將會對基站的吞吐量形成壓力，從而導致規(guī)模擁擠效應。出現(xiàn)這種情況時，實際分配給各無線設備的帶寬將大幅降低，圖像傳輸會出現(xiàn)馬賽克或者延時嚴重，比如北京某通訊技術有限公司在服務于2014年北京兩會期間的4G車載無線視頻應用項目就出現(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：

　　給前端編碼設備設置適當?shù)木彺婵臻g，緩存空間不宜太大也不宜過小，太大會導致延時嚴重、太小則容易出現(xiàn)圖像不完整;

　　設置前端編碼設備和后端平臺之間的協(xié)商機制，特別是修正出錯重傳機制，當延時超過一定時限時，非關鍵圖像幀就及時放棄，不需重傳;

　　在帶寬降低時自動降低碼率，保證圖像的流暢性。

　　通過以上辦法解決了基站擁擠分配給單個設備帶寬降低時保障圖像的流暢性和實時性。

　　結(jié)語

　　隨著社會車輛越來越多，交通擁堵程度也越發(fā)凸顯。4G無線技術有力地促進了車聯(lián)網(wǎng)技術的應用和發(fā)展，其功能亦越來越強大，具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

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

　　·采集車輛運行信息供車輛維修單位遠程診斷參考;

　　·采集道路信息配合時時車輛行駛信息，促成自動駕駛市場的發(fā)展;

　　·可以通過4G技術在行進中的汽車實現(xiàn)時時的電視電話會議、業(yè)務調(diào)度等應用;

　　·4G技術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)，實現(xiàn)車與網(wǎng)絡中心、車與車、車與人之間的在線交互;

　　·4G技術的發(fā)展還有助于移動醫(yī)療市場的發(fā)展，實現(xiàn)急救車與醫(yī)院的時時視頻聯(lián)網(wǎng)，在病人被接上急救車時即可開始在遠程的指導下檢查和救治工作。

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