視頻圖像傳輸無線化打破了傳統(tǒng)同軸電纜和光纖圖像監(jiān)視受制于硬件連接的不利局面，具有更強(qiáng)的靈活性和方便性，基于無線網(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。無線視頻傳輸技術(shù)的發(fā)展已對(duì)無線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和協(xié)議產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，但由于無線信道帶寬資源有限，干擾因素多，而視頻信號(hào)數(shù)據(jù)量大，實(shí)時(shí)性要求高等問題。

無線視頻監(jiān)控傳輸技術(shù)

可靠信道上信號(hào)傳輸研究的目的是充分利用信道的帶寬資源;而對(duì)于不可靠信道，傳輸中研究的重點(diǎn)則是充分利用帶寬資源來實(shí)現(xiàn)可靠傳輸，即容錯(cuò)傳輸技術(shù)。這里討論在無線信道上的視頻傳輸機(jī)制，其主要的研究點(diǎn)是容錯(cuò)傳輸控制。容錯(cuò)傳輸控制技術(shù)根據(jù)其控制方式的不同可以分為三大類：即前向錯(cuò)誤控制、基于反饋的ARQ和信源信道聯(lián)合編碼。前向錯(cuò)誤控制(Forward Error Control，F(xiàn)EC)包括信道糾錯(cuò)編碼技術(shù)、交織打包技術(shù)和優(yōu)化的包調(diào)度機(jī)制等。基于反饋的ARQ技術(shù)包括利用多幀參考機(jī)制的參考幀選擇(Reference Picture Selection，RPS)機(jī)制、混合ARQ(Hybrid，HARQ)機(jī)制和基于ARQ的反饋錯(cuò)誤跟蹤技術(shù)。由于基于ARQ的容錯(cuò)傳輸控制技術(shù)具有優(yōu)良的性能，所以在此重點(diǎn)介紹ARQ相關(guān)的傳輸控制技術(shù)，并討論現(xiàn)有視頻容錯(cuò)傳輸機(jī)制存在的不足。

前向錯(cuò)誤控制采用前向糾錯(cuò)編碼的方式來克服信道錯(cuò)誤。在信道出錯(cuò)概率波動(dòng)比較劇烈的情況下(如現(xiàn)有的移動(dòng)信道)，為了獲得一定的傳輸質(zhì)量，前向糾錯(cuò)編碼必須根據(jù)當(dāng)前估計(jì)的最差情況來增加冗余校驗(yàn)比特，這會(huì)導(dǎo)致帶寬資源的浪費(fèi)。對(duì)帶寬資源本來就有限的無線信道而言，顯然是不能滿足要求的。為此，考慮把ARQ技術(shù)和前向錯(cuò)誤控制結(jié)合起來，稱為HARQ技術(shù)。HARQ分為兩類：I類HARQ中，發(fā)送端的前向編碼要具有一定的糾錯(cuò)能力，當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，首先利用前向糾錯(cuò)編碼來糾正錯(cuò)誤。如果錯(cuò)誤被糾正，則向發(fā)送端傳送一個(gè)當(dāng)前包接收成功的反饋信息(ACK)，反之則發(fā)送接收失敗消息(NACK)。發(fā)送端如果收到ACK，則繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)包，否則，則重發(fā)出錯(cuò)的數(shù)據(jù)包。由此可見I類ARQ需要較強(qiáng)的前向糾錯(cuò)編碼，在錯(cuò)誤率較低的應(yīng)用場(chǎng)合會(huì)導(dǎo)致帶寬資源的浪費(fèi)，但在錯(cuò)誤率高的環(huán)境下能夠獲得比其他類型ARQ機(jī)制更好的吞吐效率。Ⅱ類ARQ中只要求前向糾錯(cuò)編碼具有檢錯(cuò)能力即可，根據(jù)關(guān)于信道編碼糾錯(cuò)能力的理論可知，這可以起到節(jié)約帶寬的作用。當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，發(fā)送重傳請(qǐng)求;發(fā)送端只傳送出錯(cuò)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的具有糾錯(cuò)能力的校驗(yàn)碼。當(dāng)接收端收到后，如果仍然不能糾正錯(cuò)誤，則繼續(xù)發(fā)送重傳請(qǐng)求，發(fā)送端可以選擇重傳整體出錯(cuò)數(shù)據(jù)和校驗(yàn)碼，也可以選擇發(fā)送更強(qiáng)糾錯(cuò)能力的校驗(yàn)碼，具體因控制策略不同可有所調(diào)整。鑒于無線信道錯(cuò)誤率高，具有反饋信道的無線傳輸通常采用HARQ-I。圖2顯示了采用HARQ-I的無線視頻傳輸系統(tǒng)，圖中虛線框代表了傳輸中錯(cuò)誤控制的流程。根據(jù)HARQ-I的設(shè)計(jì)原理，接收端發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后，首先進(jìn)行前向錯(cuò)誤糾正(圖中第一層錯(cuò)誤屏障)，如果不能糾正且當(dāng)前系統(tǒng)滿足時(shí)延限制，則發(fā)送ACK請(qǐng)求來讓發(fā)送端重傳出錯(cuò)部分的數(shù)據(jù)(第二層錯(cuò)誤屏障)。這樣的重傳可以重復(fù)到接收端收到正確的數(shù)據(jù)或者重傳延遲超出系統(tǒng)時(shí)延限制為止。如果重傳結(jié)束后仍然不能得到正確的數(shù)據(jù)包，在接收端就會(huì)用錯(cuò)誤隱藏技術(shù)來進(jìn)行錯(cuò)誤恢復(fù)(第三層錯(cuò)誤屏障)。可以看出，這種機(jī)制的基本思想是出錯(cuò)后盡量使用ARQ技術(shù)來恢復(fù)錯(cuò)誤，所以這里將其命名為“盡力而為”ARQ機(jī)制(Best Effort ARQ，BEA，RQ)。

無線視頻監(jiān)控三階段

根據(jù)近年來網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)實(shí)踐、無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展及不同用戶群對(duì)無線視頻監(jiān)控的需求程度的發(fā)展，筆者認(rèn)為，今后國(guó)內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的發(fā)展將會(huì)經(jīng)歷以下三個(gè)階段：

第一階段：以行業(yè)大客戶無線視頻監(jiān)控應(yīng)用為主的行業(yè)典型應(yīng)用階段

目前，高端行業(yè)用戶的監(jiān)控系統(tǒng)如國(guó)內(nèi)的平安工程、交通的道路監(jiān)控、檢驗(yàn)檢疫的電子監(jiān)管視頻監(jiān)控等，多為大型化的城域性甚至全國(guó)性的行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。高端行業(yè)用戶現(xiàn)在大多處在建設(shè)大型視頻監(jiān)控項(xiàng)目的初期，其對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的要求很高，不僅包括了有線側(cè)圖像能夠?qū)崟r(shí)看得清、錄像存得好、云臺(tái)控制等指令響應(yīng)得快等，同時(shí)還增加了對(duì)無線視頻采集(如交通巡邏、平安城市移動(dòng)巡邏、城管移動(dòng)巡邏與執(zhí)法等)及移動(dòng)視頻觀看和控制的應(yīng)用要求。

由于當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)盈利的運(yùn)營(yíng)商視頻監(jiān)控平臺(tái)基本都處于第一階段行業(yè)用戶上，政府、金融和電信仍是視頻監(jiān)控主要的應(yīng)用領(lǐng)域，無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控與具體行業(yè)的深度融合將成為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

第二階段：以商業(yè)監(jiān)控的創(chuàng)新性應(yīng)用為主和部分家庭推廣的小眾化應(yīng)用階段

中小型商業(yè)用戶不僅是傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的另一個(gè)潛在的大規(guī)模用戶群，也是無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用的另一重要領(lǐng)域。這類用戶是指有分布式監(jiān)控訪問要求的小型商店、中等規(guī)模連鎖商業(yè)組織、醫(yī)療、教育機(jī)構(gòu)等。由于用戶具有移動(dòng)性、遠(yuǎn)程移動(dòng)接入及對(duì)工作效率高要求等特點(diǎn)，無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)在該類應(yīng)用中的滲透率將有較高的起點(diǎn)和較大的提升空間。

商業(yè)用戶對(duì)無線視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求除了移動(dòng)視頻查看等基礎(chǔ)的監(jiān)控業(yè)務(wù)需求外，往往還需要監(jiān)控系統(tǒng)與企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合，比如醫(yī)療有可能會(huì)利用視頻監(jiān)控平臺(tái)開展移動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)(如救護(hù)車上的應(yīng)急診斷與救護(hù))、銀行會(huì)利用運(yùn)鈔車的移動(dòng)視頻監(jiān)控進(jìn)行管控、學(xué)校會(huì)利用監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行無線電化教學(xué)、無線電子監(jiān)考等應(yīng)用。

對(duì)商業(yè)用戶來說，與自身業(yè)務(wù)結(jié)合良好的無線視頻監(jiān)控平臺(tái)是很好的擴(kuò)展業(yè)務(wù)的手段，因此運(yùn)營(yíng)商對(duì)商業(yè)客戶的引導(dǎo)策略應(yīng)該是搭建平臺(tái)，尋找廣泛的集成商共同開發(fā)面向客戶的商業(yè)應(yīng)用。如果電信運(yùn)營(yíng)商積極引導(dǎo)開發(fā)適應(yīng)商業(yè)用戶的殺手級(jí)監(jiān)控應(yīng)用，用戶群的規(guī)模將很快得到拓展。

第三階段：以廣泛的個(gè)人和家庭應(yīng)用、商業(yè)和行業(yè)應(yīng)用全面開花，無線視頻監(jiān)控與視頻的其它應(yīng)用如IPTV、視頻會(huì)議和語音業(yè)務(wù)等應(yīng)用相融合的大眾化普遍應(yīng)用階段。

無線監(jiān)控應(yīng)用范圍

1、民用小范圍應(yīng)用

目前在民用領(lǐng)域應(yīng)用的無線監(jiān)控系統(tǒng)，多在辦公場(chǎng)所、廠區(qū)等小范圍中使用，以WLAN、WiFi網(wǎng)絡(luò)方式為主。在這些已建建筑群中，若采用有線監(jiān)控，則有可能對(duì)原有建筑造成破壞，需要挖槽、埋線等，因此不便于采用傳統(tǒng)有線監(jiān)控。據(jù)天地偉業(yè)陳虹旭介紹，該種方式布網(wǎng)簡(jiǎn)單，只需一個(gè)無線路由器，即可進(jìn)行傳輸，且無網(wǎng)絡(luò)附加費(fèi)用，在一些區(qū)域較小又需要使用監(jiān)控的場(chǎng)合，采用此種方式來傳輸視頻，不失為一個(gè)比較好的方式。

但此種方式應(yīng)用范圍有限，在完全無障礙的空曠場(chǎng)所，其傳輸距離可達(dá)到200米。而在相距較近的建筑群中也可實(shí)現(xiàn)視頻傳輸，但相對(duì)來說，其傳輸質(zhì)量會(huì)受到影響，還需要有待改進(jìn)。

2、自建無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

在森林防火、偏遠(yuǎn)山區(qū)、油田、風(fēng)景區(qū)、電力、水利、環(huán)保等大范圍、長(zhǎng)距離固定點(diǎn)的監(jiān)控應(yīng)用中，采用無線監(jiān)控是較好的解決方法。在此類應(yīng)用中，因受范圍廣、地理位置偏遠(yuǎn)、不易布線等因素的制約，如果采用傳統(tǒng)有線監(jiān)控方式會(huì)使線路敷設(shè)和維護(hù)成本非常高，因此通常建議采用無線監(jiān)控，如微波。

建設(shè)無線網(wǎng)其造價(jià)一般受距離的遠(yuǎn)近和基站點(diǎn)數(shù)量的制約，也有前期一次性投入和后期維護(hù)的費(fèi)用，但帶寬有保障，圖像質(zhì)量較好，可滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控的要求。因此有業(yè)內(nèi)人士說，行業(yè)自建無線網(wǎng)應(yīng)屬公建設(shè)施，由政府進(jìn)行投資較合理。

3、使用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)

移動(dòng)、電信、聯(lián)通等運(yùn)營(yíng)商，會(huì)提供一些無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，如2.75G、3G等。可應(yīng)用于各類需無線監(jiān)控應(yīng)用的場(chǎng)合，如公交車載監(jiān)控、出租車監(jiān)控、地鐵高鐵監(jiān)控等應(yīng)用領(lǐng)域。此種應(yīng)用一般租用運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是空間范圍非常廣，只要運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)所達(dá)的區(qū)域均可使用。但其需每月支付給運(yùn)營(yíng)商一定的租賃費(fèi)，且目前價(jià)格較為昂貴，帶寬與傳輸速率也有待進(jìn)一步提高。

北京攜遠(yuǎn)天成技術(shù)有限公司產(chǎn)品部總監(jiān)石朝兆認(rèn)為，無線監(jiān)控的應(yīng)用前景與無線技術(shù)特別是無線寬帶技術(shù)的發(fā)展緊密相關(guān)，隨著WiFi、3G等無線高寬帶技術(shù)的成熟，今后越來越多的行業(yè)會(huì)采用無線方式。深圳黃河數(shù)字技術(shù)有限公司市場(chǎng)部經(jīng)理?xiàng)盍謩t認(rèn)為，采用無線監(jiān)控系統(tǒng)與否，很大程度上是由項(xiàng)目復(fù)雜的地理環(huán)境、布線的成本、實(shí)施項(xiàng)目的實(shí)際需求所決定的，主要應(yīng)用于不方便布線或沒有障礙物的場(chǎng)合中，但其仍然存在不穩(wěn)定、不可靠、帶寬低、無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋有限等缺點(diǎn)，因此在一定程度上，其仍只是有線監(jiān)控的補(bǔ)充角色，還有待在技術(shù)上進(jìn)一步提升。

跨時(shí)代步進(jìn)安防監(jiān)控領(lǐng)域

安防行業(yè)每當(dāng)提到發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，出現(xiàn)頻率最高的詞必定是高清、數(shù)字、智能，這已經(jīng)是被公認(rèn)的三個(gè)發(fā)展趨向。可是在實(shí)現(xiàn)高清化、數(shù)字化、智能化的過程中視頻無線傳輸起著橋梁作用，無線傳輸?shù)谋憷办`活緊密將三者聯(lián)系起來實(shí)現(xiàn)在安防行業(yè)的應(yīng)用。

隨著WIFI、WIMAX、3G等無線寬帶接入技術(shù)，覆蓋整個(gè)城市或城市的主要地區(qū)，為個(gè)人、企業(yè)、政府乃至整個(gè)社會(huì)提供寬帶無線接入服務(wù)。隨著城市無線化不停擴(kuò)展時(shí)，三星泰科株式會(huì)社研發(fā)首席預(yù)測(cè)，無線視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)也必將是其重要組成部分，相關(guān)城市將掀起一個(gè)無線監(jiān)控的高潮。

無線監(jiān)控由于種種因素特別是帶寬的制約只能實(shí)現(xiàn)局域的監(jiān)控，設(shè)備與無線直接對(duì)接，監(jiān)控區(qū)域成功從局域邁入了城域。并且，相對(duì)于定點(diǎn)監(jiān)控，其對(duì)實(shí)現(xiàn)公交車、出租車等移動(dòng)監(jiān)控時(shí)，其助推力非常明顯。之前，無線監(jiān)控主要依靠移動(dòng)、聯(lián)通等小帶寬網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)，這樣容易造成延時(shí)、誤碼等。“無線城市”依托Wi-Fi作為無線傳輸方式的多模塊網(wǎng)狀網(wǎng)格無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，相對(duì)于移動(dòng)和聯(lián)通，網(wǎng)絡(luò)帶寬有了大幅度的改善，穩(wěn)定性也更高。另外，如何實(shí)現(xiàn)對(duì)布線難或者無法布線的區(qū)域?qū)嵤┍O(jiān)控一直是傳統(tǒng)監(jiān)控的一大難題，城市實(shí)現(xiàn)全城的網(wǎng)絡(luò)覆蓋后，為上述區(qū)域不再是監(jiān)控盲區(qū)。

不過，也有業(yè)界人士認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)寬帶對(duì)無線監(jiān)控的影響非常有限，認(rèn)為盡管有些城市實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的全城覆蓋，但這種網(wǎng)絡(luò)主要用于通信，與無線監(jiān)控所需要的網(wǎng)絡(luò)有所不同，用于定點(diǎn)監(jiān)控價(jià)格過于昂貴，帶寬也受到限制。同時(shí)，現(xiàn)在還處于試行階段，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性還有待驗(yàn)證。而且是與否采用無線監(jiān)控系統(tǒng)，很大程度上是由項(xiàng)目復(fù)雜的地理環(huán)境、布線的成本、實(shí)施項(xiàng)目的實(shí)際需求所決定的，主要應(yīng)用于不方便布線或沒有障礙物的場(chǎng)合中，但其仍然存在不穩(wěn)定、不可靠、帶寬低、無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋有限等缺點(diǎn)，因此在一定程度上，其仍只是有線監(jiān)控的補(bǔ)充角色，還有待在技術(shù)上進(jìn)一步提升。

安防行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)在不斷變化，當(dāng)高清、數(shù)字、智逐漸發(fā)展成熟時(shí)，會(huì)出現(xiàn)越來越多的聲音提出新的趨勢(shì)，如：視頻智能分析、無線傳輸、兼容性、攝像機(jī)DSP處理芯片等還沒有成熱門的領(lǐng)域會(huì)不斷被關(guān)注。

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