詳細了解無線視頻監控的技術發展

視頻圖像傳輸無線化打破了傳統同軸電纜和光纖圖像監視受制于硬件連接的不利局面，具有更強的靈活性和方便性，基于無線網絡的視頻監視系統應運而生。無線視頻傳輸技術的發展已對無線移動網絡的架構和協議產生了深遠的影響，但由于無線信道帶寬資源有限，干擾因素多，而視頻信號數據量大，實時性要求高等問題。

無線視頻監控傳輸技術

可靠信道上信號傳輸研究的目的是充分利用信道的帶寬資源;而對于不可靠信道，傳輸中研究的重點則是充分利用帶寬資源來實現可靠傳輸，即容錯傳輸技術。這里討論在無線信道上的視頻傳輸機制，其主要的研究點是容錯傳輸控制。容錯傳輸控制技術根據其控制方式的不同可以分為三大類：即前向錯誤控制、基于反饋的ARQ和信源信道聯合編碼。前向錯誤控制(Forward Error Control，FEC)包括信道糾錯編碼技術、交織打包技術和優化的包調度機制等。基于反饋的ARQ技術包括利用多幀參考機制的參考幀選擇(Reference Picture Selection，RPS)機制、混合ARQ(Hybrid，HARQ)機制和基于ARQ的反饋錯誤跟蹤技術。由于基于ARQ的容錯傳輸控制技術具有優良的性能，所以在此重點介紹ARQ相關的傳輸控制技術，并討論現有視頻容錯傳輸機制存在的不足。

前向錯誤控制采用前向糾錯編碼的方式來克服信道錯誤。在信道出錯概率波動比較劇烈的情況下(如現有的移動信道)，為了獲得一定的傳輸質量，前向糾錯編碼必須根據當前估計的最差情況來增加冗余校驗比特，這會導致帶寬資源的浪費。對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技術和前向錯誤控制結合起來，稱為HARQ技術。HARQ分為兩類：I類HARQ中，發送端的前向編碼要具有一定的糾錯能力，當接收端發現錯誤后，首先利用前向糾錯編碼來糾正錯誤。如果錯誤被糾正，則向發送端傳送一個當前包接收成功的反饋信息(ACK)，反之則發送接收失敗消息(NACK)。發送端如果收到ACK，則繼續發送下一個數據包，否則，則重發出錯的數據包。由此可見I類ARQ需要較強的前向糾錯編碼，在錯誤率較低的應用場合會導致帶寬資源的浪費，但在錯誤率高的環境下能夠獲得比其他類型ARQ機制更好的吞吐效率。Ⅱ類ARQ中只要求前向糾錯編碼具有檢錯能力即可，根據關于信道編碼糾錯能力的理論可知，這可以起到節約帶寬的作用。當接收端發現錯誤后，發送重傳請求;發送端只傳送出錯數據對應的具有糾錯能力的校驗碼。當接收端收到后，如果仍然不能糾正錯誤，則繼續發送重傳請求，發送端可以選擇重傳整體出錯數據和校驗碼，也可以選擇發送更強糾錯能力的校驗碼，具體因控制策略不同可有所調整。鑒于無線信道錯誤率高，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，圖中虛線框代表了傳輸中錯誤控制的流程。根據HARQ-I的設計原理，接收端發現錯誤后，首先進行前向錯誤糾正(圖中第一層錯誤屏障)，如果不能糾正且當前系統滿足時延限制，則發送ACK請求來讓發送端重傳出錯部分的數據(第二層錯誤屏障)。這樣的重傳可以重復到接收端收到正確的數據或者重傳延遲超出系統時延限制為止。如果重傳結束后仍然不能得到正確的數據包，在接收端就會用錯誤隱藏技術來進行錯誤恢復(第三層錯誤屏障)。可以看出，這種機制的基本思想是出錯后盡量使用ARQ技術來恢復錯誤，所以這里將其命名為“盡力而為”ARQ機制(Best Effort ARQ，BEA，RQ)。

無線視頻監控三階段

根據近年來網絡視頻監控業務運營實踐、無線網絡視頻監控技術的發展及不同用戶群對無線視頻監控的需求程度的發展，筆者認為，今后國內無線網絡視頻監控業務的發展將會經歷以下三個階段：

第一階段：以行業大客戶無線視頻監控應用為主的行業典型應用階段

目前，高端行業用戶的監控系統如國內的平安工程、交通的道路監控、檢驗檢疫的電子監管視頻監控等，多為大型化的城域性甚至全國性的行業視頻監控系統。高端行業用戶現在大多處在建設大型視頻監控項目的初期，其對監控系統的要求很高，不僅包括了有線側圖像能夠實時看得清、錄像存得好、云臺控制等指令響應得快等，同時還增加了對無線視頻采集(如交通巡邏、平安城市移動巡邏、城管移動巡邏與執法等)及移動視頻觀看和控制的應用要求。

由于當前能夠實現盈利的運營商視頻監控平臺基本都處于第一階段行業用戶上，政府、金融和電信仍是視頻監控主要的應用領域，無線網絡視頻監控與具體行業的深度融合將成為網絡視頻監控市場發展的必然趨勢。

第二階段：以商業監控的創新性應用為主和部分家庭推廣的小眾化應用階段

中小型商業用戶不僅是傳統有線網絡視頻監控業務的另一個潛在的大規模用戶群，也是無線網絡視頻監控應用的另一重要領域。這類用戶是指有分布式監控訪問要求的小型商店、中等規模連鎖商業組織、醫療、教育機構等。由于用戶具有移動性、遠程移動接入及對工作效率高要求等特點，無線網絡視頻監控業務在該類應用中的滲透率將有較高的起點和較大的提升空間。

商業用戶對無線視頻監控的業務需求除了移動視頻查看等基礎的監控業務需求外，往往還需要監控系統與企業的業務系統相結合，比如醫療有可能會利用視頻監控平臺開展移動遠程醫療服務(如救護車上的應急診斷與救護)、銀行會利用運鈔車的移動視頻監控進行管控、學校會利用監控平臺進行無線電化教學、無線電子監考等應用。

對商業用戶來說，與自身業務結合良好的無線視頻監控平臺是很好的擴展業務的手段，因此運營商對商業客戶的引導策略應該是搭建平臺，尋找廣泛的集成商共同開發面向客戶的商業應用。如果電信運營商積極引導開發適應商業用戶的殺手級監控應用，用戶群的規模將很快得到拓展。

第三階段：以廣泛的個人和家庭應用、商業和行業應用全面開花，無線視頻監控與視頻的其它應用如IPTV、視頻會議和語音業務等應用相融合的大眾化普遍應用階段。

無線監控應用范圍

1、民用小范圍應用

目前在民用領域應用的無線監控系統，多在辦公場所、廠區等小范圍中使用，以WLAN、WiFi網絡方式為主。在這些已建建筑群中，若采用有線監控，則有可能對原有建筑造成破壞，需要挖槽、埋線等，因此不便于采用傳統有線監控。據天地偉業陳虹旭介紹，該種方式布網簡單，只需一個無線路由器，即可進行傳輸，且無網絡附加費用，在一些區域較小又需要使用監控的場合，采用此種方式來傳輸視頻，不失為一個比較好的方式。

但此種方式應用范圍有限，在完全無障礙的空曠場所，其傳輸距離可達到200米。而在相距較近的建筑群中也可實現視頻傳輸，但相對來說，其傳輸質量會受到影響，還需要有待改進。

2、自建無線網絡應用

在森林防火、偏遠山區、油田、風景區、電力、水利、環保等大范圍、長距離固定點的監控應用中，采用無線監控是較好的解決方法。在此類應用中，因受范圍廣、地理位置偏遠、不易布線等因素的制約，如果采用傳統有線監控方式會使線路敷設和維護成本非常高，因此通常建議采用無線監控，如微波。

建設無線網其造價一般受距離的遠近和基站點數量的制約，也有前期一次性投入和后期維護的費用，但帶寬有保障，圖像質量較好，可滿足遠程監控的要求。因此有業內人士說，行業自建無線網應屬公建設施，由政府進行投資較合理。

3、使用運營商網絡

移動、電信、聯通等運營商，會提供一些無線傳輸網絡，如2.75G、3G等。可應用于各類需無線監控應用的場合，如公交車載監控、出租車監控、地鐵高鐵監控等應用領域。此種應用一般租用運營商網絡，其特點是空間范圍非常廣，只要運營商網絡所達的區域均可使用。但其需每月支付給運營商一定的租賃費，且目前價格較為昂貴，帶寬與傳輸速率也有待進一步提高。

北京攜遠天成技術有限公司產品部總監石朝兆認為，無線監控的應用前景與無線技術特別是無線寬帶技術的發展緊密相關，隨著WiFi、3G等無線高寬帶技術的成熟，今后越來越多的行業會采用無線方式。深圳黃河數字技術有限公司市場部經理楊林則認為，采用無線監控系統與否，很大程度上是由項目復雜的地理環境、布線的成本、實施項目的實際需求所決定的，主要應用于不方便布線或沒有障礙物的場合中，但其仍然存在不穩定、不可靠、帶寬低、無線網絡覆蓋有限等缺點，因此在一定程度上，其仍只是有線監控的補充角色，還有待在技術上進一步提升。

跨時代步進安防監控領域

安防行業每當提到發展趨勢時，出現頻率最高的詞必定是高清、數字、智能，這已經是被公認的三個發展趨向。可是在實現高清化、數字化、智能化的過程中視頻無線傳輸起著橋梁作用，無線傳輸的便利及靈活緊密將三者聯系起來實現在安防行業的應用。

隨著WIFI、WIMAX、3G等無線寬帶接入技術，覆蓋整個城市或城市的主要地區，為個人、企業、政府乃至整個社會提供寬帶無線接入服務。隨著城市無線化不停擴展時，三星泰科株式會社研發首席預測，無線視頻監控業務也必將是其重要組成部分，相關城市將掀起一個無線監控的高潮。

無線監控由于種種因素特別是帶寬的制約只能實現局域的監控，設備與無線直接對接，監控區域成功從局域邁入了城域。并且，相對于定點監控，其對實現公交車、出租車等移動監控時，其助推力非常明顯。之前，無線監控主要依靠移動、聯通等小帶寬網絡來實現，這樣容易造成延時、誤碼等。“無線城市”依托Wi-Fi作為無線傳輸方式的多模塊網狀網格無線網絡系統，相對于移動和聯通，網絡帶寬有了大幅度的改善，穩定性也更高。另外，如何實現對布線難或者無法布線的區域實施監控一直是傳統監控的一大難題，城市實現全城的網絡覆蓋后，為上述區域不再是監控盲區。

不過，也有業界人士認為網絡寬帶對無線監控的影響非常有限，認為盡管有些城市實現了網絡的全城覆蓋，但這種網絡主要用于通信，與無線監控所需要的網絡有所不同，用于定點監控價格過于昂貴，帶寬也受到限制。同時，現在還處于試行階段，網絡的穩定性還有待驗證。而且是與否采用無線監控系統，很大程度上是由項目復雜的地理環境、布線的成本、實施項目的實際需求所決定的，主要應用于不方便布線或沒有障礙物的場合中，但其仍然存在不穩定、不可靠、帶寬低、無線網絡覆蓋有限等缺點，因此在一定程度上，其仍只是有線監控的補充角色，還有待在技術上進一步提升。

安防行業發展的趨勢在不斷變化，當高清、數字、智逐漸發展成熟時，會出現越來越多的聲音提出新的趨勢，如：視頻智能分析、無線傳輸、兼容性、攝像機DSP處理芯片等還沒有成熱門的領域會不斷被關注。

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瀏覽次數：3102時間：2014/2/8 10:25:32

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