3G+单兵车载图像传输设计方案

PAGEPAGE1联系人：刘晓阳手机急无线图像传输系统设计方案应急无线图像传输系统设计方案一、概述为了响应国家提出的“科技强警、向科技要警力〞的号召，做好处置各类突发性事件、群体性事件通信保障，特别是图像回传指挥中心及现场指挥部的通信保障工作，同时结合南京市公安局日常各项涉警活动保卫任务的使用，为领导科学决策、快速反响、准确判断、异地指挥、收集情报等提供重要的通信手段的实际应用需求，实施公安部提出的金盾工程中的移动图像传输工程，在各级领导和有关部门的大力支持和配合下，方案在某地范围内，采用单兵无线传输系统和3G无线视频传输系统相结合的方式进行远距离的无线视频传输，在城市环境、郊区环境和山地环境等不同位置、不同角度对重要场景和主要部位进行高质量图像拍摄，并将所拍摄的图像、声音信号通过目前最新的COFDM技术的无线数字图像通信系统传输到现场指挥车，然后再通过3G无线传输的技术将现场的音视频信号传送到指挥中心。该系统在实战的技术应用中机动灵巧、快速反响，实现通信保障、指挥调度，图像采集传输功能，把现场情况通过车载图像传输系统高质量回传指挥中心，实现现场与异地指挥中心之间的远程图像共享，使指挥中心的指挥决策人员如临其境，及时获得现场信息，提高决策的准确性和及时性。为实现事件现场和远程指挥中心联动提供可靠的通信保障。COFDM〔codedorthogonalfrequencydivisionmultiplexing〕，即编码正交频分复用的简称，是目前世界最先进和最具开展潜力的调制技术。它的实用价值就在于支持突破视距限制的应用，是一种在无线电频谱资源方面充分利用的技术,可以对噪声和干扰有着很好的免疫力。其根本原理就是将高速数据流通过串并转换，分配到传输速率较低的假设干子信道中进行传输。COFDM无线图像传输产品采用独特创新的信道估计和自适应均衡技术，妥善解决了抗多径干扰、信道衰落、高速移动中多普勒频移及扩展等问题，实现了在高速运动中拍摄并实时、非视距传输高质量图像的技术突破。3G无线车载硬盘录像机是我公司最新推出的3G车载监控产品，集3G无线视频传输、双向语音对讲、车载硬盘录像、GPS定位、车载媒体播放，文字广告推送，等功能于一体，可扩展行驶记录仪，LED显示屏，自动报站器，等等。在3G网络下实现CIF或D1图像清晰流畅的传输效果，是车载无线视频领域的标杆配合CreMedia无线视频监控平台软件及GPS定位系统平台，为各行业轻松组建车载移动监控,管理,指挥系统，支持EV-DO,WCDMA,TD-SCDMA,WiMax等网络，向下兼容CDMA,EDGE,GPRS等多种无线网络。

主要功能特点：★

远程实时监控，双向语音对讲，实时接收车辆报警信息★

3G无线视频最高可达25帧/秒@CIF，12帧/秒@D1★

支持电脑浏览，手机浏览，监控中心电视墙浏览多种观看方式★

内置GPS定位功能，实时监控车辆位置，对偏离路线、超速、异常停车等可疑行为立即报警★

多角度音视频及GPS运动轨迹同时录像，低码率H.264编码，图像清晰流畅，节约存储空间★

车载8-32伏宽电源设计，满足任何车辆直接供电★

创世科技独创的硬盘录像专用存储结构，容错性强，异常断电时数据不会损坏或丧失★

支持远程无线下载录像片段，支持多路同时播放、运动轨迹同时播放★

先进的OSD菜单设计，每步操作都有提示信息，支持软键盘和拼音输入法，设置更方便★

用鼠标、遥控器或键盘均可操作，使用方便灵巧★

预留模拟、数字输入接口，外接车辆行驶仪、传感器等，记录车辆运行状态★

支持无线待机功能，可通过报警、短信、定时等方式触发设备上下线，节约无线网络资费★

EV-DO、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA、GPRS、EDGE等多种无线网络可选★

定时开关机功能，防止人为忘记关机，保护车载电瓶★

弹簧减震结构设计，延长硬盘寿命，提高系统可靠性★

一键恢复出厂设置，系统支持在线升级，使用维护方便★

嵌入式系统设计，内置硬件看门狗，可7X24小时连续运行二、系统设计原那么与依据2.1先进性原那么

采用先进的设计思想，选用先进的传输设备，使系统传输在今后一定时期内保持技术上的先进性。2.2开放性原那么系统设计及系统设备选型遵从国际标准及工业标准，使系统具有高度的开放性和所提供设备在技术上的兼容性。2.3可伸展性原那么系统设计在充分考虑当前情况的同时，必须考虑到今后较长时期内业务开展的需要，留有充分的升级和扩充的可能性。充分利用现有通讯资源，为以后扩充到更高速率提供充分的余地。另一方面，还必须为系统规模的扩展留有充分的余地。2.4可靠性原那么系统的设计必须贯彻可靠性原那么，使传输系统具有很高的可用性。可靠性原那么表达在以下方面：选用技术先进、成熟高可靠性的传输设备2.系统增益储藏高链路的可维护性好管理性原那么系统应具有良好的可管理性，使得系统管理人员能方便及时地掌握诸如传输系统拓扑结构、系统信号分析覆盖率统计、系统故障提示等信息，能简便地对传输系统进行配置和调整，确保系统工作在良好状态。根据用户初步设计要求和相关的设计标准，通信指挥车必须具备较强的通信功能和现场监控能力。此车具备高度的机动性、独立性和可靠性。因此，车辆的改装和系统总体的设计，必须到达以下要求：◆车辆系统

◆通信及现场监控系统●车厢的环境破坏范围小

●自动化管理和控制体系●电力系统有力可靠

●系统的可靠性高●整车配置和配重合理

●国际先进水平的尖端技术●不改变汽车底盘技术参数不切割车体

●系统操作简便，易于管理2.6具体设计依据JGJ/T16-92?民用建筑电气设计标准?GA/T75-94?平安防范工程程序与要求?GB50198-94?民用闭路监视电视系统工程技术标准?GBJ79-85?工业企业通信接地设计标准?GBKJ-90?通信系统机房设计?GB50057-94?建筑物防雷设计标准?GB50054-95?低压配电设计标准?GBJ232-82?电气装置安装工程施工及验收标准?GBJ93-86?工业自动化仪表工程施工及验收标准?92DQ5华北标办?建筑电气通用图集?GA/T70-94?平安防范通用图形符号?GBJ115-87?工业电视系统工程设计标准?GB7401-87?彩色图像质量主观评测方法?GA/T528-2023?公安车载应急通信系统技术标准?三、系统功能和组成公安应急通信总的要求是快速、准确、可靠、保密地传递信息，要求将话音、数据、图像等各类信息传送到目的地。其中，移动图像的传输在公安应急通信中的作用越来越明显，越来越引起重视。依据2023年12月公安部信息通信局在安徽合肥召开了“全国公安应急通信保障工作研讨会〞。对加强公安应急通信工作提出了明确的要求：要做到拉得动、通得上、看得清、查得准。拉得动就是要机动灵巧、快速响应；通得上是指通信系统要畅通；看得清要求掌握现场第一手资料，便于指挥；查得准即确保行动及命令的准确。由此可见，开展公安移动图像通信有其必要性：A、经济开展与社会稳定的需要根据国际上的统计在人均GDP到达1000~3000美元时，是社会容易出现动乱的时期。而我国正处在这一阶段，恶性刑事事件、民族冲突及大的群体事件越来越多。B、国际恐怖活动对我国的影响冷战结束后，由于单极化国际社会的形成，加剧了国际恐怖活动，中国作为一个开放的经济大国，在很大程度上也受到国际恐怖活动的影响，特别是新疆、西藏等少数民族地区，反恐任务更加严峻。C、大型活动的平安保卫工作的需要随着我国在国际上的地位不断提高，承接的大型国际活动越来越多，北京的奥运会，上海的世博会，广州亚运会、深圳大运会等，都对公安的移动图像传输及应急通信能力提出了更高的要求。

D、在发生重大事件时，包括自然灾害、公共卫生事件、社会公共平安等都要把现场图像传送到公安指挥中心。公安业务需要的视频通信系统，具体可以归纳为以下几点要求：①、高质量图像：要看得清而不只是看得见。要求D1的图像质量，单信道传输速率应该保证在1.5~2Mbps以上，才能满足现场办案等应用的需求。②、支持高速移动性：对移动性的要求应到达150km/h。③、穿透性强：在频率规划和功率配置上要考虑能穿透建筑物传送，在工作时间较长时，要考虑减轻对携带人员的电磁辐射等。④、保密性：公安应用由于其业务的特殊性，必须对所传输的信息采取必要的保密措施，以防止信息的不必要公开和窃取。⑤、技术适用性：技术成熟，标准公开，多厂商供货。⑥、至少三个不低于2.5MHz带宽的信道，分别用于单兵、车载、直升机或下行图像传输。在需要时可合并传输高质量图像。四、公安应急图像传输的解决方案单兵图像传输系统〔可选〕实现短距离传输，解决车辆无法进入的环境〔如大楼内部，广场等〕图像信号的传输。单兵图像传输系统可以单独使用，也可以配合其他远距离图像传输手段一起使用，如卫星通信车、便携式中继站、车载图像传输系统等。单兵到车无线图像传输系统示意图便携式单兵图像传输系统由单兵无线发射机、单兵接收机、单兵背架、电池、单兵发射天线、单兵接收天线、监视器和摄像机等组成。单兵到车再到指挥中心〔固定基站〕无线图像传输系统示意图〔二〕车载图像传输系统使用该系统可以在车辆快速移动中进行实时图像传输；在事件现场，将车载摄像机或单兵采集的图像传回指挥中心，为指挥员的决策提供一手现场资料，实现图像传输的大范围覆盖。车载图像传输系统由车辆系统、车载图像采集系统、车载图像发射系统和车载图像控制及记录系统组成。公安应急实战中最常用模式是点对点方式。如果要实现一个城市的覆盖，车载图像传输系统一般都采用一点发多点接收方式，即点对多点。1、点对点车到指挥中心无线图像传输系统示意图车到固定中继再到公安局指挥中心无线图像传输系统示意图2、点对多点车到多个固定中继再到公安局指挥中心无线图像传输系统示意图五、技术创新点为了更有效的提高传输距离〔在不加大发射功率和接收点高度不变的情况下〕，该系统的接收设备采用空间分集接收，多天线接收模式，有效提高了接收机的接收灵敏度，扩大了接收范围。由于无线衰落信道的多径特性与时变特性，经过其传输的信号在接收端可能会受到严重衰减，根据信息理论，假设有其他衰减程度的原发送信号副本提供应接收机，那么有助于接收信号的正确判断，这种通过提供传送信号的多个副本来提高接收信号正确决断率的方法称为分集。从直觉上讲，在接收端利用多个天线接收信号并对接收到的信号进行适当的处理一定会比利用单个天线接收有更高的可靠性，因而，传统的空间分集方法是在接收端采用多个天线接收，在每一个接收天线上得到一个信号的副本，再通过适当的合并方式〔如增益合并或最大比合并〕提高接收信号的性能。接收分集示意图利用分集技术，在接收端需要接收通过不同分集路径所得到的信号副本，然后把不同的分集支路得到的信号副本合并起来，到达提高接收总信噪比的目的，从而降低信号的中断率或者误码率，在采用分集技术时，为了获得好的分集效果，要求分集接收到的各个信号副本之间的相关性尽可能的小，通过采用时间交织与信道编码，在时域内提供信号的副本的时间分集，为了获得更好的效果，要求发送冗余信号的假设干时隙之间相互独立，即时隙间隔应大于衰落信道的相干时间。采用多个天线接收数据的空间分集为了保证多个发送或多个接收信号之间的独立性，要求各个天线之间的距离要足够大，一般大于假设干个波长，这样几个天线之间的距离要足够大，一般大于假设干个波长，这样几个天线之间的信号就可以被看作是相互独立的。ST-6000无线移动音视频传输系统在接收端采用了天线分集技术，这样发挥了COFDM技术的优越性，正如在技术介绍中所介绍的，采用COFDM技术的的最大特点是抗多径干扰，而其在非视距环境中传输是靠的反射和折射信号才能得到所谓“绕射能力〞，采用分集天线后，可以大大提高系统的稳定性和传输距离。因此，ST-6000采用双分集天线技术有以下好处：提高了系统稳定性；增大了系统的传输距离；为工程施工争取了更大的灵巧度，可以在楼顶的各个位置分布式合理布局，避开楼顶障碍物等不利因素，得到更大的传输视角。采用天线分集接收技术，可以选择不同的天线组合方式，可以使用全向和定向天线结合，定向和定向天线结合，高位和低位结合，明位和隐秘结合等方式。极大限度和灵巧地提升接收灵敏度，加大传输距离。六、传输及覆盖距离计算在无线通信中，发射信号在传播过程中往往受到环境中的各种物体所引起的遮挡、反射、吸收、折射和衍射的影响，形成多条路径信号分量到达接收机，不同路径的信号分量具有不同的传播时延、相位和振幅，并附加有信道噪声，它们的叠加会使复合信号相互抵消或增强，导致严重的衰落。此外，如果发射机或接收机处于移动状态，或者信道环境发生变化，会引起信道特性随时间随机变化，接收到的信号由于多普勒效应会产生更为严重的失真。由于城市中的高楼大厦等建筑物分布不匀，ST-6000使用的环境也就无法确定，传输距离也只能凭经验值和测试效果的概率统计来定，传输距离如下列图：传输距离和高度的关系无线传输时，由于地球曲率影响，理想情况下，通视距离与发射和接收天线的高度有关，具体计算公式如下：L(公里)＝3.57*(√H1(米)+√H2〔米〕)其中：L:是发射端到接收点的通视距离H1:发射天线高度H2:接收天线高度无线传输系统在视距情况下的灵敏度计算公式：Pr(dBm)=Pt(dBm)＋Gt(dB)+Gr(dB)-SL(dB)Pr:接收机输入口的接收功率电平Pt:发射机输出功率Gt:发射天线增益Gr:接收天线增益SL:空间插入损耗如果架设高度足够视距传输要求，比方，中心铁塔高度为80米，指挥车天线高度为9米，那么，可视距离应该是43.2公里。在43公里的可视距离上，如果发射机输出功率为33dBm,发射天线增益为3dB,接收天线为7dB,空间损耗为126dB/340MHz,那么，在43公里的情况下，接收信号电平应该是：Pr=33+3+7-126=-83dBm通常，我们的COFDM接收机灵敏度为－91dBm，完全满足接受条件，而且系统余量为7dB.在市区有阻挡的情况下，车载移动移动音视频实时传输系统的通视条件是很难满足的，这种情况下，车载发射设备的信号往往是打到周围的建筑物上，然后通过建筑物的反射传输回中心的接收天线，由于屡次反射会造成由于建筑物反射而引起的系统损失〔多径效应〕，实际上，每经过一次反射至少损失20dB的信号强度，所以在市区的传输应该远远小于视距条件下的传输距离。七、设备清单序号名称规格/型号数量单价(元)金额(元)1车载3G无线传输设备ST3004M-EV2-GPS12单兵车载无线传输设备ST-60001合计八、系统无线产品主要技术性能指标(一)ST-6000TCU船载式无线图像发射设备技术指标：调制方式COFDM，2K，QPSK工作频段300MHz-600MHz发射机频率直接显示,用户可以自己现场调整频率信道带宽8MHz图像压缩格式MPEG24：2：0传输距离不低于10公里(通视情况下)输出功率10-20W传输时延小于300ms移动速度船载式每小时不低于120公里数据带宽6Mbit/sFEC1/2,2/3,3/4,7/8可设保护间隔1/4,1/8,1/16,1/32可设看门狗内置硬件看门狗监测程序电源接口标准三芯插头设备重量设备不大于20公斤供电AC220V工作温度-35℃～+环境湿度不小于95%发射机结构全钢机壳加密AES(128位256位)/ABS/带第三方加密接口可选加密特点分级授权加密配置菜单全中文菜单〔方便用户配置〕防护标准防尘，防锈蚀，防震(二)ST-6000RU无线图像接收设备技术指标：接收技术空间分集接收，可双天线接收，也可单根天线接收工作频段80MHz-800MHz接收机频率直接显示,用户可以自己现场调整频率同时接收路数单路接收机覆盖范围全向360°图像快速消隐马赛克能对物体轮廓周围进行补偿，清晰再现现场图像接收天线增益>5dB看门狗内置硬件看门狗监测程序加密AES(128位256位)/ABS/带第三方加密接口可选加密特点分级授权加密接收门限≤-92dBm输出接口标准AV接口，可同时输出三路VIDEO视频图像制式PAL视频压缩解压标准MPEG-2分辨率704×576视频速率大于6Mbit/s〔速率可调〕音频通道左右声道〔标准输出/平衡输出可选〕设置接口RS232电源供电AC220V/DC12V车载ST3004M-EV23G产品介绍多模块3G网络，4路视频接入，D1高清视频无线上传，D1视频存储，双向语音对讲，内嵌多媒体发布平台系统，内置GPS定位模块，和SATA高速接口硬盘存储，提供全功能、稳定的车载设备。该产品为1DIN尺寸，小巧便于安装。接口介绍正视设备面板，接口定义如下：面板接口示意图接口附件图20Pin接口〔黑色〕管脚颜色功能定义用途1红色BNC头视频输入1可接摄像机12白色BNC头音频输入1可接拾音器13红色2.0mmDC12V电源输出1可供电摄像机4黑色1.8mm1.2.3.的公共地15红色BNC头视频输入2可接摄像机26白色BNC头音频输入2可接拾音器27红色2.0mmDC12V电源输出2可供电摄像机8黑色1.8mm5.6.7.的公共地29红色BNC头视频输入3可接摄像机310白色BNC头音频输入3可接拾音器311红色2.0mmDC12V电源输出3可供电摄像机12黑色1.8mm9.10.11.的公共地313红色BNC头视频输入4可接摄像机414白色BNC头音频输入4可接拾音器415红色2.0mmDC12V电源输出4可供电摄像机16黑色1.8mm13.14.15.的公共地417红色BNC头视频输出可接OSD显示屏18白色BNC头音频输出可接16欧音响19红色2.0mmDC12V电源输出5可供电显示屏20黑色1.8mm17.18.19.的公共地524Pin接口〔白色〕管脚颜色功能定义用途1红色2.8mm电源输入DC8~32V电源总输入，不能接错！2黑色2.8mm电源地线〔负极〕3蓝色RS232接收RXD2.3.12：RS232；数据通明传输4蓝白RS232发送TXD5橙色报警输入1开关量接入4组6橙白报警输入27黄色报警输入38黄白报警输入49白色报警1输入~4公共端10绿色RS48