2010-12-08 11:12:36
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第一章 概述
公共安全重大突發性事件一般包括:戰爭、地震、臺風、洪澇、特大交通安全事故、飛機失事、火車出軌、客輪遇險、特大建筑質量安全事故、民用爆炸物品和危險 化學品特大事故、生物恐怖事件、山體崩塌滑坡、井下透水/瓦斯/坍塌、鍋爐/壓力容器/壓力管道和特種設備特大事故、特大急性中毒、重大疾病與突發性疫 情、重大環境污染、聚眾械斗/騷亂/暴亂/叛亂、邪教活動、核泄露事故、網絡黑客事件、其他特大安全事故等。
這類重大突發性事件的共同特點一是突然性,二是沒有預見性或難以預見。因此我們必須在平時制定相應的應對預案,以加強對此類事件的監控;除避免事件發生外,一個重要目的是:對突發事件順利實施應急救援和監控。
信息和網絡技術的應用是應急救援預案設置工作的一項重要內容,是保證突發事件應急指揮和處理所必須的硬件。只有在一個有效、高速、安全的現代信息網絡上才能實現快速反應,從而達到應急指揮和監控的目的。
將圖像監控系統安裝在可以高速移動和機動的車輛或飛機上,這就將應急指揮的監控范圍和應急程度大大提高,由無線數字圖像傳輸電臺組成的車載圖像傳輸系統, 主要目的是用于應急指揮中心對移動車輛同應急指揮中心的數據、語音和圖像實時傳輸。使指揮機關和領導能在指揮中心或在辦公室中甚至首長車內看到實時傳輸的 現場圖像,如親臨現場,及時了解重大突發事件現場實況,做作出準確的分析判斷,達到實時指揮,提高決策系統的快速準確性,增強快速反應能力、指揮能力和突 發事件的處置能力。因此保證信息的可靠、安全和實時快速傳輸是該系統的核心要求。無線數字圖像通信系統研究和應用,對于提高應急指揮快速反應能力,打擊恐 怖活動,打擊各種犯罪,維護社會安定,保障人民生活安全,有效處理各種突發事件,具有重要的社會意義。
本方案采用完全采用太陽駒自主研發的將背負單兵聲音圖像經過無線信號通過車上背負單兵的接收機接收高清MPEG2圖像,然后再經過車載COFDM發射機將 單兵背負圖像以及車載兩路圖像通過另外一個頻點無線信號經圖像發射到指揮中心的接收天線上,指揮中心再通過接收機將圖像還原成標準AV音視頻信號,音視頻 信號再經過高清D1的音視頻服務器編碼將圖像通過LAN/INTERNET傳輸到世界各地以及分指揮中心。
第二章 系統設計目標和原則
一、設計目標
●視頻、語音實時同步傳輸
●背負單兵在通信指揮車通視5km范圍內執行任務,并采集突發事故現場圖像
●實現通信指揮車對背負式單兵的實時監控指揮
●實現通信指揮車到通信指揮車的實時監控指揮
●實現指揮中心對通信車、背負式單兵的實時監控指揮
●實現區域覆蓋。
二、設計原則
為使本系統達到技術先進,經濟實用,安全可靠,質量優良的標準,設計過程中我們遵循了以下原則:
(1)實用性和安全可靠性
所選擇技術與設備針對用戶的應用,實用可行與安全可靠是整個系統能夠良好運行,發揮作用的關鍵。所以在系統設計時,實用和安全可靠是我們最基本的追求目標。
在設備選型和系統的設計中必須考慮采用被證明為成熟的技術與產品,盡量提高系統的可靠性與抗干擾性。
(2)先進性
本系統在研發過程中大量采用先進技術,系統的設計吸收了國外同類產品的優點,使系統在國際同類產品中具有領先地位。在投資費用許可的情況下充分利用現代最 新技術、最可靠的科技成果,以便該系統在盡可能長的時間內與社會發展相適應。并使系統具有強大的發展潛力。在技術上采用計算機數字化圖像壓縮記錄、無線網 絡、等智能控制技術、可便于擴展和升級。
(3)經濟性
優化設計,造價合理,具有較高的性能價格比和較低的維護費用。充分利用設備資源,避免造成浪費。
(4)實用性
前端發射機,聯通機房接收機和服務中心選取質量可靠設備主機,操作簡單、顯示明了、維修方便、便于管理。
(5)可擴展性
系統在設計階段充分考慮了系統的擴容性,預留接口,使系統擴容余量大大增加。
(6)規范性和結構化
無線網絡視頻傳輸系統在設計中著重參考更多方面的標準和規范,力求使各子系統做到結構化、標準化、模塊化和系列化。
第三章 COFDM技術特點
一、COFDM(信道編碼的正交頻分復用)全數字調制解調技術特點
具備以下特點:
繞射功能:在城區內車輛之間支持2~5 公里移動中傳輸,在建筑物頂與車輛/人員之間支持。
移動速度:支持200 公里/小時高速移動中傳輸。
傳輸速率:支持高清晰度音視頻和高速數據傳輸。
水面傳輸:在海岸與船艇之間傳輸距離40 公里以上。
遠距離傳輸:通視車載20公里左右。
攜帶方式:發射機可單兵背負、車載、船載、機載、扣板使用。
電池工作:單兵背負設備外掛雙電池可連續工作8 小時以上。
二、抗多徑能力
適合在城區、城郊、建筑物內等非通視和有阻擋的環境中應用,表現出卓越的“繞射”與“穿透”能力。
傳統的微波設備,必須在可視條件(即收發兩點之間必須無阻擋)下才能建立鏈路,所以使用中受環境制約,需要提前考察環境,擬定實測收發點。即使成功“布 點”,天線定向、線纜布置等工作也相當煩瑣,不僅直接限制視音頻源的獲取、傳輸,而且系統的可靠性、工作效率也大打折扣。
設備采用先進的COFDM 調制解調技術,上述局面徹底改觀。因其多載波等技術特點,COFDM 設備具備“非視距”、“繞射”傳輸的優勢,在城區、山地、建筑物內外等不能通視及有阻擋的環境中,該設備能夠以高概率實現圖像的穩定傳輸,不受環境影響或 受環境影響小。其收發兩端一般采用全向天線,無須預先“踩點”、“定向”、布設繁雜的視音頻輸入、輸出電纜,視音頻源的采集端、接收端可根據現場情況及指 揮/導演的要求自由活動。系統簡單、可靠,應用靈活。
三、適合高速數據傳輸,滿足高清晰度音視頻的傳輸
高質量的視音頻除對攝像機的要求外,對編碼流、信道速率的要求也相當高。一般的數字微波、擴頻微波傳輸中,雖然采用MPEG2 編碼,但信道多采用2M 速率,如E1,使得解碼后的圖像分辨率一般為352×288,無法滿足后期分析、存儲、編輯等要求。COFDM 技術每個子載波可以選擇QPSK、16QAM、64QAM 等高速調制,合成后的信道速率一般均大于4M bps。因此,可以傳輸MPEG2 中4:2:0、4:2:2 等高質量編解碼,接收端圖像分辨率可達到576×720 或480×720,能充分滿足后期分析、存儲、編輯等要求。
四、在復雜電磁環境中,抗干擾性能和抗衰落能力強
TYJ 2008設備采用全數字調制解調方式及強大的串行級聯編碼方案。其串行級聯編碼方案模式為:外碼+外碼交織+內碼+內碼交織,獲得很高的編碼增益,使系統 在極低的信噪比下仍然可以正常工作。通過各個子載波的聯合編碼,TYJ 2008設備具有很強的抗衰落能力。在單載波系統中(如數字微波,擴頻微波等),單個衰落或干擾能夠導致整個通信鏈路失敗,但是在多載波COFDM 系統中,僅僅有很小一部分子載波會受到干擾,并且這些子信道還可以采用糾錯碼來進行糾錯,確保傳輸的低誤碼率。同時COFDM 技術具有更強的多徑分集作用,特別適合城市快速移動的工作環境;結合空間分集、時間分集等多種先進的分集技術,極大增強系統的抗衰落能力。上述先進技術的 采用保證了產品在復雜的工作環境下具有極強的接收靈敏度,接收電平-100dBm 時仍能保證誤碼率<10E-6。
五、系統設計實用性好、可靠性高
TYJ 2008 結合當前無線通信最新技術發展趨勢,以移動多媒體傳輸系統為核心,在整個系統設計中貫徹一系列實用性原則,包括:采用多種不同的發射功率配置 (500mW/1W/2W/4W/10W)和天線配置,同時采用各種誤碼糾錯技術和分集技術,在保證整個覆蓋范圍內性能的同時,盡量減少發射功率。
調制參數可由用戶設定,包括:
信道帶寬:16MHz/8MHz/4MHz/2MHz 可選;
保護時間間隔:1/32、1/16、1/8、1/4 可選;
信道編碼:1/2、2/3、3/4 可選;
調制星座圖:QPSK/16QAM/64QAM 可選;
對外提供多種接口,便于用戶開展多種應用。主通道擴展接口包括AV 視頻接口、以太網標準接口(10/100BASE-T 自適應)和E1 數據接口,可以方便和圖像編解碼器和語音編解碼器連接;輔通道接口提供RS232 數據接口和雙向語音業務接口,其中雙向語音可以和指揮中心進行語音聯系。
射頻模塊設計靈活,接收機系統的頻率可以在300~900MHz,1000~1700MHz,2300~2700MHz 范圍內設置,同時采用了適用于數字微波的低相位噪聲的本振,提高了整個系統的抗相噪能力。
同時考慮到使用質量是通信系統的生命,在系統設計時堅持了一系列可靠性設計原則:無源部件可以解決的就不用有源部件;固定連接可以解決的就不用活動連接;低功率可以解決的就不用高功率來實現。
第四章 系統整體解決方案
一、系統示意圖
11、單兵傳輸系統示意圖
12、車—車系統示意圖
13、單兵車載中繼示意圖
二、整體系統拓撲圖
三、整體系統描述
SPY-400M及移動式SPY-400S型無線高清晰度視頻實時傳輸系統采用固定地點攝像(機動)和運動跟蹤攝像(移動)相結合的方式,在城市環境、郊 區環境和山地環境等不同位置、不同角度對重要場景和主要部位進行高質量圖像拍攝,并將所拍攝的圖像、聲音信號通過無線電或微波的傳輸方式傳輸到各接收地 點,再通過其他路由傳輸到指揮中心,進行視頻信號的分發和處理。
超短波COFDM無線音視頻傳輸設備根據移動監視系統的實際需求特別開發的,完全適用于突發性應急事件或其它特殊情況的現場處理和控制。現場情況需要實時 而迅速地傳回指揮中心,而事發地點又通常具有不確定性,車載實時傳輸系統發揮出強勁的技術優勢和靈活反應能力,通過超短波無線視頻技術將現場情況及時傳回 指揮中心,便于遠程指揮和調度,降低危險性,極大地縮短反應時間,增強戰斗力。
本方案采用完全采用太陽駒自主研發的將背負單兵聲音圖像經過無線信號通過車上背負單兵的接收機接收高清MPEG2圖像,然后再經過車載COFDM發射機將 單兵背負圖像以及車載兩路圖像通過另外一個頻點無線信號經圖像發射到指揮中心的接收天線上,指揮中心再通過接收機將圖像還原成標準AV音視頻信號,音視頻 信號再經過高清D1的音視頻服務器編碼將圖像通過LAN/INTERNET傳輸到世界各地以及分指揮中心。
第五章 系統組成及功能特點
一、系統組成
11、圖像采集子系統
攝像機 索尼DCR¬—R300E攝像機
12、單兵超短波無線傳輸系統
單兵背負發射機
發射天線
電源(便攜鋰電池供電)
車載接收機
接收天線(加配吸盤,以便車頂安裝)
口碑 好 有效 口碑 最好的 去角質 減肥13、車載超短波無線傳輸系統
便攜式車載發射機
全向高增益車載發射天線
14、指揮中心無線接收系統
指揮中心接收機
高增益指揮中心接收天線
二、系統功能和特點
21、系統功能
現場指揮功能:該系統能把單兵拍攝的現場情況傳輸到指揮車或者指揮中心,供指揮員進行指揮。
工作頻點切換功能:發送、接收設備工作頻點可調,操作簡單,可手動切換頻點,可預設多頻點;
技術參數顯示功能:不同的接收裝置均顯示實時動態圖像,同時,可以顯示工作頻率頻譜、圖像誤碼率、信號強度等信息等等;
加密功能:系統發射/接收機內置全數字加密,AES128位或選配256位;
功率可調功能:系統在工作頻段內頻率01MHz步進連續可調,功率/調制方式等參數可調;
電氣兼容功能:無線發射時,無線電的頻率避開車載其它通訊設備頻率,以避免產生干擾。
22、系統特點
● 系統的架設方便快捷,不需要特殊的基建改造,只需要找個制高點,架設接收機的天線。以制高點為基站。尤其是不需要車輛的特殊的改裝,完全可以實現即用即裝,即拆即卸,非常方便。
●單兵超短波無線傳輸設備將現場所拍攝的一路圖像實時傳輸到車載接收設備,然后通過車載接發射機傳輸到指揮中心,移動接收;方便靈活,可以根據實際的需求靈活使用。
●車載接收設備選擇大功率超短波無線發射機,把接收到的單兵信號傳輸到指揮中心;
●指揮中心接收機天線安裝在40米以上的鐵塔或者高樓上面可以實現方圓幾公里到十幾公里范圍內的信號接收(根據周邊環境變化,距離有所變化)。
●超短波無線傳輸設備的圖像質量DVD畫質,聲音可實現兩路通道。
● 超短波設備支持25MHz的COFDM工作模式。
●超短波設備支持射頻待機、系統告警、鎖定、8頻道觸摸按鍵等友好操控界面,可以根據現場的電磁環境和實際的需要來切換頻點。
●接收裝置均可顯示單兵拍攝的實時動態圖像,同時,可以顯示工作頻率頻譜、圖像誤碼率、信號強度等信息。
●微波系統發射/接收機內置全數字加密,AES128位或選配256位。
●超短波系統在工作頻段內頻率01MHz步進連續可調,功率/調制方式等參數可調。
●微波系統工作頻段可以在UHF、L或S波段內選擇,也可根據用戶要求或者實際需求訂制。
●超短波系統采用國際上先進的擴展性正交編碼頻分復用板卡,調制方式采用QPSK的數字調制方式,支持支持高速移動,最大移動速度250Km/h以上。
三、無線傳輸設備性能指標
無線傳輸設備性能指標:
調制方式: COFDM,2K,QPSK |
工作頻段: 300MHZ—85G或根據用戶要求定制 |
信道帶寬: 8MHz; |
圖像壓縮格式: MPEG2 4:2:0 |
傳輸距離: 背負型發射模塊非通視情況下2-5公里、通視5-15公里; |
車載式非通視情況下5-10公里、通視10-20公里; |
輸出功率: 背負型1-2W 、 車載型30-50W |
傳輸時延: 小于200ms |
移動速度: 每小時不低于150公里; |
通道帶寬 8MHz |
FEC: 1/2 |
保護間隔: 1/8 |
電源接口: 航空插頭 |
設備重量: 發射端:65Kg 接收端:40Kg |
供電: AC 220V(車載) AC12V3A (背負) |
工作溫度: -45°C~+70°C; |
設備外觀: 120×60×200,25Kg |
環境濕度: 不小于95% |
無線傳輸設備音視頻技術指標
圖像制式: PAL; |
視頻壓縮解壓標準:MPEG-2; |
分辨率: 720水平線 576垂直線; |
視頻速率: 大于4Mbit/s(速率可調); |
音頻通道: 單聲道。 |
無線圖像接收設備技術指標
接收技術: 全向天線接收 |
覆蓋范圍: 全向360° |
接收天線增益: > 10db |
接收門限: </= -90dBm |
輸出接口: 標準AV接口,可同時輸出一路VIDEO視頻 |
電源供電: AC220V |
四、系統接口技術指標
1、背負型前端發射模塊
與攝像設備接口技術要求:復合圖像BNC接口,聲音單聲
電源接口:三芯航空插頭
電池:鋰電 3AH或車載電瓶
2、大功率車載型前端發射模塊
外置獨立功放射頻接口:L16
與電源設備接口技術要求:AC220V 7A
可利用載車自身直流電源供電
安裝尺寸:19寸標準機架式
3、圖像接收設備
輸出接口:標準AV接口,聲音RCA(L/R);
接地電阻要求:小于4
電源要求: AC220V
安裝要求: 19寸標準機架式