近年來,應急指揮通信隨著防空防災一體化建設的不斷發(fā)展,其作用和地位有了很大程度提高,為了更好地適應現(xiàn)代戰(zhàn)爭和社會需要,更好地承擔起保護人民生命財產(chǎn)安全和服務經(jīng)濟社會發(fā)展的使命,全國相繼建設了固定指揮中心和機動指揮系統(tǒng),COFDM無線圖傳在應急指揮通信系統(tǒng)中得到了廣泛應用。隨著通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，COFDM調(diào)制技術(shù)也應運而生，這使得在“高速運動中”和“非視通條件下”實現(xiàn)高質(zhì)量實時圖像和數(shù)據(jù)傳輸成為可能。我公司的HD/W系列移動多媒體傳輸系統(tǒng)采用了*的COFDM調(diào)制解調(diào)技術(shù)、信道編解碼技術(shù)，并結(jié)合數(shù)字圖像壓縮H.264/MPEG2等多媒體網(wǎng)絡傳輸技術(shù)，能夠在高速移動環(huán)境下實現(xiàn)視頻、語音、數(shù)據(jù)等多媒體業(yè)務的實時、同步傳輸。具有覆蓋范圍廣、靈敏度高、移動性好、抗干擾和抗衰落能力強、傳輸數(shù)據(jù)率高、穩(wěn)定性和可靠性突出等顯著優(yōu)點，為指揮、搶險、偵察、野外作戰(zhàn)等應急通信提供遠距離、高質(zhì)量、高速率、無線實時傳輸?shù)睦硐虢鉀Q方案，廣泛應用于*、*、消防、野戰(zhàn)*等軍事部門和交通、海關(guān)、油田、礦山、水利、電力、金融等國家重要部門。
　　
　　二十一世紀初，公司通過全面分析新形勢下國內(nèi)公共安全預警系統(tǒng)的變化和*作訓的新要求，在國內(nèi)開發(fā)并生產(chǎn)適合*作戰(zhàn)訓練，*，國安，*及消防等執(zhí)行特殊任務，公共安全緊急狀態(tài)指揮以及勘探作業(yè)等使用的超短波無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)圖像實時傳輸系統(tǒng)。將現(xiàn)場和指揮中心適時快速地連為一體，實現(xiàn)單向或雙向在保密狀態(tài)下進行數(shù)據(jù)，音視頻傳輸，提高指揮的準確性和及時性。當今世界如何預防和處理公共安全重大突發(fā)事件，已成為性重要課題，當戰(zhàn)爭，國家安全，恐怖事件，地震，臺風，洪災，重大交通事故，重大疾病與突發(fā)性疫情，核泄漏事故，重大環(huán)境污染，礦井油氣田等突發(fā)性事件發(fā)生時，如何快速有效及時有序地實施各項指揮方案和指令，就顯得尤其重要。由于各類突發(fā)性事件的特點是在沒有預見的情況下突然間發(fā)生，只有在指揮中心和各級領(lǐng)導及相關(guān)部門以zui快速度知曉突發(fā)事件現(xiàn)場情況時，指揮中心才能以zui快速度啟動平時制訂的各項應急預案，實現(xiàn)快速反應，實施應急救援和快速處置等措施，對事件行動進行全程監(jiān)控并適時發(fā)出新的指令。要達到此狀態(tài)，信息和網(wǎng)絡技術(shù)的應用，是執(zhí)行特殊任務，應急指揮和處理*的硬件保障。公司研制和生產(chǎn)的超短波無線網(wǎng)絡數(shù)據(jù)圖像適時傳輸系統(tǒng)是目前型的全數(shù)字化，智能化，多頻段無線移動監(jiān)控系統(tǒng)的典型代表，其各種機型和傳輸方式，使指揮中心和各級領(lǐng)導在辦公室或車內(nèi)看到適時的現(xiàn)場圖像，尤如親臨現(xiàn)場，增強快速反應能力，指揮能力和處置能力。對于新形勢下*建設和軍事訓練，對于提高各級政府和部門應急指揮快速發(fā)反應能力，打擊恐怖活動和各種*，維護社會安定，保障人民生命財產(chǎn)安全，有效處理突發(fā)事件和自然災害，具有重要的社會意義和社會效率。
　　
　　由深圳市賽迪訊科技有限公司研制的HD/W系列無線視頻傳輸系統(tǒng)，提供網(wǎng)絡化的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以應用于以下幾個方面：
　　
　　應急指揮安全保衛(wèi)空中巡邏巡警治安刑事偵查消防救災交通管理
　　
　　基于目前的有線數(shù)據(jù)平臺，將HD/W系列無線高清視頻實時傳輸系統(tǒng)運用于日常警務處理和突發(fā)事件上來，提高市局指揮中心乃至市政府應急反應中心對突發(fā)事件的應急指揮能力，維護社會治安，保障人民生活平安有著重要的意義。
　　
　　依據(jù)公司多次對現(xiàn)場的勘察和多年從事無線圖像傳輸和控制的實踐經(jīng)驗，對移動圖像傳輸系統(tǒng)做如下方案設計，該方案請專家、領(lǐng)導提出修改和增補意見。
　　
　　二、公司介紹
　　
　　深圳市賽迪訊科技有限公司是專業(yè)從事無線數(shù)字移動通信產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)銷售為一體的高科技公司，并為用戶提供OEM系統(tǒng)集成服務。公司提供的高品質(zhì)軍警級系列COFDM無線移動視頻傳輸系統(tǒng)、COFDM無線圖像傳輸應急指揮系統(tǒng)、無線雙向數(shù)字網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)等產(chǎn)品設備，均屬于無線通信前沿技術(shù)，市場前景廣闊，是*、*、*、海關(guān)緝私急需的通信裝備。產(chǎn)品在民用方面，如：油田、電力、監(jiān)控、監(jiān)測、無線接入網(wǎng)絡領(lǐng)域等方面也有廣泛用途。
　　
　　公司致力于無線數(shù)字通信*領(lǐng)域，專業(yè)為用戶提供各領(lǐng)域無線數(shù)字移動語音、數(shù)據(jù)、視頻傳輸系統(tǒng)解決方案。
　　
　　主要產(chǎn)品：
　　
　　1.COFDM單向、雙向無線數(shù)字語音、數(shù)據(jù)、視頻實時傳輸系統(tǒng)
　　
　　2.COFDM無人飛機無線數(shù)字移動視頻傳輸系統(tǒng)
　　
　　3.COFDM重大事故現(xiàn)場數(shù)字移動視頻傳輸系統(tǒng)
　　
　　4.無線非視距雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
　　
　　5.非視距300-1500MHz數(shù)字網(wǎng)橋
　　
　　6.視頻網(wǎng)橋產(chǎn)品
　　
　　7.模擬微波技術(shù)產(chǎn)品
　　
　　8.數(shù)字微波技術(shù)產(chǎn)品
　　
　　針對目前第三代移動通信技術(shù)的突飛猛進的快速發(fā)展，我公司跟蹤和*的技術(shù)成果，成功研制了利用COFDM調(diào)制技術(shù)和H.264/MPEG2圖像編解碼技術(shù)的新一代高清晰度無線數(shù)字音視頻傳輸系統(tǒng)，性能*，結(jié)合我公司在無線射頻領(lǐng)域的地位和豐富經(jīng)驗，產(chǎn)品綜合性能和技術(shù)參數(shù)均大大高于國內(nèi)同類產(chǎn)品，達到*水平。新產(chǎn)品的研制成功，大大豐富了公司的產(chǎn)品類型，使用戶根據(jù)需要定制不同用途和功能的設備，為用戶提供了高性價比的產(chǎn)品，成為專業(yè)和全面的無線圖像傳輸系統(tǒng)制造商。
　　
　　三、COFDM無線移動視頻系統(tǒng)技術(shù)特點及優(yōu)點
　　
　　COFDM技術(shù)是目前世界上和發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)。其基本原理是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換,分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸。編碼(C)是指信道編碼采用編碼率可變的卷積編碼方式,以適應不同重要性數(shù)據(jù)的保護要求;正交頻分(OFD)指使用大量的載波(副載波),它們有相等的頻率間隔,都是一個基本震蕩頻率的整數(shù)倍;復用(M)指多路數(shù)據(jù)源相互交織地分布在上述大量載波上,形成一個頻道,因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界*力較差的傳輸介質(zhì)中。
　　
　　COFDM無線圖像傳輸系統(tǒng)特點：
　　
　　1、適合在城區(qū)、城郊、建筑物內(nèi)等非通視和有阻擋的環(huán)境中應用,表現(xiàn)出的“繞射”“穿透”能力。
　　
　　傳統(tǒng)的微波設備,必須在通視條件(既收發(fā)兩點之間必須無阻擋)下才能建立鏈路,所以使用中受環(huán)境制約,需要提前考察環(huán)境,擬定、實測收發(fā)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(tǒng)的可靠性、工作效率也大打折扣。
　　
　　COFDM無線圖像設備則*改變了這種局面。因其多載波等技術(shù)特點,COFDM設備具備“非視距”、“繞射”傳輸?shù)膬?yōu)勢,在城區(qū)、山地、建筑物內(nèi)外等不能通視及有阻擋的環(huán)境中,該設備能夠以高概率實現(xiàn)圖像的穩(wěn)定傳輸,不受環(huán)境影響或受環(huán)境影響小。其收發(fā)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(jù)現(xiàn)場情況及指揮的要求自由活動。系統(tǒng)簡單、可靠,應用靈活。
　　
　　2、適合高速移動中傳輸,可應用于車輛、船舶、直升機/無人機等平臺。
　　
　　對于大多數(shù)行業(yè)而言,無線圖像的一般應用模式是:視音頻前端采集-接入點(車、船、機)--視音頻處理中心(一般通過有線鏈路或衛(wèi)通)。所以車輛、船舶、直升機/無人機等平臺是系統(tǒng)非常重要的組成部分,其核心的功能之一就是實時接入前端的圖像。
　　
　　適合高速數(shù)據(jù)傳輸,速率一般大于4Mbps-24Mbps[根據(jù)調(diào)制方式而定],滿足高質(zhì)量視音頻的傳輸。高質(zhì)量的視音頻除對攝像機的要求外,對編碼流、信道速率要求十分高。一般的數(shù)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,無法滿足后期圖象分析、存儲、編輯等要求。
　　
　　COFDM技術(shù)每個子載波可以選擇QPSK、16QAM、64QAM等高速調(diào)制,合成后的信道速率一般均大于4Mbps。因此,可以傳輸MPEG2中4:2:0、4:2:2等高質(zhì)量編解碼,接收端圖像分辨率可達到576×720或1920×1080等滿足后期分析、存儲、編輯等要求。
　　
　　3、在復雜電磁環(huán)境中,COFDM具備優(yōu)異的抗干擾性能。
　　
　　對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾及信號波形間的干擾性能*,通過各個子載波的聯(lián)合編碼,具有很強的抗衰落能力。在單載波系統(tǒng)中(如數(shù)字微波,擴頻微波等),單個衰落或*夠?qū)е抡麄€通信鏈路失敗,但是在多載波COFDM系統(tǒng)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?shù)牡驼`碼率。
　　
　　裝備了COFDM技術(shù)的無線圖傳機動指揮車,能夠確保高速移動、抗衰落及多徑干擾下的穩(wěn)定傳輸與實時監(jiān)控(移動速率可達150公里/小時),提供廣播級DVD質(zhì)量的高清晰圖像,強大的非視距傳輸能力,非常適合稱為難度極大的“峽谷通信”的城市阻擋環(huán)境應用,無需天線定向。實現(xiàn)音視頻數(shù)字化傳輸,實時圖像傳輸,采集發(fā)射端體積小,機動性強,靈活方便,單兵式鏈路傳輸距離,市區(qū)可以達到1--5公里?；緜鬏斂蛇_5--50公里。
　　
　　COFDM無線圖像傳輸系統(tǒng)優(yōu)點：
　　
　　1、在窄帶帶寬下也能夠發(fā)出大量的數(shù)據(jù)：COFDM技術(shù)能同時分開至少1000個數(shù)字信號，而且在干擾的信號周圍可以安全運行的能力將直接威脅到目前市場上已經(jīng)開始流行的CDMA技術(shù)的進一步發(fā)展壯大的態(tài)勢，正是由于具有了這種特殊的信號“穿透能力”使得COFDM技術(shù)深受歐洲通信營運商以及手機生產(chǎn)商的喜愛和歡迎，例如加利福尼亞Cisco系統(tǒng)公司、紐約Flarion工學院以及朗訊工學院等開始使用，在加拿大Wi-LAN工學院也開始使用這項技術(shù)。
　　
　　2、COFDM技術(shù)能夠持續(xù)不斷地監(jiān)控傳輸介質(zhì)上通信特性的突然變化：由于通信路徑傳送數(shù)據(jù)的能力會隨時間發(fā)生變化，所以COFDM能動態(tài)地與之相適應，并且接通和切斷相應的載波以保證持續(xù)地進行成功的通信。
　　
　　3、該技術(shù)可以自動地檢測到傳輸介質(zhì)下哪一個特定的載波存在高的信號衰減或干擾脈沖，然后采取合適的調(diào)制措施來使頻率下的載波進行成功通信。
　　
　　4、COFDM技術(shù)特別適合使用在高層建筑物、居民密集和地理上突出的地方以及將信號散播的地區(qū)。高速的數(shù)據(jù)傳播及數(shù)字語音廣播都希望降低多徑效應對信號的影響。
　　
　　5、可以有效地對抗信號波形間的干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸。當信道中因為多徑傳輸而出現(xiàn)頻率選擇性衰落時，只有落在頻帶凹陷處的子載波以及其攜帶的信息受影響，其他的子載波未受損害，因此系統(tǒng)總的誤碼率性能要好得多。
　　
　　6、通過各個子載波的聯(lián)合編碼，具有很強的抗衰落能力。COFDM技術(shù)本身已經(jīng)利用了信道的頻率分集，如果衰落不是特別嚴重，就沒有必要再加時域均衡器。通過將各個信道聯(lián)合編碼，則可以使系統(tǒng)性能得到提高。
　　
　　7、COFDM技術(shù)抗窄帶干擾性很強，因為這些干擾僅僅影響到很小一部分的子信道。
　　
　　8、可以選用基于IFFT/FFT的OFDM實現(xiàn)方法。
　　
　　9、信道利用率很高，這一點在頻譜資源有限的無線環(huán)境中尤為重要；當子載波個數(shù)很大時，系統(tǒng)的頻譜利用率趨于2Baud/Hz。
　　
　　四、COFDM無線移動視頻系統(tǒng)在應急通信中的應用
　　
　　公共安全突發(fā)性事件一般包括:戰(zhàn)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(zhì)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、其他特大安全事故等。
　　
　　這類重大突發(fā)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(jiān)控;除避免事件發(fā)生外,一個重要目的是:對突發(fā)事件順利實施應急救援和監(jiān)控。信息和網(wǎng)絡技術(shù)的應用是應急救援預案設置工作的一項重要內(nèi)容,是保證突發(fā)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(xiàn)代信息網(wǎng)絡上才能實現(xiàn)快速反應,從而達到應急指揮和監(jiān)控的目的。
　　
　　應急通信不同于常規(guī)通信,往往是在公用通信網(wǎng)絡覆蓋不到、遭遇戰(zhàn)爭或突發(fā)事件破壞、失去部分效力等特殊情況下才派上用場,具有一定的突發(fā)性、復雜性,要求通過各種傳輸手段和組網(wǎng)方式,提供臨時、有效的解決方案,成為公用網(wǎng)絡的延伸、補充或自成網(wǎng)絡,實現(xiàn)特殊情況下的通信暢通無阻。目前于應急搶險通信的設備很少,且基本上是針對公網(wǎng)設計的,無法滿足各行業(yè)用戶及專網(wǎng)用戶對應急通信的的一些特殊要求。同時普通的應急通信設備通常只提供或有線或無線的窄帶的基于語音的通信方式。COFDM無線圖像傳輸設備是目前既能有效改善應急現(xiàn)場傳輸條件,又能滿足應急現(xiàn)場較高的通信需求,實現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、動圖實時傳送較為理想的應急通信設備。
　　
　　應急指揮通信系統(tǒng)一般包括固定指揮通信部分和機動指揮通信部分,機動部分由背負式單兵、小型信息采集車和中型信息保障車組成。在事發(fā)現(xiàn)場或其他重要場合,靈活機動的背負式單兵把在zui前端采集到的圖像和語音信息通過無線圖傳方式傳到一定距離(覆蓋范圍1--5公里)外的小型信息采集車;小型信息采集車(覆蓋范圍5--20公里)可將自身采集的圖像和語音信息或背負式單兵傳來的信息在車內(nèi)的監(jiān)視器進行圖像信號的顯示,同時通過無線圖傳方式有選擇的傳給中型信息保障車;中型信息保障車(覆蓋范圍5--50公里)可將自身采集的圖像和語音信息或小型信息采集車傳來的信息在指揮車內(nèi)的監(jiān)視器進行圖像信號的顯示,同時通過無線圖傳方式有選擇的傳給固定指揮中心,從而實現(xiàn)快速、靈活的現(xiàn)場指揮調(diào)度。
　　
　　把圖像監(jiān)控系統(tǒng)安裝在可以高速移動和機動的指揮車上,這就將應急指揮的監(jiān)控范圍和應急程度大大提高,由無線數(shù)字圖像傳輸電臺組成的車載圖像傳輸系統(tǒng),主要目的是用于應急指揮中心對機動指揮車輛以及機動指揮車之間的數(shù)據(jù)語音和圖像實時傳輸。使指揮機關(guān)和領(lǐng)導能在指揮中心或在辦公室中甚至首長車內(nèi)看到實時傳輸?shù)默F(xiàn)場圖像,如親臨現(xiàn)場,及時了解重大突發(fā)事件現(xiàn)場實況,做出準確的分析判斷,達到實時指揮,提高決策系統(tǒng)的快速準確性,增強快速反應能力、指揮能力和突發(fā)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(tǒng)的核心要求。無線數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的應用,對于提高應急指揮快速反應能力,打擊恐怖活動,打擊各種*,維護社會安定,保障人民生活安全,有效處理各種突發(fā)事件,具有重要的社會意義。
　　
　　五、系統(tǒng)功能需求
　　
　　1、無線視頻傳輸系統(tǒng)前端需求
　　
　?。?）圖像傳輸前端設備分為便攜、車載兩種類型。
　　
　?。?）要求無線圖像傳輸前端采用COFDM調(diào)制技術(shù)和H.264/MPEG2圖像壓縮技術(shù)，以確保傳輸?shù)母咝阅芎蛨D像的高質(zhì)量。
　　
　?。?）所有前端都要求具有非視距、運動中傳輸?shù)墓δ埽?br />　　
　?。?）圖像傳輸前端設備必須使用通用視頻接口或高清視頻接口，即可以接普通模擬攝像機和高清數(shù)字攝像機，也可以連接攝像頭（包括頭盔式攝像機）和夜視、紅外及熱成像儀等軍用圖像采集設備，還可以連接專業(yè)攝像機；
　　
　　（5）便攜型設備要求使用軍用標準背架；
　　
　?。?）便攜型設備必須采用全封閉式機箱，機殼具有防暴，防塵，防震功能；
　　
　?。?）便攜型設備的視頻和音頻接口，電源接口一律使用軍用標準插頭，以防止誤插損害設備；
　　
　　（8）便攜型主要用于地面人員或配普通車輛進行實況信號傳輸，也可在水面航行的船舶上進行實況傳輸，傳輸距離在通視條件下要求不低于10公里，非通視條件下不低于4公里，載體運動速度要求不低于每小時80公里；
　　
　　（9）車載型主要用于陸地、水上大范圍視頻傳輸。要求其和便攜型設備有通用射頻接口，車載型主要利用便攜型設備發(fā)射機，內(nèi)置功率放大器對其射頻信號進行放大，大大降低裝備經(jīng)費；
　　
　?。?0）車載型傳輸設備便于安裝、撤收和攜帶。傳輸距離在通視條件下不低于35公里，非通視條件下傳輸范圍5公里，載體運動速度不低于每小時80公里；
　　
　　2、無線視頻傳輸系統(tǒng)接收機功能需求
　　
　?。?）采用全向天線接收；
　　
　?。?）采用分集天線接收，使用兩根天線接收，可以使用全向天線和定向天線的不同組合，方便工程安裝，利用定向天線可以提高增益，擴大傳輸范圍；
　　
　?。?）能夠同時輸出圖像、聲音信號；
　　
　?。?）接收機備數(shù)字HDMI接口及模擬接口，可以支持二路視頻輸出。
　　
　　六、無線視頻傳輸系統(tǒng)組成
　　
　　系統(tǒng)采用全數(shù)字傳輸方式，由圖像傳輸前端設備（便攜、車載）、接收設備組成；
　　
　　1、圖像傳輸前端設備
　　
　　（1）便攜型無線視頻傳輸系統(tǒng)前端組成包括：便攜天線、全向高增益車載天線、圖像前端發(fā)射模塊（發(fā)射機）、電池組、便攜背架；
　　
　?。?）車載圖像傳輸前端組成包括：車載天線、功率放大器模塊、電源電池組、車載安裝機架等；
　　
　　2、接收設備
　　
　　接收設備包括：分集天線、饋線、避雷器、功分器、接收機、電源、接地裝置等。