利用3G网络进行无线视频通讯的技术原理
20世纪80年代是人们通信和交流方式的第一次质变:异地交流方式,从以往通过纯粹的书信文字方式转变成能够通过实时双向语音进行交流。90年代,移动网络的出现,使得人们的通信和交流方式发生了第二次的质变:从以往通过固定电话进行语音交流的方式转变成可以随时随地进行语音交流的方式。毫无疑问,随着3G时代的到来,将会使人们通信和交流方式发生第三次质变:从以往只能通过语音进行交流转变成可以通过视频进行交流。移动视频通信将会改变这一时代。首先移动终端的普及以及各3G网络基站的建设为视频通讯提供了硬件上的基础。如今3G网络的覆盖在我国已经相当广泛。其中中国电信能做到90%的村级有3G信号;联通3G几乎保证所有的县级;而移动3G做到地级城市城区,出了城区则有GPRS\EDGE。其速率以TD-SCDMA为最慢,下行为2.8Mbps,上行为384kbps:以WCDMA最快,下行为14.4M bps,上行为5.76M bps。与2G 相比,3G数据传输速率的提高让高质量的无线视频成为可能。而移动终端的高速发展和普及更让无线视频通讯的成本降低,使我们每个人都能享受到其中的便利。其次,H.264协议的3G应用,为无线视频通讯技术提供了软件支持。技术上,它集中了以往标准的优点,并吸收了标准制定中积累的经验与H.263v2(H.263+)或MPEG24简单类(Simple Profile)相比,H.264 在使用与上述编码方法类似的最佳编码器时,在大多数码率下最多可节省50%的码率。H.264 在所有码率下都能持续提供较高的视频质量。H.264能工作在低延时模式以适应实时通信的应用(如视频会议),同时又能很好地工作在没有延时限制的应用,如视频存储和以服务器为基础的视频流式应用。在系统层面上,H.264提出了一个新的概念,在视频编码层(VideoCoding Layer,VCL)和网络提取层(Network Abstraction Layer,NAL)之间进行概念性分割,前者是视频内容的核心压缩内容的表述,后者是通过特定类型网络进行递送的表述,这样的结构便于信息的封装和对信息进行更好的优先级控制。H.264是在MPEG24技术的基础之上建立起来的,其编解码流程主要包括5个部分:帧间和帧内预测(Estimation)、变换(Transform)和反变换、量化(Quantization)和反量化、环路滤波(Loop Filter)、熵编码(Entropy Coding)。无线视频通讯拓扑结构如图4-2所示。图4-2 无线视频通讯示意图如图4-2,整个无线视频通讯系统分为4个层。第一层为移动终端层。移动终端包括智能手机、无人飞机、摄像头、车载移动终端等。这一层的主要任务是将现场需要采集的画面进行存储并通过编码器和路由器发送到网络层。第二层,即网络层,由3G基站网络和因特网组成。其功能主要是用来传输数据。流媒体服务器为第三层,主要用于数据解码和数据存储。最后一层为固定终端层,是负责将现场的传输回的视频数据展示出来,从而达到远程视频无线传输的结果。值得一提的是,在这个网络中,视频信号是单向传输,但是音频信号能够双向传输。如此一来则可以由固定终端层实时指挥移动终端层,使其更为有效地传回所需要视频信号。
3G车载无线视频监控系统工作原理?
系统的总体框架。主要包括前端单元、客户端单元以及中心服务平台(包括:CMS、VTDU、NRU、AAA),各部分均接入 IP承载网。 3G视频服务器为前端单元,负责完成音视频信息、告警信息的采集、缓存、编码、存储及发送等功能,并可接受来自网络的控制指令。 3G视频服务器采用拨号方式接入网络,并将变动的地址主动、按时提交给平台设备注册:1)设备向 CMS发送注册信息; 定时注册需发送设备ID、 密钥及地址信息; 中心平台设备注册主要是VTDU、NRU向 CMS的注册,低级CMS向上级 CMS的注册,提交的信息应包括能力集、地址等) ; 2)CMS对设备提交的信息进行处理保存; 3)反馈信息。实时视频浏览:1)CU向CMS请求访问某前路前端实时视频 (携带前端设备ID、 通道号等信息) ; 2)CMS判断该 User 是否设置了异地访问,若为异地访问,按图10.4.1处理CU段路由;另需判断 PU 是否本域,若本域,直接由CMS形成媒体访问路由而无需再向异域请求; 3)若PU在异域, 将请求发送给PU所在域CMS (传递方式参见流程10.1所述) ; 4)PU所在域 CMS通过与 PU、VTDU交互(确定访问端口) ,形成媒体访问路由(只含最终到达的设备,不一定到PU) ,并产生一个 Call_ID; 5)若路由终点为 PU,向 PU发送Call_ID; 6)向路由上各 VTDU 发送媒体访问地址、Call_ID,VTDU必须支持发起请求并建立与一个目标地址的媒体通道,可选择支持接受路由表,按路由表发起逐级请求连接的功能; 7)PU 所在域 CMS 将确定的访问地址(与 CU 所在域接口的 VTDU 或 PU)和Call_ID返回给 CU所在域CMS; 8)CU所在域 CMS通过与 VTDU 交互确定本域内媒体访问路由; 9)向本域路由上各 VTDU发送媒体访问地址、Call_ID; 10) 向 CU返回媒体访问地址、Call_ID; 11) ~ 13)各段分别请求建立媒体通道(携带 Call_ID、PUID及其通道) ; 14)各被请求设备验证 Call_ID符合后,各段分别完成媒体通道建立,形成一条视频传输通道。CU 前的最末级媒体提供设备(VTDU/PU)在视频数据开始发向 CU时要产生计费信息。
3G视频服务器的功能
三种编码技术都能实现传统监控的应用,从传统监控功能的完善上看H.264比较有优势对网络的支持均可对网络支持,从方便性上面来说,FLASH大于MPEG大于H.264格式,FLASH的优势是显而易见的,几乎所有的操作系统都支持这种技术,所以观看终端无需特定的解码器播放,接入极其简单;与网页的完美整合使得监控视频管理起来也很便利,管理方式由网页编写时定制,灵活方便!可多屏观看,设定权限观看等。还可根据网速和实际的应用需求决定是保留画面质量还是播放的流畅,对3G手机的支持均可通过3G手机进行观看,区别在于H.264,MPEG需要安装播放器插件,而现在的大部分3G手机已经内置了对FLASH的支持,