中國的無線監(jiān)控建設(shè)將迎來一個高潮

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摘要：視頻圖像傳輸無線化打破了傳統(tǒng)同軸電纜和光纖圖像監(jiān)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(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)運而生。無線視頻傳輸技術(shù)的發(fā)展已對無線移動網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和協(xié)議產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的     視頻圖像傳輸無線化打破了傳統(tǒng)同軸電纜和光纖圖像監(jiān)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(wǎng)絡(luò)的視頻監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)運而生。無線視頻傳輸技術(shù)的發(fā)展已對無線移動網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)和協(xié)議產(chǎn)生了深遠(yuǎn)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(shù)據(jù)量大，實時性要求高等問題。

    無線視頻監(jiān)控傳輸技術(shù)

    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(xiàn)可靠傳輸，即容錯傳輸技術(shù)。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(shù)根據(jù)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(lián)合編碼。前向錯誤控制（ForwardErrorControl，F(xiàn)EC）包括信道糾錯編碼技術(shù)、交織打包技術(shù)和優(yōu)化的包調(diào)度機制等。

    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(xiàn)有的移動信道），為了獲得一定的傳輸質(zhì)量，前向糾錯編碼必須根據(jù)當(dāng)前估計的最差情況來增加冗余校驗比特，這會導(dǎo)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(shù)和前向錯誤控制結(jié)合起來，稱為HARQ技術(shù)。HARQ分為兩類：I類HARQ中，發(fā)送端的前向編碼要具有一定的糾錯能力，當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)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(fā)送端傳送一個當(dāng)前包接收成功的反饋信息（ACK），反之則發(fā)送接收失敗消息（NACK）。發(fā)送端如果收到ACK，則繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包，否則，則重發(fā)出錯的數(shù)據(jù)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(yīng)用場合會導(dǎo)致帶寬資源的浪費，但在錯誤率高的環(huán)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(jù)關(guān)于信道編碼糾錯能力的理論可知，這可以起到節(jié)約帶寬的作用。當(dāng)接收端發(fā)現(xiàn)錯誤后，發(fā)送重傳請求；發(fā)送端只傳送出錯數(shù)據(jù)對應(yīng)的具有糾錯能力的校驗碼。當(dāng)接收端收到后，如果仍然不能糾正錯誤，則繼續(xù)發(fā)送重傳請求，發(fā)送端可以選擇重傳整體出錯數(shù)據(jù)和校驗碼，也可以選擇發(fā)送更強糾錯能力的校驗碼，具體因控制策略不同可有所調(diào)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(tǒng)，圖中虛線框代表了傳輸中錯誤控制的流程。根據(jù)HARQ-I的設(shè)計原理，接收端發(fā)現(xiàn)錯誤后，首先進(jìn)行前向錯誤糾正（圖中第一層錯誤屏障），如果不能糾正且當(dāng)前系統(tǒng)滿足時延限制，則發(fā)送ACK請求來讓發(fā)送端重傳出錯部分的數(shù)據(jù)（第二層錯誤屏障）。這樣的重傳可以重復(fù)到接收端收到正確的數(shù)據(jù)或者重傳延遲超出系統(tǒng)時延限制為止。如果重傳結(jié)束后仍然不能得到正確的數(shù)據(jù)包，在接收端就會用錯誤隱藏技術(shù)來進(jìn)行錯誤恢復(fù)（第三層錯誤屏障）?？梢钥闯觯@種機制的基本思想是出錯后盡量使用ARQ技術(shù)來恢復(fù)錯誤，所以這里將其命名為“盡力而為”ARQ機制（BestEffortARQ，BEA，RQ）。

    無線視頻監(jiān)控三階段

    根據(jù)近年來網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)運營實踐、無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展及不同用戶群對無線視頻監(jiān)控的需求程度的發(fā)展，筆者認(rèn)為，今后國內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的發(fā)展將會經(jīng)歷以下三個階段：

    第一階段：以行業(yè)大客戶無線視頻監(jiān)控應(yīng)用為主的行業(yè)典型應(yīng)用階段

    目前，高端行業(yè)用戶的監(jiān)控系統(tǒng)如國內(nèi)的平安工程、交通的道路監(jiān)控、檢驗檢疫的電子監(jiān)管視頻監(jiān)控等，多為大型化的城域性甚至全國性的行業(yè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

    高端行業(yè)用戶現(xiàn)在大多處在建設(shè)大型視頻監(jiān)控項目的初期，其對監(jiān)控系統(tǒng)的要求很高，不僅包括了有線側(cè)圖像能夠?qū)崟r看得清、錄像存得好、云臺控制等指令響應(yīng)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(zhí)法等）及移動視頻觀看和控制的應(yīng)用要求。

    由于當(dāng)前能夠?qū)崿F(xiàn)盈利的運營商視頻監(jiān)控平臺基本都處于第一階段行業(yè)用戶上，政府、金融和電信仍是視頻監(jiān)控主要的應(yīng)用領(lǐng)域，無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控與具體行業(yè)的深度融合將成為網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控市場發(fā)展的必然趨勢。

    第二階段：以商業(yè)監(jiān)控的創(chuàng)新性應(yīng)用為主和部分家庭推廣的小眾化應(yīng)用階段

    中小型商業(yè)用戶不僅是傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)的另一個潛在的大規(guī)模用戶群，也是無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控應(yīng)用的另一重要領(lǐng)域。這類用戶是指有分布式監(jiān)控訪問要求的小型商店、中等規(guī)模連鎖商業(yè)組織、醫(yī)療、教育機構(gòu)等。由于用戶具有移動性、遠(yuǎn)程移動接入及對工作效率高要求等特點，無線網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)在該類應(yīng)用中的滲透率將有較高的起點和較大的提升空間。

    商業(yè)用戶對無線視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)需求除了移動視頻查看等基礎(chǔ)的監(jiān)控業(yè)務(wù)需求外，往往還需要監(jiān)控系統(tǒng)與企業(yè)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)相結(jié)合，比如醫(yī)療有可能會利用視頻監(jiān)控平臺開展移動遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)（如救護(hù)車上的應(yīng)急診斷與救護(hù)）、銀行會利用運鈔車的移動視頻監(jiān)控進(jìn)行管控、學(xué)校會利用監(jiān)控平臺進(jìn)行無線電化教學(xué)、無線電子監(jiān)考等應(yīng)用。

    對商業(yè)用戶來說，與自身業(yè)務(wù)結(jié)合良好的無線視頻監(jiān)控平臺是很好的擴展業(yè)務(wù)的手段，因此運營商對商業(yè)客戶的引導(dǎo)策略應(yīng)該是搭建平臺，尋找廣泛的集成商共同開發(fā)面向客戶的商業(yè)應(yīng)用。如果電信運營商積極引導(dǎo)開發(fā)適應(yīng)商業(yè)用戶的殺手級監(jiān)控應(yīng)用，用戶群的規(guī)模將很快得到拓展。

    第三階段：以廣泛的個人和家庭應(yīng)用、商業(yè)和行業(yè)應(yīng)用全面開花，無線視頻監(jiān)控與視頻的其它應(yīng)用如IPTV、視頻會議和語音業(yè)務(wù)等應(yīng)用相融合的大眾化普遍應(yīng)用階段。