Наименование Артикул Цена Скидка К-во Стоимость
{$description} {$articul} {$price} {$sum} 1
Всего: ${quantity} ${sum}
Корзина заказов:
Ваша корзина пуста



4. Подходы к проектированию мобильной системы видеонаблюдения с использованием элементов технологии WiMAX

на главную Статьи ЧАО «Рокс» 4. Подходы к проектированию мобильной системы видеонаблюдения с использованием элементов технологии WiMAX

4. Подходы к проектированию мобильной системы видеонаблюдения с использованием элементов технологии WiMAX

4.1. Назначение системы
Проектируемый комплект оборудования беспроводной мобильной системы видеонаблюдения предназначается для использования подразделениями личной охраны VIP персон, а также службами МЧС, пожарными службами и т. д. Поэтому предполагается размещение отдельных частей передающего комплекта на теле человека, что позволит бойцу подразделения охраны производить съемку, не отвлекаясь от исполнения своих непосредственных обязанностей. Он является только пассивным «переносчиком» оборудования. Один из возможных вариантов размещения оборудования показан на рисунке 1.
Поскольку бойцу подразделения в процессе съемки отводится пассивная роль, управление всеми параметрами переносимого им передающего оборудования должно производиться с командного пункта по радиоканалу, который, помимо этого, используется также для передачи голосовых команд.
Если в конкретном месте, в котором предполагается вести наблюдение, частотный диапазон, на который настроен передатчик, будет занят другими радиосредствами, то в системе должна обеспечиваться возможность использования еще трех дополнительных диапазонов. Для этого оборудование должно иметь четыре варианта исполнения в зависимости от используемых частотных диапазонов. Нами предлагаются следующие диапазоны и полосы частот:
Диапазон I 1300 – 1430МГц;
Диапазон II 2100 – 2300МГц;
Диапазон III 2310 – 2700МГц;
Диапазон IV 3510 - 3900МГц.

В каждой из указанных полос предполагается выделение не менее восьми симплексных каналов upstream, предназначенных для передачи цифровых сигналов видео и аудио, а также данных GPS (Используется стандартный приемник GPS).
В направлении downstream должна осуществляться передача голоса и данных команд управления передатчиком (перестройка по частоте внутри полосы и установка порогового уровня АРМ с целью регулировки выходной мощности передатчика, а также параметрами модуляции – скоростью данных, типом модуляции поднесущих, полосой радиоканала, длительностью защитного интервала и кодовым отношением). Управление всеми этими параметрами предусмотрено стандартом WiMAX на физическом уровне (PHY).

4.2. Условия распространения радиоволн в радиоканале видео

Передача сигналов видео и аудио в обратном канале осуществляется в цифровой форме в условиях Релеевского NLOS канала с замираниями. Антенна передатчика вместе с самим передатчиком расположена на теле человека на высоте примерно 1,5 м над землей. Такие условия применения однозначно требуют использования одного из нечувствительных к многолучевому режиму распространения типов модуляции. Мы остановили свой выбор на модуляции OFDM.
В данных условиях применения дальность связи будет сильно зависеть от высоты подъема системы приемных антенн. В любом случае необходимо стремиться к самым высоким из достижимых значений величинам энергетического потенциала радиолинии.
Взаимное расположение приемника и мобильного передатчика является совершенно случайным, поэтому динамический диапазон системы очень велик (до 80 дБ).
Прямой канал управления должен иметь запас по готовности своей радиолинии относительно основного канала передачи видео и аудио. Этот запас легко достигается благодаря узкой полосе радиоканала и более легким условиям распространения на более низких частотах, а также благодаря отсутствию влияния задержки распространения на низкоскоростной канал данных.

4.3. Состав оборудования системы

Мобильная система видеонаблюдения состоит из двух основных частей: передатчика и приемника. Предполагается, что каждый приемник будет работать только с одним передатчиком, то есть подразумевается конфигурация радиолинии «из точки – в точку». При построении системы видеонаблюдения такой конфигурации нет необходимости в организации сети передачи данных и в разработке соответствующего ей сетевого протокола для прямого и обратного каналов.
В обратном канале пакетный режим сохраняется, но передача пакетов происходит непрерывно, что позволяет использовать для передачи сигнала всю заданную полосу радиоканала.
В прямом канале пакетный режим передачи можно не использовать, поскольку при этом можно добиться максимальной пропускной способности канала за счет экономии на преамбуле. Используется синхронный режим мультиплексирования оцифрованного голоса и данных команд управления. При этом канал управления мощностью передатчика видео неизбежно становиться медленным. Его использование становиться возможным только при построении приемника видео по схеме Antenna Diversity, которая позволяет уменьшить резкие перепады уровня принимаемого сигнала при перемещении источника сигнала, вызванные многолучевым режимом распространения. Иначе передачу команд управления необходимо было бы вести на основе «от кадра к кадру», что сильно усложнило бы канал управления. Компенсация остаточного изменения уровня принимаемого сигнала достигается за счет АРУ приемника.

Передатчик (см. рисунок 2) состоит из таких составных частей:
- Блока кодера;
- Радиочастотного блока;
- Антенны радиочастотного блока;
- Антенны радиоканала управления.
Основной частью Блока кодера является кодер цифрового сжатия, который предназначен для оцифровки аналоговых сигналов видео и аудио, цифрового сжатия полученных цифровых видео и аудио, их мультиплексирования вместе с данными GPS в один транспортный поток данных (TS), а также преобразование полученного TS DVB в формат пакетов IP (IP стример). Наиболее рациональным интерфейсом между Блоком кодера и Радиочастотным Блоком является интерфейс Ethernet.

Вначале аналоговый видеосигнал, который получен от миниатюрной видеокамеры, поступает в АЦП. Оцифрованный сигнал направляется в кодер, в котором преобразуется в цифровой видеосигнал в виде параллельного потока данных. Затем процессор видео сжимает этот поток в соответствии со стандартом H.264, а IP стример преобразует его для подачи на встроенный интерфейс Ethernet.
В состав блока также входит приемник радиоканала управления, который предназначен для приема радиосигнала обратного канала, демодулирования его до получения цифровых данных, регенерации цифровых данных, демультиплексирования цифрового потока с целью отделения голосовых данных от данных команд управления радиочастотным блоком и декодирования голосовых данных для получения аналогового звукового сигнала.

Блок имеет такие входы:
- Вход аналогового композитного видео PAL стандартного уровня от видеокамеры;
- Вход аудио от микрофона;
- Вход данных GPS;
- Радиочастотный вход приемника канала управления.
Выходы блока:
- Выход IP потока – интерфейс Ethernet 10BaseT;
- Выход данных канала управления радиочастотным блоком – интерфейс RS232;
- Аналоговый выход для телефона (наушников) для прослушивания голосовых команд.
Размещение приемника обратного канала внутри блока кодера позволит улучшить его изоляцию от передатчика прямого канала.
Радиочастотный блок состоит из:
- Цифровой части модулятора OFDM;
- Радиочастотной части модулятора OFDM;
- Усилителя мощности;
- Синтезатора частот.
В цифровой части модулятора осуществляется прием IP пакетов (интерфейс Ethernet
10BaseT) и реализуются все функции модулятора OFDM, определяемые стандартом IEEE 802.16e-2005 (мобильный WiMAX). Эта часть заканчивается аналоговым интерфейсом I/Q (см. рисунок 2).
В аналоговой части модулятора квадратурные составляющие сигнала I и Q преобразуются в требуемый радиочастотный канал, частота которого задается синтезатором частот. Используется метод прямой модуляции несущей. Управление частотой синтезатора частот осуществляется дистанционно за счет подачи команд по каналу управления (интерфейс RS232) от Блока кодера.
В радиочастотном блоке имеется схема АРМ с регулируемым порогом. Этот пороговый уровень устанавливается также за счет команд, подаваемых с Блока кодера по интерфейсу RS232. Регулировка производится в автоматическом режиме на основе анализа в приемнике Antenna Diversity уровней принимаемого сигнала и за счет передачи
выработанных команд управления по радиоканалу управления. Диапазон регулирования выходной мощности – около 40дБ в сторону уменьшения уровня выходной мощности передатчика от номинального уровня, который достижим в его усилителе мощности.

Приемник состоит из антенной системы и собственно блока приемника Antenna Diversity.
Блок приемника Antenna Diversity включает в себя сдвоенную радиочастотную часть (две ветви разделения). Каждая из этих ветвей представляет собой двухступенчатый понижающий преобразователь с выходом на второй промежуточной частоте 70 МГц. На частоте 70 МГц сигналы каждой из ветвей независимо друг от друга оцифровываются и демодулируются в цифровой форме до получения соответствующих TS. В блоке цифровой обработки осуществляется выбор того из каналов (а, следовательно, и того из TS), в котором обеспечивается лучшее отношение сигнал/(шум+интермодуляционная помеха) (SNIR), а также на основе анализа уровня принимаемого сигнала вырабатывается команда для автоматического управления выходной мощностью передатчика, предназначенная для
передачи по радиоканалу управления. Здесь же вручную (с клавиатуры) вводятся данные команд управления частотой передатчика и параметрами модуляции. Причем, передатчик и приемник перестраиваются по частоте и по параметрам модуляции одновременно.
Передатчик команд управления и голосовых сообщений состоит из:
- Адаптивного PCM-модулятора для оцифровки голоса;
- Мультиплексора, объединяющего в один низкоскоростной поток данных оцифрованный голос и данные команд управления.



 




mediasat

search_ch



вверх
Рокс © 2007—2020. Спутниковое телевидение. Все права защищены