基于WiMAx技术的武警部队无线视频监控系统

基于WiMAx技术的武警部队无线视频监控系统

0 引 言
    视频监控系统已广泛用于武警部队，有力提升了武警部队的执勤备战能力。但武警部队驻扎范围广，如水坝、重要仓库、矿产资源基地、桥梁、隧道等，监控点分散且与监控中心距离较远，利用传统有线网络的视频监控往往成本高且难以实现，其次实时视频监控的需求越来越多，对同一套系统的覆盖面和实施距离也提出了更高的要求。在这些情况下，基于多种无线传输手段的移动视频监控体现出了不可替代的优势。无线局域网和无线宽带接入技术，可以将多个监控点和远端控制中心连接起来，可以在最短的时间内快速建立起无线监控网络。
    目前常用的无线接入技术包括Wi-Fi、微波以及WiMAX等。与其他技术相比，WiMAX具有传输距离远、接入速率高、带宽高等优点，可以保证视频流的传输质量，同时使监控系统在接入层的部署更为快速、简便。本文结合武警部队特点，提出了一种基于WiMAX无线宽带接入技术的监控系统设计方案，也适用于其他应急状态下组建监控网络，并给出了系统建设中注意事项。

1 WiMAX技术特点和优势
    WiMAX是一项新型的无线通信技术，全名为微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Micro-wave Access)，是基于IEEE 802．16标准的宽带无线接入城域网(Broadband Wireless Access MetropolitanArea Network，BWAMAN)，能提供面向互联网的高速连接。WiMAX技术具有较高的数据传输速率，最高可达到75 Mb／s；传输距离远，最大传输半径50 km，其网络覆盖面积是3G基站的10倍。
1．1 WiMAX系统组成
    WiMAX网络体系结构如图1所示，其由核心网络、基站、用户基站、接力站、用户终端设备及网管组成。通常的WiMAX系统包括一个基站和多个用户基站，也可以根据需要设置若干个接力站，形成单点对多点或多点对多点的体系结构。

    核心网络：WiMAx连接的核心网络通常为传统交换网或因特网。WiMAX提供核心网络与基站间的连接接口。
    基站：提供用户基站与核心网络间的连接，通常采用扇形天线或全向天线，可提供灵活的子信道部署与配置功能，并根据用户群体状况不断升级扩展网络。

当视频信息传送到监控中心后，监控管理服务器首先对视频信息进行分析，判断是否是授权用户所需要实时浏览的监控信息，如果是则将其转发至指定用户，例如电视墙或者网内其他用户，同时将视频信息传送至视频存储服务器进行归档管理。同时，监控管理服务器接收管理人员的管理指令，并将指令发送至指定的CPE设备，进行监控点参数配置等工作，如图3所示。

3 系统建设的注意事项
    系统在建设和使用过程中还需要注意以下四点，确保系统的顺利应用。
    基站选址应根据业务分布实际情况，选择业务密集区中心的制高点(某铁塔上或山顶)作为中心基站的站址，尽量提高无线链路的可靠性，避免因地形及遮挡物等不良因素，保证视频信息传输质量。
    无线系统抗干扰能力 地面无线接入系统往往受到来自于其他扇区的邻频或同频干扰。要想有效克服干扰的影响，首先在施工中尽可能选用具有抗干扰技术设计的设备，其次必须合理网络规划，选择基站位置和用户端天线位置、方向等，以确保系统内各用户终端间的相互干扰降低到最低限度。在工程中选用具有BIT／SK，QPSK，16QAM，64QAM等多种调制方式自适应切换技术的系统，可充分保证系统大容量数据传输支持能力和无线链路的可靠性。
    频率规划和负载均衡系统规划之初要在已有频率的基础上，充分考虑天线配置的灵活性和热点分布特点，在满足覆盖和容量的前提下高效的使用频率。系统开通后，仍需对各基站各扇区的流量进行长期跟踪观测，实时调整修正与实际容量不相适应的扇区。如一扇区按照10 Mb／s的容量进行设计，经观测发现，该扇区的需求量明显小于10 Mb／s，则从该扇区将多余的载波到移到其他流量需求大的扇区使用，以提高整系统的频率利用率，保持负载均衡。
    视频图像压缩技术 视频图像信息量庞大，而无线信道带宽相对有限，正确选择压缩标准能够保证视频信息流畅地传输。建议选用H．264技术，比H．263节约50％左右的传出码流，可以大大减小传输的数据，很好地解决图像信息和带宽之间的突出矛盾。

4 结 语
    本文提出了基于WiMAX无线宽带接入技术的视频监控系统，具有监控范围广、安装方便、灵活性强等优点，适合于武警部队进行大规模临时场所，需要快速构建监控系统或边缘地区不易进行有线接入的地方应用，对提高武警部队战斗力有着实际的意义。随着WiMAX技术的日趋成熟，它的应用将在实时监控系统中发挥重要的作用。