第一篇：基于IPP库的MPEG-4视频传输系统设计大全
基于IPP库的MPEG-4视频传输系统设计(1)2012-03-23 13:42:06
作者：李嘉 魏静 石江宏
来源:微计算机信息
关键字：视频传输 PXA270 IPP MPEG-4
随着网络及通信技术的发展，形式多样的嵌入式设备作为继PC机后的信息处理工具正日益渗透到社会生活的各个领域。在IP化和视频化的双重推动下，以嵌入式设备作为视频处理与传输终端在视频监控，视频会议等领域得到越来越广泛的应用。为了进一步提高传输的实时性和图像质量，本文在硬件平台上采用 Intel新一代的XScale处理器PXA270，增强了媒体处理能力，降低了系统功耗。同时，为了最大限度的发挥处理器的性能优势，本文采用 INTEL针对PXA27X系列开发的高性能集成函数库，即IPP库函数作为MPEG-4视频编解码的函数骨架，采用MPEG-4编解码，在LINUX嵌入式操作系统上实现并优化了视频传输系统。系统硬件组成及工作流程 1．1 系统组成
本系统硬件组成如图1所示，采用Intel公司的嵌入式处理器PXA270作为主控CPU，该款处理器的主频率可达520MHz，可以满足系统在编解码条件下的速度要求。其Wireless MMX技术有效提高了处理视频数据的能力，独有的SpeedStep技术使其兼备了高性能和低功耗的特点。根据系统的运算量和系统文件的大小，核心系统 Flash存储器和SDRAM存储器容量分别设计为32M和64M。外设接口方面，通过USB接口连接以OV511作为控制芯片的高性能USB摄像头，提高了传输速率并避免了低带宽条件下的图像跳动现象。通过LCD控制接口连接LCD显示模块，通过系统总线连接10M/100M自适应以太网芯片 LAN91C11。同时，系统还预留了RS232串口供调试使用。1．2 MPEG-4视频传输系统的工作流程 该系统的主要工作流程如下：
发送端：视频数据经USB摄像头采集进入本系统，由PXA270对原始的YUV420格式的视频数据进行MPEG-4编码，采用IPP库函数进行DCT变换[2]，量化，预测，运动估计及运动补偿，熵编码后，把压缩后的视频数据打成RTP包，经以太网控制模块送入以太网。接收端：将接收的RTP包还原成MPEG4码流[2]，仍采用IPP库函数由PXA270进行MPEG-4解码，将解码后的视频数据运用FrameBuffer机制送入LCD，由LCD显示模块来回放发送端采集到的视频图像，达到视频传输的目的。
图1 视频传输系统硬件组成框图 系统的模块分析及基于IPP库的软件实现
本系统由视频采集模块，基于IPP库的MPEG4编解码模块，RTP传输模块和视频回放模块组成，整个系统的软件流程图如图2所示，下面就该图对各个模块进行简要分析。
图2 系统软件流程图 2．1 视频采集模块
视频采集由USB摄像头来实现，采用通用的Video4Linux API 进行编程。Video4Linux是嵌入式LINUX为图像传感器之类的语音图像设备提供接口函数。通过打开/dev/video0 设备文件对摄像头进行操作，得到YUV420格式的视频数据。采集视频数据的过程为：打开设备文件，查询并确认设备性能，对采集窗口，颜色模式，帧状态初始化，采用mmap()内存映射方式实现共享内存，开始采集图像数据，阻塞等待驱动缓冲好一帧完整的图像，循环采集直至程序退出。由于采用了内存映射方式而不是read(),write()等文件操作函数，绕过了内核缓冲区，加速了I/O访问。同时，该模块开辟了两块视频缓冲区，一块用于采集的同时另一块用于发送，显著提高了采集效率。2．2 基于IPP库的MPEG4编解码 2．2．1 IPP库简介
IPP是Intel基于其系列处理器开发的一套跨平台的集成性能函数库（Integrated Performance Primitives）的缩写[3，5]，它提供了广泛的多媒体功能，包括音视频编解码（如MPEG4，G.723）,图像处理，语音识别及加密机制。Intel IPP 针对包括PXA27X系列的大量微处理器进行优化，采用跨平台的通用API，提供图像处理、颜色转换、过滤、变换，以及算术、统计与图形运算等各种函数，为软件应用程序提供了一个友好的连接界面，不但节省了开发成本以及研发时间，还使得多媒体应用程序在INTEL处理器上的性能大大改善。2．2．2 IPP库函数介绍 一般的IPP函数名如下：
ipp
datatype数据类型的定义是
C加数字n表明图像数据有几个颜色频道，1|2|3|4。
I表示操作仅在此数据内存的范围内进行，不需要多余的内存空间。R表示需要指定ROI即圈选范围。
2．2．3 MPEG-4编解码中的关键IPP库函数
基于IPP库的MPEG-4编解码系统框图如图3所示，下面来具体介绍MPEG4编解码中用到的关键的IPP库函数[1，4]： DCT变换：
ippiDCT8x8Fwd_Video_8u16s_C1R（const Ipp8u * pSrc, int srcStep, Ipp16s * pDst）;功能描述：将pSrc指向的8X8图像块采样点（空间域）进行前向离散余弦变换，转换到 pDst指向的一组变换系数（变换域）。量化：
ippiQuantIntra_MPEG4_16s_I(Ipp16s * pSrcDst, Ipp8u QP, int blockIndex, const int * pQMatrix);功能描述：将输入的DCT系数量化后，重新存储到pSrcDst指向的存储空间，其中QP是量化系数
VLC编码：
ippiEncodeVLCZigzag_Inter_MPEG4_16s1u
对帧间块进行之字型扫描并VLC编码 运动估计和运动补偿：
ippiMCBlock_RoundOff_8u----进行运动补偿并将补偿结果复制到当前块
ippiMotionEstimation_16x16_SEA----完成16X16大小的运动补偿，它不仅覆盖了16X16，还包括了8X8的整像素和半像素搜索。同时，该函数还决定了帧内或帧间的选择 ippiEncodeMV_MPEG4_8u16s----搜索预测的运动向量并对残差进行编码
以上只选取了MPEG4编码端用到的帧内/帧间关键的IPP库函数，而解码端的VLC解码，逆量化以及逆DCT变换是编码的逆过程，对于各个功能模块相对应的IPP库函数在IPP库参考文档中有详细叙述，在此不再赘述。
图3 MPEG-4编解码系统框图 2．3 视频传输模块
在压缩视频流通过IP网络传输之前必须打包。由于TCP协议丢包重传的特性增加了抖动和失真，不符合MPEG-4视频传输对时延的严格要求，本系统采用UDP来传输，但UDP不保证可靠传输，接收端需要通过RTP/RTCP来检测丢包。RTP协议提供了时间戳，序列号来控制实时数据的流放。发送端在数据包里隐蔽的设置了时间标签，接收端依照时间标签按照正确的速率恢复成原始的实时的数据。2.4 视频回放模块
本系统采用FrameBuffer机制在LCD上实现视频信息的显示。FrameBuffer是一种能够提取图形的硬件设备，是用户进入图形界面很好的接口，这种接口将显示设备抽象为帧缓冲区。用户可以把它看作一块内存，只要将其映射到进程地址空间，就可以直接进行读写操作，而写操作可以立即反应在屏幕上。在应用程序中，首先打开/dev/fb0设备文件，随后用ioctl操作取得屏幕的分辨率和bpp值，从而计算出屏幕缓冲区的大小，并将该缓冲区映射到用户空间，最后就可直接对屏幕缓冲区进行图片显示。由于本系统所采用的LCD只支持RGB格式的视频流，而经MPEG4 解码后的数据为YUV格式的，所以在显示之前还需运用IPP函数ippiYUV420ToRGB565_8u16u_P3C3R进行YUV到RGB格式的转换。
(本文转自电子工程世界：http://news.eeworld.com.cn/mcu/2012/0323/article_8169_3.html)
第二篇：武警部队处突现场视频传输系统设计
武警部队处突现场视频传输系统设计
作者：赵蓓蓓 文涛 日期：2007-08-07 摘要：文章针对武警部队处突现场的特殊情况设计了一套简单易行的视频传输方案，分别提出了现场视频网和视频侦察的设计思路，并结合蓝牙技术实现视频传输过程。系统有较好的操作性和较大的推广价值。
关键词：处突现场，视频，蓝牙
一、引言
武警部队肩负着维护国家的安全稳定和保护人民群众生命财产安全的神圣使命，提升部队战斗力，圆满完成“反恐”、“处突”任务是每一名武警官兵义不容辞的责任。处突现场“透明化”，也就是动态情报准确、及时的传达，往往是任务成败和人员安全的关键。
我们研究的这套系统一个主要目标是要实现多元化的综合通信及多功能侦察，使战场“透明化”，增强指挥员对态势的感知能力，从而更有效的完成反恐、处突任务，保障作战士兵的生命安全。
设计这个系统也是基于武警部队信息化建设的要求，利用科技手段打赢每场战斗。设计思路遵循以下三个基本指导思想：
（1）要在充分分析我们作战任务需求的基础上，提出适合我们的战场视音频网络指挥系统；
（2）必须充分考虑国内当前的技术水平，以及近期的技术可行性；
（3）设计中要将士兵看作是整个系统的一部分，技术应当为士兵提供支持，而不是使士兵成为技术的附庸。
二、处突现场视频传输系统设计方案
“透明化”主要是看的见敌人在做什么，听得见敌人在说什么，指挥员的战术意图要及时准确的传达到每个作战人员，而同时，战士能将现场情况全面有效的报告指挥员，达到战场实时互动的效果。这就要求在处突现场必须建立一个稳定可靠、反应及时、效果良好的视频侦察系统和视频信息传递系统[1-2]。
武警部队自己的移动战术互联网还没有组建起来，但我们可以组建战场信息系统，利用武警现有的指挥网结合视频传输系统建立准移动互联网，同样可以实现战术要求，且更加经济实用。
整个视频传输系统方案主要由以下两个子方案组成：
子方案一：现场视频通信子方案。用来实现单兵与单兵、单兵与指挥员之间视频信息的交换。
子方案二：现场视频侦察子方案。用来实现视频侦察，并将信息传递给指挥员，甚至每个作战单元。2.1视频通信子方案
现场视频通信网是一个特殊的网络，它具备以下几个特点：
（1）能够构成一个全通的网络，能够为网络中的所有节点提供通信路径；
（2）网络结构必须足够健壮，以适应节点被摧毁和链路改变等情况；（3）组网灵活，网络规模不受限制，可扩充性好；
（4）尽量避免在多跳环境下多址接入中的“隐蔽终端”问题；
（5）保证网络中各种业务的QoS质量。
根据指挥控制信息的特点和部队作战特点，形成一个分层分布式网络。每个战士不再是一个孤立的人，而是战场信息网的一个节点、一个终端。整个网络的实现主要是单兵-单兵、单兵-指挥员、指挥员-指挥员的通信联络。
图1 网络拓扑结构
图1是视频频指挥网络拓扑结构图。其中
代表每个作战单元（包括战士及监控侦察装置）
代表指指挥员或中转单元。
图1的现场无线通信网络可以采用蓝牙技术或蓝牙和其他无线技术的结合来构建。网络中的各种节点都有其不同的实现功能。作战单元节点具有视音频采集、发送和音频接收功能（视频接收可选），无须将设备复杂化，结合现有装备及蓝牙视音频传输即可。指挥单元节点具有视音频收发、显示和与上级指挥单元对接的功能。各作战单元之间可建立语音通信，并将采集的视音频传递给指挥节点，提供给指挥员战场实时信息。指挥节点可通过蓝牙语音网或武警部队现有的手持台自组网向作战节点下达任务。指挥节点还可以与前指通信车建立链路，通过微波传输进入武警专网及基指，实现远程视频指挥。各作战分队的指挥节点之间可以建立更高一级的无线指挥网，这个网可以由带宽较大的802.11b/g构建。在指挥网中，各分队侦察的视频信息可以实现共享，从而更好的协同作战[8]。
课题主要是针对视音频采集、传输部分进行研究，组网部分可借鉴文献[3-7]里相关内容构建。
2.2 视频侦察子方案
一般情况下，作战分队是无法直接了解敌人的内部情况的。传统的侦察方式对人的要求很高，侦察兵往往会有生命危险，而且实时性并不好。无线视频侦察方案就是针对在危险环境中实施无人侦察而设计的。
无线视频侦察并非没有先例，在军队中早已有应用。比如上世纪美国研制的视频成像侦察炮弹、传感侦察炮弹、红外侦察炮弹等[9-10]。但这些主要是用于战争中侦察，隐蔽性要求低。对于隐蔽性要求高的反恐场合这些思路是不适合的。这就需要有一种专门用于反恐战的视频侦察武器以及相应的作战手段。国外，尤其是以色列和美国在2003年研制出一种名为“眼球”的无线反恐侦察武器，现已配备世界十几个国家的军队、警察。但其高昂的售价（一个1600美元）对于大量配发部队是不符合我国现状的。针对这种条件，课题提出一种新的设计思路，力求达到保证作战人员生命安全的前提下，以较为廉价的装备实现良好的视频侦察。
系统设计的思路是将侦察设备作为现场视频传输网的一个终端，并不另外设网。侦察设备具备音视频采集功能，有一定的抗毁能力，并能实现简单的转动功能。采集的视频信号可以直接传到指挥控制主机，为反恐行动的决策提供依据；也可以传给鉴权过的作战单元，使战士了解前进情况，保障人生安全。
侦察设备的核心部分同作战单元视音频采集、传输部分相同。外围器件还应包括步进电机、抗损防震外包装等。
三、核心部件及系统工作过程
两个子方案的核心都是视音频的传输，所以论文的重点就围绕视音频传输展开。同时，系统的工作过程也主要从蓝牙视音频传输的实现过程出发，完成处突现场视频传输的流程。
首先结合视音频系统核心部件对系统收发过程简要介绍。
在发送端，考虑到视频数据处理量大，而战场信息要求快速准确的特点，图像采集处理部分采用双核处理器完成。处理器内含一个增强型ARM处理器和一个低功耗定点DSP（考虑到开发难度，系统暂不采用浮点DSP）。ARM处理器用于执行操作系统，而DSP用于处理多媒体应用。视频传感器采用实现容易、可靠性高的CMOS图像传感器。由于省去了视频信号传输和转换部分电路设计，算法相对简单，数据处理运算速度相对加快，因此可以在实时性和稳定性上有保障。视音频编码部分实现MPEG-4编码，要求压缩质量高，速度快，适于实时传输。无线传输部分采用BlueCore4系列芯片，其硬件组成和设备固件完全符合蓝牙V2.0协议标准。另外，视频编码参数的设置必须与蓝牙传输速率匹配，以保证图像的实时性[11]。
在接收端，所采用的核心器件与发端基本相同。蓝牙芯片接收视音频数据，经过信号处理，利用现有支持MPEG-4格式的数字显示器播放（或者采用解码器解码，用LCD显示）。如需记录战场信息，则可采用笔记本电脑和蓝牙适配器完成以上功能。当然，这里还需要考虑音视频同步的问题。
综上所述，视频传输系统的硬件部分由CMOS图像传感器、多媒体视频压缩芯片、双核处理器、蓝牙芯片、Flash、SDRAM、电源模块、控制模块及显示器构成。系统原理框图如图2。
图2 视频收发系统框图
整个战场视频系统设计成网状结构，可以实现多路视频采集和侦察，从而实现战场全方位“透明化”。下面对整个网络的工作过程作一简要介绍。
整个过程可以归纳为点到点、点到面的过程。
所谓点到点，是指以下几种过程：（1）每个单兵作为一个节点，同其他在一个分队网中的节点传输数据，完成动作层面的配合（2）单兵节点向指挥员分队指挥节点发送视音频信息，指挥节点对此做出反馈；（3）每个指挥员作为高层指挥网的节点，同其他分队指挥节点进行信息共享，完成战术层面的协同配合；（4）每个指挥员作为一个低层节点，向高层指挥节点（如基指，甚至可以进入武警三级网）传输现场实时视频信息。(5)侦察设备作为与单兵同级节点，向分队指挥节点发送视音频侦察信号，此设备为单工不反馈（防止敌对分子利用设备反监听）。
点到面主要是指分队指挥节点向分队内部的各个节点下达命令，或传输对应视频信息，单兵节点做出反馈。对于规模较大反恐处突战斗还会涉及分队之间协同的问题。综上可用图3概括说明。
图3 战场视音频信息网物理层模型
四、总结
本文针对处突现场的特点以及传输系统的要求，设计了一种由视频传输子网和视频侦察子网组成的现场视频传输系统。文章简要介绍了设计思路和主要注意的问题，并提出了研究的视频传输系统的实现流程。另外文章重点突出了利用蓝牙技术实现视频传输，笔者通过实验已经证明其可行性，并已有相关设计。蓝牙视频传输无论对于部队还是商业领域都有很大的价值，值得推广。
参考文献：
[1] 谭卫毅,李光.战场多路视频侦察系统介绍.电子工程.2006,(2):21～23 [2] 吴翔.战场电视侦察系统中视频压缩技术及其DSP实现.计算机工程与应用.2005,(6):114～116 [3] 袁云权,汤国建,汤益林.战术互联网网络一体化关键技术研究.计算机工程.2006,32(8):150～152,197 [4] 成跃,张永久,王云峰.战场无线网络通信设计实现.电子工程师.2005,31(3):25～27 [5] 张亚西.战场数字化与战场通信系统.通信技术.1998,(1):16～20 [6] 袁志强,何嘉斌,王世勋.基于蓝牙的个人局域网（PAN）的设计.无线电通信技术.2006,32(2):9～11 [7] 杨帆,王珂,钱志鸿.链形结构的蓝牙分散网拓扑构成算法与性能仿真.通信学报.2006,27(1):28～35,74 [8] 王冬,邓旭.蓝牙技术在军事通信中的应用与发展.无线电工程.2005,35(3):62～64 [9] 李伟.国外反恐科技现状及趋势研究.中国安防产品信息.2005,(3):8～13 [10] 梁剑.“战场神眼”——神奇的侦察炮弹.科学24小时.2006,(7):52 [11] 刘嘉,庄奕琪,汤华莲.蓝牙视频传输系统设计.现代电子技术.2006,(17):18～20
第三篇：视频传输问题
一、工程常用同轴电缆类型及性能：
1)SYV75-3、5、7、9„，75欧姆,聚乙烯绝缘实心同轴电缆。近些年有人把它称为“视频电缆”;
2)SYWV75-3、5、7、9„75欧姆,物理发泡聚乙烯绝缘同轴电缆。有人把它称为“射频电缆”;
3)基本性能：
* SYV物理结构是100%聚乙烯绝缘;SYWV 是发泡率占70-80%的物理发泡聚乙烯绝缘电缆;*由于介电损耗原因，SYV实心电缆衰减明显要大于SYWV物理发泡电缆;在常用工程电缆中，目前物理发泡电缆仍然是传输性能最好价格最低的电缆，在视频、射频、微波各个波段都是这样的。厂家给出的测试数据也说明了这一点;*同轴电缆都可以在直流、射频、微波波段应用。按照“射频”/“视频”来区分电缆，不仅依据不足，还容易产生误导：似乎视频传输必须或只能选择实心电缆(选择衰减大的，价格高的?);从工程应用角度看，还是按“实芯”和“发泡”电缆来区分类型更实用一些;*高编(128)与低编(64)电缆特性的区别：eie实验室实验研究表明，在200KHz以下频段，高编电缆屏蔽层的“低电阻”起主要作用，所以低频传输衰减小于低编电缆。但在200-300KHz以上的视频、射
频、微波波段，由于“高频趋肤效应”起主要作用，高编电缆已失去“低电阻”优势，所以高频衰减两种电缆基本是相同的。
二、了解同轴电缆的视频传输特性——“衰减频率特性”
同轴电缆厂家，一般只给出几十到几百兆赫的几个射频点的衰减数据，都还没有提供视频频段的详细
数据和特性;eie实验室对典型的SYWV75-
5、7/64编电缆进行了研究测试，结果如下： 同轴传输特性基本特点：
1.电缆越细，衰减越大：如75-7电缆1000米的衰减，与75-5电缆600多米衰减大致相当，或者说1000米的75-7电缆传输效果与75-5电缆600多米电缆传输效果大致相当;
2.电缆越长，衰减越大：如75-5电缆750米，6M频率衰减的“分贝数”，为1000米衰减“分贝数”的75%，即15db;2000米(1000+1000)衰减为20+20=40db,其他各频率点的计算方法一样。依照上面1000米电缆测试数据，计算不同长度电缆衰减时，请记住“分贝数是加碱关系”或“衰减分贝数可以按照长度变化的百分比关系计算”，就可以灵活运用了;3.频率失真特性：低频衰减少，高频衰减大。高/低边频衰减量之差，可叫做“边频差值”，这是一个十分重要参数。电缆越长，“边频差值”越大;充分认识和掌握同轴电缆的这种 “频率失真特性”，这在工程上具有十分重要的意义;这是影响图像质量最关键的特性，也是工程中最容易被忽视的问题;
三、工程应用设计要点
网上技术论坛里经常有人问：75-5电缆能传多远?回答有300米，500米，600米，还有说1000多米也可以的。为什么会有这么多答案呢?原因是没有一个统一的标准。既然工程中同轴电缆是用来传输视频信号的，而视频传输最后又体现为图像，所以谈同轴电缆和同轴视频传输技术应用，就离不开图像质量，离不开决定图像质量的“视频传输质量”和标准。
1.视频传输标准的参数很多，这里仅举一个十分重要的“频率特性”例子来理解。视频图像信号是由0-6M不同频率分量组成的。低频成分主要影响亮度和对比度，高频分量主要影响色度、清晰度和分辨率。显然，对视频传输的基本要求，不是只恢复摄像机原信号亮度、对比度就行了，而且还必须恢复摄像机原信号中各种频率份量的相对比例关系。“恢复”不可能是100%，而是允许有一个“失真度”
范围要求的标准。这个“标准”的“失真度范围”，在图像上用肉眼应该是分辨不出来的。反过来说，如果在图像上已经能够观察出一点“失真”了，那不管你主观认为图像“还行，可以，不错”甚至“双方认可验收”等等，这时的视频传输质量，都是“不合格的”。要把工程图像做好，首先就应该选择合格的传输设备，追求视频传输质量符合标准。这一点，从网站技术论坛讨论的情况看，还远没引起足够认识。宏观来看，我国监控行业发展了20多年，工程图像质量不仅没有提高反而有些下降，这不能不引起我们的关注和思考。
2.“视频传输”标准：
由图二可见，对于视频传输，我国广播级视频失真度标准要求如图a)：5M以下幅频特性误差范围为±0.75db, 即91.7—109%;6M频点为70.7—109%;监控行业的要求略低一些，如图b),0—6M全范围为±1.5db,即84—118.8%;这个传输频率特性要求，与一般“3db通频带”的概念一样;这里须强调：要保证图像质量，视频传输系统(产品)的频率失真范围应小于3db;“3db带宽”这个标准，适用于光缆、射频、微波、同轴和双绞线等各种视频传输系统产品;这是为了保证图像质量，对视频传输系统的要求。但还有一个误区：在工程中还是有不少人用主观评价“工程图像质量好坏”，甚至于用双方是否认可验收来说明“传输系统(设备)”是否合格，这就有些本末倒置了。工程商这么做可能是“糊涂”;传输设备厂家如果这么做，那可就是“蒙人”了，如果再利用媒体这么宣传，那就是诚心“误导”了。
3..摄像机信号不加放大补偿，只用同轴电缆传输时，按照“3db带宽”这个标准要求，并结合上面的电缆衰减特性，75-5电缆，不超过3db失真度的电缆长度计算方法是：1000米
20db,20/3=6.67,1000/6.67=150米，75-7电缆为236米。不同厂家不同批次的电缆特性有一定差别，实际工程设计中，参照这个数据设计和施工，图像质量一般会有保证的。(准确计算应按照“边频差值”计算，上面计算忽略了低频衰减——原作注)4.实心聚乙烯绝缘电缆，衰减量大于物理发泡电缆。所以3db带宽有效传输距离少于上面计算值，工程上大致可按90%左右估算。如实芯75-5电缆“3db带宽”传输距离大约为150*0.9=135米;5.高编电缆：尽管200k以下的衰减小于低编电缆，但200-300k以上的传输衰减与低编电缆一样，所以
3db带宽传输距离，反而低于上述计算值，这是由于高编电缆的“边频差值”更大的因素造成的，“边频差值”越大，放大补偿的难度越大;6.同轴电缆加放大补偿的视频传输方式：这时系统传输特性是同轴电缆的衰减频率特性和放大补偿的者应该始终保持相反、互补关系，这才可以有效扩展同轴电缆的传输距离。目前这项同轴视频传输技术，产品已经达到的技术水平是：只用一级末端补偿(无前端无中继)，75-5电缆在2km,75-7电缆在3km范围以内的任意距离上，都可以实现上述传输标准;传输距离和传输质量已经和多模光端机相当，而在传输成本、施工维护和图像质量可控恢复功能方面，都具有独特的实用优势和竞争优势;这就是说，同轴视频传输技术，以将有效监控范围扩展到了2-3公里，且是我国自有知识产权技术。7.工程中确有不少工程是按照“只要图像质量双方认可验收”就是“硬道理”的做法，这实际是无标
准可言，不属本文讨论范围。
四、同轴电缆的抗干扰性能
工程经验：一路本来没有干扰的图像，运行中偶然出现了干扰，经检查是BNC电缆头接地不良引起的。重新焊好后，干扰消失了,图像恢复正常。
这说明什么问题呢?一是说明周围环境确有外界电磁干扰存在，二是说明在正常情况下，同轴电缆可以把这类干扰屏蔽掉，三是说明BNC电缆头接地不良，破坏了电缆的屏蔽性能，使原来已经被屏蔽掉的干扰，在新的条件下又显现出来了。这就是我们探讨干扰产生原理的启发点。对于干扰的探讨，eie实验室的研究成果表明：
1.同轴干扰形成原理：就像天线接收电磁波原理一样，电缆外部客观存在的交变电磁场，可以在电缆外导体上产生干扰感应电流——干扰感应电流在电缆“纵向电阻(阻抗)”Rd上，会形成干扰感应电动势(电压)Vi——干扰感应电动势刚好串联在视频信号传输回路里，与视频信号一起加到末端负载Rh上，形成了干扰。这就是同轴干扰形成原理。
2.显然：当电缆外导体电阻很小，或当外界电磁干扰不是很强，感应电流很小，感应电动势也就很小，而且远远小于视频信号，这时就可以认为“没有干扰”。这就是同轴电缆屏蔽干扰的作用;3.在上面工程经验中，当BNC头没有焊接好、接触良、编织层在穿管时被拉断、或在电梯随行电缆中，长时间反复弯曲加上垂直重力作用编织层被逐步拉断时，都会造成外导体电阻增加，导致“干扰感应电压”升高，视频信号传输效率(分压比例)降低，使原来没有显现出来的“干扰”也出现了;4.工程中的“地电位”干扰也是通过同轴电缆外导体电阻才起作用的，所以单端接地可有效排除;5.四屏蔽高编(128)电缆外导体电阻比低编电缆小，所以形成的干扰感应电动势也要低一些，这种“低一些”的效果，只是对低频干扰而言的(欧姆电阻为主)。对于高频干扰，由于趋肤效应，高、低编电缆的表面阻抗基本一样，所以对高频的抗干扰效果区别不大;需要明确的是：与低编电缆比较，四屏蔽高编(128)电缆这种能够“适当减弱”低频干扰的效果，其减弱程度是与两种电缆外导体电阻成反比关系;工程上值得认真考虑的是这点减弱干扰的效果，与高编电缆的高投入成本是否值得?
五、视频传输中的抗干扰措施
工程中产生干扰的情况很多很复杂，但可以大致分为两大类：一类是电缆传输线路“外部电磁干扰”的入侵，如地电位干扰、电台干扰、电火花干扰、并行电缆耦合干扰等。这是影响最大、设计和施工中又很难预测的干扰。第二类是两端设备问题和故障引入的干扰，如设备电源故障引来的50/100周电源干扰，或开关电源的高频电源干扰等，不妨把这一类叫着“内部干扰”，这部分比较好解决。我们主要谈第一类的外部干扰。工程中比较成熟的经验有：
1.防止 “地电位”的单端接地或不接大地;2.电缆穿金属管，或走金属线槽;此法十分有效，但成本较高，施工有一定复杂度;3.埋地;4.“远离”其他动力电缆或信号控制电缆，并尽量避免或减少并行;5.集中供电和控制信号传输采用屏蔽电缆，但屏蔽层不能两端都接视频地;6.施工穿管时，把 “布线这种粗活”在当地雇临时工来做，结果多处拉断同轴电缆编织网，使外导体电阻增大，产生干扰，这种情况十分多。但这属于可以避免，发生概率又最高的“人为因素”。
7.电缆中间接头连接方法，不是采用F型接头和双通连接，而是采用“焊接”或“扭接”的方法，这就破坏了电缆的同轴性和特性阻抗的连续性，容易引起反射和干扰。这属于经验不足的人为因素;8.采用抗干扰器，用平衡抵销原理抗干扰。但局限性较大，现场调试交麻烦;
六、同轴抗干扰技术新进展——抗干扰同轴电缆
在外部强干扰源仍然存在的情况下，为什么电缆穿金属管，或走金属线槽后，就可以有效抗干扰呢? 正确的回答也应该是“屏蔽的效果”。那么这种屏蔽和四屏蔽电缆的屏蔽又有什么不同呢?eie实验室研究结果表明，两种屏蔽情况的根本区别在于“感应电动势是否串联在视频信号的传输回路中”?从上面“同轴电缆的抗干扰性能”一节分析已经知道，干扰在四屏蔽(铝箔+64编网+铝箔+64编网)电缆上形成的干扰感应电动势，仍然是串联在视频信号的传输回路中，所以它的效果只能是“减弱”干扰，而不是真正意义上的抗干扰;“穿管”的情况就不同了，尽管:外界电磁干扰也会在“金属管”上产生感应电动势，但这个感应电动势
与视频信号的传输回路是绝缘隔离的，所以才不会对视频 信号形成干扰。这也是彻底解决同轴电缆抗干扰性能的出路所在。
拥有我国自有知识产权的“e电缆”，实际是一种“双绝缘双屏蔽同轴电缆”，其“芯线——第一绝缘层——第一屏蔽层”仍然组成标准的SYWV75-5电缆，视频信号传输回路的“地”，仍然是第一屏蔽层;外面的第二屏蔽层才是真正的干扰屏蔽层，由于在一、二屏蔽层之间有一个第二绝缘层，这就把第二屏蔽层上的干扰感应电动势，有效排除在视频信号的传输回路之外了。这就是“e电缆”的结构特点和抗干扰原理。
工程应用和实验测试表明，在视频波段，“e电缆”抗交流电源、交流电机、变频电机和电火花等低频强电磁干扰能力，十分强大，是高编电缆无法比拟的。“e电缆”实际是给同轴电缆设计了一个“随行柔性的屏蔽室”。因此，工程中大都可以免去穿金属管、走金属线槽的麻烦。在普通监控工程中，也可以放宽动力电缆、控制电缆与视频电缆不能近距离并行的要求;对建筑物中超强动力电缆，适当拉开一定距离也可以达到抗干扰目的。
“e电缆”的开发和成功应用，是同轴抗干扰技术发展的一次技术进步和技术升级，其应用前景是：
1.有效提高了同轴电缆的视频传输质量，实现远距离、无干扰视频传输;2.有效扩大了同轴电缆的视频传输范围，配合加权视频放大，传输距离2、3km以上，恢复原图像;3.化简了监控工程的设计和施工难度，降低了抗干扰工程成本。也给无法采用金属管或金属线槽抗干扰措施的电梯监控工程提供了有效的抗干扰技术保障——电梯专用抗干扰同轴电缆。
第四篇：双绞线视频传输
在整个监控系统中，视频图象的传输是十分重要的环节。用来传输图象信号的介质主要有同轴电缆、光纤和双绞线。
由于同轴电缆自身的特性，当视频信号在同轴电缆内传输时其受到的衰减与传输距离和信号本身的频率有关。视频信号在同轴电缆内传输时不仅信号整体幅度受到衰减，而且各频率分量衰减量相差很大，特别是色彩部分衰减最大，因此同轴电缆只适合于传输距离200米左右的视频。
光纤是为了解决远距离的视频信号传输而使用的。由于光纤整体传输系统价格太高，光纤铺设、连接需要专门设备，并且安装调试困难，故障难找，损坏不易维修等缺陷，对于3000米以内近距离视频传输而言，光纤并不是一个很好的选择。
寻求一种经济、传输质量高、传输距离远的解决方案十分必要。常州市鹏凌电子有限公司根据这种情况，结合国外近年的视频音频及数据传输的发展趋势，开发出双绞线视频音频及数据传输设备，可以将双绞线应用于监控传输系统中，很好地解决了上面的难题，在今后的监控系统中必将被大量使用。
在很多工业控制系统中和干扰较大的场所传输中都使用了双绞线，例如电话传输使用的就是双绞线，我们今天广泛使用的局域网也是使用双绞线。双绞线之所以使用如此广泛，是因为它具有抗干扰能力强、传输距离远、布线容易、价格低廉等许多优点。由于双绞线对信号也存在着较大的衰减，所以传输距离远时，信号的频率不能太高，而高速信号比如以太网则只能限制在100m以内。对于视频信号而言，带宽达到6MHz，如果直接在双绞线内传输，也会衰减很大，因此视频信号在双绞线上要实现远距离传输，必须进行放大和补偿，双绞线传输设备就是完成这种功能。加上一对双绞线收发设备后，可以将图象传输到1至2km，如果采用中继方式，还可以成倍增加传输距离，而且，传输图象的质量可以与光端机媲美（如近距离双绞线视/音频传输设备加权信噪比≥60dB，微分增益≤2%，微分相位≤2°）。双绞线和双绞线传输设备价格都很便宜，不但没有增加系统造价，反而在距离增加时其造价与同轴电缆相比下降了许多。所以，监控系统中使用双绞线进行传输具有明显的优势：
1． 传输距离远、传输质量高。由于在双绞线收发器中采用了先进的处理技术，极好地补偿了双绞线对视频信号幅度的衰减以及不同频率间的衰减差，保持了原始图象的亮度和色彩以及实时性，在传输距离达到1km或更远时，图象信号基本无失真。如果采用中继方式，传输距离会更远。
2． 布线方便、线缆利用率高。一对普通电话线就可以用来传送视频信号。楼宇大厦内广泛铺设的5类非屏蔽双绞线中任取一对就可以传送一路视频信号，无须另外布线；即使是重新布线，5类电缆也比同轴电缆及光纤容易的多。一根5类电缆内有4对双绞线，如果使用一对线传送视频信号，另外的几对线还可以用来传输音频信号、控制信号、供电电源或其它信号；若全部用来传送视频，可传送4路视频，提高了线缆利用率，同时避免了各种信号单独布线带来的麻烦，减少了工程造价。
3． 抗干扰能力强。双绞线能有效抑制共模干扰，即使在强干扰环境下，双绞线也能传送极好的图象信号。而且，使用一根缆内的几对双绞线分别传送不同的信号，相互之间不会发生干扰。
4． 可靠性高、使用方便。双绞线传输设备带有防雷击措施，按工业级设计，使用起来也很简单，无需专业知识，也无太多的操作，一次安装，长期稳定工作。
5.价格便宜，取材方便。由于使用的是目前广泛使用的普通5类非屏蔽电缆或普通电话线，购买容易，而且价格也很便宜，给工程应用带来极大的方便。
国外大量使用双绞线传输设备，来传输视频音频数据，给国内的双绞线传输设备的应用带来了广阔的前景。
第五篇：广播电台传输覆盖系统设计
广播电台传输覆盖系统设计
一.概述
合理的构建广播电台信号的传输和覆盖网络，可最大限度的发挥广播电台的技术优势，作为地市级广播电台其经济状况、地理位置、人口分布、行业规定等情况在一定的条件下决定了当地广播系统的发展步伐及传输覆盖的形式，卫星覆盖的方式目前对于市级广播电台来讲，在播出覆盖成本、经济效益、技术等方面都不太实际，短时间内难以应用。互联网网上广播覆盖目前处于发展阶段，随着经济的发展和数字技术在广播系统的应用，可逐步实现地市级电台的网上广播，但不可能在短时间替代传统的广播节目接收手段，只能是传统广播在网络世界的延伸和补充。因此地市级电台利用中波、调频进行无线发射覆盖是目前的主要覆盖方式，利用有线电视网络传输广播电台信号是目前的主要传输方式。1.覆盖结构
地市级电台的覆盖按行政区域和人口分布情况可分为三个覆盖层面，即城市覆盖、城镇覆盖和乡村覆盖。城市覆盖应采用无线发射、有线电视分配网络辐射的形式，同时在公交车等小范围场所设立固定接收，城镇覆盖除采用上述形式以外，再在城镇乡村设立固定接收设施覆盖。村级以传输发展有线广播为主、有线用户发射（辐射）为辅的方式覆盖。2.发展要求（1）系统数字化：在节目的查询、采集、编排、审听、调用等方面实现节目数字化录制，数字化编辑，数字化存储和数字化音频节目资源共享等自动化功能，并逐步向实现广播全系统的数字化。
（2）播出自动化：在播出、管理等方面通过采用数字音频工作站系统，可极大的提高播出系统的安全可靠性和技术指标，不断加快广播电台的数字化进程。
（3）传输网络化：建立计算机局域网络互联互通系统，实现广播电台内部信息、数据的交互和节目资源的共享，在信号的外部传送方面，充分利用有线电视网络实现音频传输和射频传输。
（4）发射固态化：逐步更新原有的电子管发射机，采用全固态发射机。可大幅度提高发射设备的技术指标和系统稳定性并可同时降低发射成本。
二.信号传输系统 1.音频信号传输途径
（1）送到调频发射机房实现电台信号在市区的调频中心发射。
（2）送到微波机房经微波发射机传输到150公里外的兴隆县雾灵山上，实现电台信号的大功率调频覆盖发射。
（3）经光缆传输到3公里外的市网络公司有线电视前端机房后，分为两路：一路送入市区有线广播电视网实现电台信号的市区有线辐（发）射；另一路传输到各个县区的有线电视前端机房实现电台信号的县域网有线辐（发）射。同时，又为分布在各个县区的小功率调频发射机提供信号源，实现小功率调频覆盖发射。（4）经光缆传输到1.2公里外的中波台机房实现电台信号在市区的调幅（中波）中心发射。
（5）送到音频采集系统为今后实施互联网网上广播提供信号源。2.有线网络传输与覆盖
各县区目前已全部实现光纤联网，可在此基础上充分利用现有的传输系统实施广播电台信号的传输和覆盖。
（1）市区部分：将送入到市网络公司前端机房的音频信号，经调制后进入市区有线电视网完成对市区广播信号的调频有线覆盖。另外，可设立独立频道（频率），为宾馆、饭店、车站提供背景音乐及适时语音广播。
（2）县城部分：送入市网络公司前端机房的信号在调制之前经市县SDH传输网络传送到各县区的有线电视前端机房后分成两路，一路送入县级有线电视网络实现对县、乡（镇）的调频有线覆盖；另一路送入建在每个县城的调频发射机实现对该县城的调频无线覆盖。
（3）乡村部分：利用有线电视网络采用有线广播和有线电视共缆传送的模式实现县、乡、村的广播覆盖，具体是采用不同的频点，通过光纤或同轴网将调频信号送到各村调频音箱,实现终端调频自动接收多点扩音直接进行音频广播。
三．大功率调频调幅多频发射
无线发射系统以中波、调频为主要方式，市区采用多频调频、调幅混合发射覆盖，县级和乡镇采用调频同频发射。1.调幅（中波）发射 由建在海拔385米的沙子梁中波发射台完成承德电台两套节目在承德市区的中波覆盖。
第一套节目发射频率：1584KHz；发射机功率：1Kw；发射天线高度：90米。
第二套节目发射频率：900KHz；发射机功率：1Kw；发射天线高度：76米。
2.大功率调频发射
（1）由建在海拔355米的承德市佟山调频发射台完成承德电台两套节目在承德市区的调频覆盖。
第一套节目发射频率：89.1MHz；发射机功率：3Kw；发射天线高度：186米。
第二套节目发射频率：97.6MHz；发射机功率：1Kw；发射天线高度：186米。
覆盖区域：6400平方公里。覆盖半径：40公里。覆盖人口：约60万人。
（2）由建在海拔2118米的兴隆县雾灵山上的调频发射台完成承德电台第一套节目在承德周边区域的覆盖。
发射频率：93.8MHz发射机、发射机功率：5Kw、发射天线高度：60米。
覆盖区域：57000平方公里。覆盖半径：120公里，覆盖人口：约350万人。3.技术要求（1）每个调频发射频率要遵守频率制约关系。
（2）在中波、调频覆盖的中心区域（900平方公里市区）其中波场强要达到80dB以上、调频场强要达到65dB以上。
（3）系统技术指标全部要达到甲级。
四.结束语
广播电台的无线、有线、卫星和互联网四种传输覆盖形式，以传统的方式、发展的技术、未来的趋势从各自的特点充分发挥优势实现着传输和覆盖，作为地市级广播电台，要实现信号的广域传输和系统的覆盖，必须是传送与发射、有线与无线、多频与同频、调频与调幅互补相依的共同行为，用中波、调频进行无线发射覆盖仍然是目前主要的受众渠道,今后广播无线发射覆盖、有线传输覆盖和网络交互覆盖取长补短、相互促进是广播电台的发展方向,广播与互联网相结合、广播的无线和有线相互补充是未来广播技术发展的必然趋势,广播节目从采编播出到发射覆盖的全系统数字化将是广播电台的主要技术形式和技术目标。
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