基于WiMAX的無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
2 WiMAX 系統(tǒng)采用的關(guān)鍵技術(shù)
WiMAX 技術(shù)是新一代寬帶無線接入技術(shù),通過接入核心網(wǎng)從而提供業(yè)務(wù)。與之前的寬帶無線接入系統(tǒng)相比,它的優(yōu)勢來源于所采用的空中接口技術(shù),其技術(shù)優(yōu)勢可簡要概括為以下幾點(diǎn):a)傳輸距離遠(yuǎn),WiMAX 的無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km.
b) 接入速率高,WiMAX 所能提供的最高接入速率是70Mbit/s.c)支持固定、游牧、便攜和全移動(dòng)多種場景。
d)基站對信道資源進(jìn)行集中管理,實(shí)現(xiàn)了空口的QoS 管理。
2.1 正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)
OFDM 是一種多載波傳輸技術(shù),將較寬的頻帶分成若干較窄的子帶(子載波)進(jìn)行并行發(fā)送,這是最樸素的實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸?shù)姆椒āT跀?shù)字信號處理技術(shù)FFT 發(fā)展的推動(dòng)下,允許將各個(gè)子載波重疊排列,同時(shí)保持子載波之間的正交性,從而有效避免了子載波之間的干擾。由于相同的帶寬內(nèi)容納了更多的子載波,部分重疊的子載波可以大大提高頻譜效率[3].OFDM 技術(shù)成為新一代無線通信的核心技術(shù),是由于它具有以下優(yōu)點(diǎn):頻譜效率高、帶寬擴(kuò)展性強(qiáng)、抗多徑衰落、頻譜資源靈活分配、實(shí)現(xiàn)OFDM 技術(shù)較簡單。
2.2 多進(jìn)多出(MIMO)技術(shù)
MIMO 技術(shù)可以在不消耗額外空口資源的基礎(chǔ)上成倍地提高系統(tǒng)容量和頻譜效率。
MIMO 系統(tǒng)是指在發(fā)射機(jī)/ 接收機(jī)采用多天線發(fā)送/ 接收的系統(tǒng),MIMO 系統(tǒng)之所以可以在不消耗額外時(shí)間和頻率資源的基礎(chǔ)上大大提高系統(tǒng)容量,是因?yàn)樗昧说谌N資源---空間。不同的天線只要相隔一定距離,它們就可以擁有不同的多徑衰落信道,從而可以實(shí)現(xiàn)空間分集.利用這種空間分集,就可以改變信道的性質(zhì),變?yōu)槎噙M(jìn)多出信道。
通信理論證明,MIMO 信道的容量可以成倍地高于單進(jìn)單出信道。
2.3 自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)
AMC 的原理是根據(jù)用戶瞬時(shí)信道質(zhì)量狀況和當(dāng)前資源,選擇最合適的下行鏈路調(diào)制和編碼方式。
靠近基站的用戶接收信號功率強(qiáng), 采用高階調(diào)制方式(如16QAM 或64QAM)和高速率信道編碼(3/4編碼速率)使用戶獲得盡量高的數(shù)據(jù)吞吐率;當(dāng)信號較差時(shí),則選取低階調(diào)制方式(如QPSK)和低速率信道編碼(1/4 編碼速率) 來保證通信質(zhì)量。
WiMAX 采用AMC 作為基本的鏈路自適應(yīng)技術(shù)對調(diào)制編碼速率進(jìn)行選擇。
3 WiMAX 在視頻監(jiān)控中的實(shí)際應(yīng)用
WiMAX 技術(shù)提供了靈活的QoS 機(jī)制,可以根據(jù)不同的業(yè)務(wù)需求和特性配置不同的QoS 策略,包括語音、視頻及互聯(lián)網(wǎng)接入等,既保證了網(wǎng)絡(luò)帶寬的穩(wěn)定性,同時(shí)又可以有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。WiMAX網(wǎng)絡(luò)承載包括兩部分:無線承載和IP 傳輸承載。無線承載通過IEEE 802.16 機(jī)制提供端到端的QoS服務(wù),IP 傳輸承載則采用DiffServ 和多協(xié)議標(biāo)識(shí)交換(MPLS)等IP 網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)來保證QoS.
典型的IP 智能監(jiān)控解決方案拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。
圖2 無線接入視頻監(jiān)控解決這群組網(wǎng)圖
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