[发明专利]基于3G网络的无线视频信息多路径传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于3G网络的无线视频信息的传输方法，具体说是一种基于3G网络的无线视频信息多路径传输方法。

背景技术

随着技术的进步与实际的需要，推动了3G的到来。3G是英文3rd generation的缩写，指第三代移动通信技术，它是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

基于传统有线收集实现的视频监控存在着显著的缺陷，例如：欠缺矫捷性；扩展和调整不便利；缺乏移动性等。采用无线视频传感器节点来进行视频监控成为未来的发展趋势，无线视频传感器节点具有体积小、功耗低、资源丰富、功耗低、价格低廉等优点。随着通用嵌入式芯片ARM 的广泛使用，采用低成本的USB摄像头作为视频采集的工具，应用嵌入式微处理器S3C6410完成系统控制、视频数据采集、视频图像压缩与传输等功能。

采用无线传输视频则更部署简单，成本更加低廉，无线传输包括wifi，3G，zigbee等方式，其中3G传输距离较远，能够不受时空的限制，更好地对特定区域进行视频监控。更重要的是它能在突发事件发生之后，迅速到达现场，并将视频信号传回客户端，直接响应了突发事件的不可预测性和实效性。

目前中国境内有中国移动(TD-SCDMA)，中国电信(CDMA2000)和中国联通(WCDMA)三大3G网络运营商和三个3G网络标准。中国移动的TD-SCDMA支持的下行速率为2.8Mb/s，上行速率为384Kb/s；中国电信的CDMA2000支持的下行速率为3.1Mb/s，上行速率为1.8Mb/s；中国联通的WCDMA支持的下行速率为14.4Mb/s，上行速率为5.76Mb/s。由此可见，只有中国联通的WCDMA网络能够使用单卡满足视频传输的带宽要求，而其他两家均无法满足此要求。

在实际环境中的测试，上述带宽均为各自3G网络协议的理论峰值，正常使用的情况下很难达到此值。因此如果想在中国目前的网络环境下，单纯的依靠3G技术来得到一个较宽且稳定的带宽资源是比较困难的。通过3G网络传输的带宽具有一定的限制。因此就需要多种控制和均衡技术的辅助，来共同完成这样一个目的，目前学术界和工业界主要采取了以下几种方法进行处理。

（1）在传输图像数据时，由于图像数据的数据量较大，考虑对视频图像数据先进行压缩后传输。在实现了平面图像的传输成功后，当再次需要发送屏幕图像数据时，有选择地继续发送该变化区域的屏幕图像数据，达到提高图像传输效率的目的。

（2）加入应用层的QoS控制机制，使得在兼顾实时性的同时能够充分利用网络带宽，达到视频流的实时传输。这种机制又包含了两种情况：第一种情况是采用TCP协议进行视频传输，根据3G网络特点和应用层的反馈数据，对TCP传输层进行优化，使得视频传输的丢包率和延迟都有所降低。

TCP应用于3G网络进行大量视频信息传输时，由信道误码导致的高丢包率使得TCP的窗口机制无法正常工作，传输性能急剧下降。因此，许多学术界的工作是在当前的3G网络上采用UDP进行实时视频传输。因此第二种情况是采用UDP协议进行视频传输，在UDP协议基础上增加了一些控制，比如帧率控制和丢包控制，丢包控制不同于TCP协议的窗口控制机制，而是引入提出的QoS控制机制充分考虑了3G网络无线信道的实际特点，很好地降低丢包率，并且可以平滑信道的波动，达到视频流的稳定帧率传输。

（3）工业界采用了对硬件如3G网络接受和发送的天线进行优化，设计出一种智能天线，智能天线阵用多根天线组成带有可变方向性的天线阵列，其可变的方向性能够很大程度的增强信号的强度。以此来与相邻的基站进行通讯，通过相邻的基站接收和发送数据。这样就扩大了能够利用的带宽资源，使建立的信道更加的稳定可靠。

在实际情况下，对特定区域进行视频监控的时候，会在不同的位置放置无线视频传感器节点，从不同角度对区域内进行视频监控。无线视频传感器节点主要有4大功能模块组成，分别是能量模块，传感器模块（摄像头），处理模块,无线发送模块。每个模块对应不同的功能，能量模块负责节点能量的供应和控制，传感器模块负责采集区域内视频信息，处理模块负责对视频信息进行处理，无线发送模块负责视频的发送和接收。

区域内的无线视频传感器节点能够通过wifi通信，它们组成了一个自组织的无线局域网。每个无线视频传感器节点除了能与相邻的节点通信外，通过3G网络能与远程的视频接收端通信，将视频数据传送给视频接收端。