3G+海事卫星网络双模式视频传输系

采用海事卫星BGAN终端，可实现在3G信号无覆盖的地区实时视频采集传输。BGAN终端可以提供移动状态最高432Kbps和固定状态共享最高492Kbps、独享384Kbps的稳定数据带宽，满足HalfSD画面25帧实时直播，并支持采集端与中心端双向通话。
采用3G网络，数据传输链路简单，采集端内置WCDMA无线3G上网卡模块，也可采用外置CDMA无线3G上网卡。费用低廉，在3G信号覆盖范围内可自由移动，实现实时视频采集传输，并可支持采集端与中心端双向通话。
硬件设备的选用：
采访直播机（松下CF-U1便携触摸笔记本和松下CF-19军用三防笔记本）具有防水、防震、防尘等特点。体积小巧，触摸屏幕、军用级、金属外壳、抗造耐用，更牢固，恶劣环境中提供更长使用寿命更高可靠度。其中，CF-U1具有双电池，在无须关机的情况下可直接进行电池的热切换，提供至少8小时的采访直播时间；CF-19三防军用笔记本采用单电池供电，当使用最大电池模式时采访直播时间约5小时。针对森林消防作业特点，可为CF-19笔记本配置备用锂电池，提供5*（N+1）小时工作时间（N为配备的备用锂电池块数）。
CF-19笔记本接口丰富，具有两个USB接口，一个1394四针火线接口，内置联通WCDMA3G无线上网卡，一个RJ-45网口，一个话筒输入口，一个耳机输出口，一个express插槽，一个PC插槽，一个SDHC插槽等等。
中心端服务器采用流行的2U或4U工控机，效率高、稳定性强，占用空间小，可以上标准机架机柜，方便模块集成。
软件的特点：
l         采用先进的视频压缩算法（VP），在同样码率的前提下，比MPEG-4/H.264具有更高的压缩效率，特别适用于传输信道质量复杂的网络环境
l         网络传输自适应算法，在传输信道状况恶劣的情况下（特别是3G信道，质量及其不稳定），保证视音频数据传输的连续性，从而保障画面流畅
l         采用海事卫星、3G等无线网络传输技术，延时小、适应性强，无须租用卫星、铺设微波等工作
设备携带方便、操作简单、可靠性高，前线工作人员只需要携带摄像机、采访直播机、3G无线网卡或BGAN海事卫星终端等设备即可进行现场实景动态实时视频采集传输直播。
 

四、系统结构图

4.1、采用海事卫星网络下系统结构

1，采集端采用BGAN Explorer 700，放指挥中心机房的中心端采用海事卫星专线链接。采集端可以执行地面实况现场直播，视频资料实时传输到指挥中心，供指挥中心使用。

2，采集端采用车载BGAN终端E727，中心端采用BGAN Explorer 700链接。
3，采集端采用机载BGAN终端Aero-SB Lite，中心端采用BGAN Explorer 700链接。
 
 

4.2、采用3G网络系统结构

本系统由摄像机、采访直播机、（安装在采访直播机上的）采集端软件、3G无线网卡、中心端服务器、（安装在中心端服务器上的）中心端软件组成。
采集端的组成实物图如下所示：

单兵视频采访直播系统-采集端软硬件
中心端的组成实物图如下所示：

单兵视频采访直播系统-中心端软、硬件
 

五、系统工作原理

5.1、采用海事卫星网络原理

上行方向（从视频采集端到视频中心端，视音频同时传输）：
新闻现场的视音频数据在采访直播机端进行压缩编码，编码后的数据通过以太网口经过双绞线后送入BGAN卫星终端，BGAN卫星终端将数据进行QPSK调制，然后通过卫星发射天线将调制后的数据发送给海事卫星进行转发，海事卫星地面站的卫星接收设备将接收到的转发数据进行解调后送给地面站里的卫星通信服务器，卫星通信服务器把收到的数据通过专线送给视频中心端，视频中心端对收到的视音频压缩数据进行解压，最终封装成SDI信号输出。
下行方向（从视频中心端到视频采集端，只传输音频）：
视频中心端的音频数据在中心端服务器进行压缩编码，编码后的数据通过专线送给海事卫星地面站里的卫星通信服务器，卫星通信服务器对数据进行QPSK调制，然后通过卫星发射天线将调制后的数据发送给海事卫星进行转发，BGAN卫星终端将收到的转发数据进行解调后通过以太网口送给视频采集端，视频采集端对收到的音频数据进行解压缩，然后输出给用户。

5.2、采用3G网络系统工作原理

本地实时视音频数据由摄像机通过数据线输入到采访直播机中，采集端软件对视音频数据进行压缩编码，然后通过3G等无线网络将数据传输到中心端服务器，中心端软件对收到的视音频数据进行解压缩，最后，把解压缩后的视音频数据封装成SDI格式输出。
系统工作流程图如下所示：
单兵视频采访直播系统-系统工作流程图
 

六、系统产品规格

 
单兵视频采访直播系统-产品规格
 
 

七、系统核心技术

（二）VP视频压缩算法
VP是on2公司的视频压缩算法，已获Adobe Flash 和 Sun JavaFX 应用平台所采用。2005年，On2将其VP影像解码器授权于Adobe后（后又授权于Macromedia），借助Adobe Flash，VP已经广泛的应用于Internet，土豆网已从Sorenson Spark格式转为On2 VP格式，作为其创建Adobe Flash视频内容的缺省(default)编解码器。
VP相比H.264/MPEG-4 AVC以及WindowsMediaVideo具有更高的压缩率，在相对较低配置的设备上可以处理高品质图像。
VP编码算法主要包括以下几部分：
（1）熵解码：VP的码流分为两个部分存储，一部分是预测模式和运动向量，另外一部分是残差；基于预测的熵编码；
（2）DCT：采用的是8x8的变换；
（3）运动估计：相对其它标准而言，主要引入了一个Gold Frame的概念，和H.264中长短帧的长帧有些类似；
（4）滤波：VP的滤波不仅是个环内滤波，也可以叫预测滤波，VP不是整帧都滤波，只是对那种跨越边界的块进行滤波。
（三）网络自适应传输算法
本系统采用自主研发的网络自适应算法，在3G信道抖动的环境下，通过调整帧速及分辨率，保证视频画面的连续性，当3G信道质量恢复后，帧速和分辨率会提高到原来的水平。
 

自动恢复到原来的状态

降低帧数、继续连接

保持帧数画面质量减弱

时常监控网络状态

信号状况变差

信号状况更加差

信号状况恢复

＜优先设定帧数时的实例 ＞

网络自适应算法流程图
 

八、系统设备组成

系统设备组成如下
 

名称	主要参数
视频采访直播机 （CF-19）	l         STCCam端软件 l         CPU：Intel i5 l         内存：4G l         硬盘80G（SATA接口） l         屏幕尺寸：10.4英寸 l         物理接口：LAN端口（RJ-45，10/100/1000Mbps）、Wifi Link 4965AG（802.11a/b/g）、调制解调器端口（RJ11）、IEEE1394a接口（4针）、USB端口
BGAN卫星终端 （TT-700）	l         速率：上、下行492kbps l         物理接口：RJ-11、RJ-45、USB、蓝牙 l         话音：4K、3.1K编码 l         传真：T.30标准传真 l         数据传输：文件点对点传输和FTP传输 l         网络浏览：共享最高492kbps或者独享384kbps上网带宽，可收发邮件、浏览网页或其他网络应用 l         地位服务：15米定位精度
视频中心端服务器	l         STCMulti端软件 l         CPU：Dual Intel Xeon 3.2GHz l         内存：4GB l         网卡：100Mbps/1000Mbps l         SDI板卡：Decklink HD Extreme

九、海事卫星系统连接注意事项

1. 视频采访直播机（CF-19）通过双绞线（RJ-45）与BGAN卫星终端终端（TT-700）连接；
2. 视频采访直播机的网络配置为“自动获得IP地址”和“自动获得DNS服务器地址”；
3. 视频中心端服务器通过专线（中国联通专线/中国电信专线，需要提前向电信运营商申请）与海事卫星地面站的卫星通信服务器连接；
4. 视频中心端服务器推荐参数设置（新闻直播时）：
l         速率：352kbps/400kbps
l         分辨率：HalfSD
l         帧速：25fps
 

十、海事卫星方案实物连接示意图

十一、3G网络覆盖情况介绍

本产品一个重要的优势在于利用3G无线传输技术，实现画面清晰的视频直播功能。因此3G网络的覆盖状况，对产品的应用具有很大的影响。
从中国联通、中国移动和中国电信三家运营商了解到，截止到2010年初，中国三大电信运营商的3G网络覆盖状况及速率状况如下表所示：
        
此外，今年中国联通要继续加大3G的覆盖范围，计划在今年上半年就完成全国所有的县城以上的3G覆盖，也包括重点的乡镇，同时加强重点楼宇商厦室内3G覆盖的建设进程。中国移动已于今年年初启动TD-SCDMA四期建网，预计完成后覆盖全国330多个城市，完成对目前未建网城市的全面覆盖，在已建网城市采取继续扩容方案。中国电信今年进一步加大对已建成的CDMA2000网络扩容建设，加大CDMA2000网络覆盖率，把3G全面推向镇、村。
预计在未来3~5年内，林区电信CMDA网络信号覆盖达到30%。
由上述数据可以分析出，在传输速率和覆盖范围上中国联通优于其他两家运营商。在发展趋势上，三家运营商3G信号的全国覆盖不会需要很长的时间。因此，本产品的网络传输限制会随着3G信号的全国覆盖而消失。

十二、售后服务

提供一次免费技术培训，提供《产品技术说明书》以及疑难解答等技术文档。采集端松下CF-19硬件由厂家提供1年免费质保服务，中心端服务器硬件提供1年免费质保服务。采集端、中心端硬件超出免费质保期后终身提供收费维修服务。采集端、中心端操作系统软件、单兵视频直播系统软件采取有偿升级服务。

十三、附录

13.1、陆用BGAN终端BGAN Explorer 700介绍

 
技术指标：
一般指标

重量（包括电池）	3.2公斤
尺寸	长:297毫米 宽:399毫米　厚:51毫米
接口	天线
	USB 1个
	以太网口 2个
	蓝牙接口
	- 可支持
	- 串行端口
	- 拔号网络
	- 局域网接入
	- 无线手柄
	WLAN 接口
	- 802.1 1a/b/g
	- 加密协议(WEP/WPA/WPA2)
	- DHCP
	64kbps ISDN接口 2个
	- ３.1kHz 音频
	- ＲDI &UDI
	RJ11接口 2个
	数字信号输入输出接口　 2个
	12V 太阳能电池板接口 　1个
用户注册	激活BGAN SIM卡
操作界面（电脑）	BGAN LaunchPad 操作软件
	Web Interface
操作界面（终端）	终端控制按钮和显示屏

 
电源

电池支持	交流/直流,外接电源适配器提供交流电
直流/交流适配器	输入	100~240伏交流，47~63赫兹，1.5安
	输出	19伏直流 65瓦
电池使用时间	使用状态： 2.5小时（144kbps数据传输模式）
	1.5小时（492kbps数据传输模式）
	待机时间： 36 小时
电池型号	可充电锂离子电池
输入电压	10-32 伏直流

 
环境指标

正常温度要求
使用外接直流电	-25°C 至 +55°C
使用电池	0°C 到+55°C
湿度	在+40°C下达到95%无冷凝
防水与防尘	主机——IP 52
	天线——IP 66

 
天线指标

最大辐射功率(EIRP)	+20dBW±1dB
适应操作系统	Windows: 2000, XP
	MAC: OS 10.1 及以上版本
	Linux: Redhat 9

 
数据指标

IP 数据
标准IP数据业务	随机分配的数据业务
	发送：最高达 492kbps （使用共享数据信道）
	接收：最高达 492kbps （使用共享数据信道）
高级IP数据业务	保证速率的数据业务
	发送：32, 64, 128kbps
	接收：32, 64, 128kbps
ISDN 数据业务	UDI/RDI (64kbps)
短信息业务	160 字符/条

 
语音指标

语音	4kbps　 3.1kHz 音频
增值业务	语音信箱
	呼叫转移
	呼叫中止
	呼叫等待
	呼叫保持

 
附件

电缆	以太网线 (2米)，USB线 (1.8米)	标配件
交流/直流电源适配器	100/240 伏 (交流)	标配件
交流电源插头	2 孔英式插头	标配件
天线电缆	41.5 厘米，10米	标配件
语音手柄	蓝牙手柄，2米电缆充电和充电底座	选配件
汽车充电	点烟器外接充电电线	选配件
太阳能面板	太阳能电源给设备供电	选配件
安装固定杆工具包	用于外接天线	选配件
备用电池	标准锂离子电池	选配件
设备包	帆布包	选配件
其它	天线电缆：10米（3毫米），30米（5毫米），	选配件
	60米（10毫米）-软性电缆
	100米（10毫米）连接主机和天线

 

13.2、车载BGAN终端 BGAN Explorer 727 介绍

技术指标：
频率带宽

接收	1525.0 – 1559.0 MHz
发送	1626.5 – 1660.5 MHz
信道空隙	1.25 kHz – RX.

 
推荐天线电缆

电缆损耗	当1626.5 – 1660.5 MHz	20 dB
	当 36-54 MHz	4 dB
	最大直流环路电阻	0.6 ohm
最大电缆长度及型号	RG-223_U-01	14 m / 46 ft
	RG-214_U-01	50 m / 164 ft
	S-07262-BD	92 m / 302 ft

 
全球服务

语音	标准 4 kbps	是
	3.1 kHz 丽音 (*1)	是
传真	ISDN, 3.1 kHz 丽音 (*1)	64 kbps
数据	ISDN UDI/RDI (*1)	64/56 kbps
	ISDN 3.1 kHz 丽音 (*1)	64 kbps
	标准数据	高达 432 kbps
	保证带宽数据	高达 256 kbps
短信息	SMS	160 字节

 
天线连接器

探险者终端	TNC 帽，母头
探险者天线	TNC 帽，母头

 
接口

4个10/100Mbps以太LAN口	- 12 V 时最大功率 30 W
	- 24 V 时最大功率 60 W
1个ISDN口（ RJ-45 ）
2个电话传真接口（模拟信号 -RJ-11 ）
5个通用接口的 I/O 转换器	Pin 1: 振铃
	Pin 2: 警报
	Pin 3: 静音
	Pin 4: 无线电静音
	Pin 5: 点火控制
1个SIM卡槽
1个电源输入插头（ 10-32V DC ）
1个恢复原厂默认状态按钮
1个电源开关
LED状态灯：电源、终端、天线、信息、LAN 口激活、连接、PoE

 
 
 
电源损耗

包括天线和PoE最大损耗　 10-32V: 150W

环境条件

运行温度	-25 to + 55 °C (-13 to 131 °F)
环境 :(电源开，非操作)	-40 to + 80 °C (-40 to 176 °F)
存储温度	-40 to + 85 °C (-40 to 185 °F)
操作湿度	95% 非冷凝 (at + 40 °C / 104 F)
主机	IP-31
天线	IP-56

 
特征

电话簿

信息指示

限制拨出

通信记录

管理控制（密码保护）

路由器模式

网络管理

DHCP

SIP服务器

支持 PDF 文本

 
尺寸和重量
 

重量	天线	6 kg / 13.2 lbs
	主机	2.4 kg / 5.5 lbs
尺寸	天线 H/W [mm]	160/?476.5
	主机 H/W [mm]	42.5 x 247 x 270

 
标配

探险者 727 终端

探险者 727 全向追踪天线

天线电缆 , 同轴电缆 / TNC 头 ( 2.7 m & 8 m / 8.8 ft & 26 ft )

标准网线 ( 5 m / 16.4 ft )

24 V 直流输入电缆 ( 6 m / 19.7 ft )

IP 手柄电线 / 支架和线圈

支架与终端间电缆 ( 5 m / 16.4 ft )

天线安装套件

电缆支架

文档包 (Getting started kit & CD)

附件

天线磁力固定件

19”机架

双线手柄

可选颜色：白色

 

13.3、机载BGAN终端 Aero-SB Lite 介绍

 
高达332/432kbps的高速数据
在小型飞机上，安装中等增益天线即可获得最高332kbps的高速宽带服务；如果要求更高，还有能达到432kbps带宽的高等增益天线可选。
 
THRANE & THRANE-AERO-SB+丰富的功能和灵活性