浅析无线视频传输系统及相关报文分析.doc

1、前言
无线视频通信作为第三代移动通信关键技术得到了广泛关注,要实现无线视频传输,就要应用大压缩比的视频压缩编码满足无线传输速率的苛刻要求,MPEG - 4 编码是基于图像内容的第二代视频编码方案,并将对象合成的编码方案也结合在标准中,它根据图像的内容将图像分割为不同的视频对象( VO) 。在编码过程中,前景和背景对像采用不同的编码策略: 前景对像的编码压缩尽可能保留压缩对像的细节和平滑性; 对背景视频对像,采用大压缩比的编码策略,而在解码端用其他的背景拼成新的的背景。因此它可以实现大压缩比的视频编码,不仅解决了块效应,同时解决了无线传输时的带宽限制问题,因此MPEG - 4 被作为无线通信系统中主要的视频编码标准。
针对高质量图像传输的需求,编码正交频分复用技术(COFDM),让信道编码技术与这种多载波技术进行了有效的结合,这样COFDM的抗多径衰落能力,抗码间干扰能力,抗多普勒频移能力等得到了显著提高,,真正解决了视频传输“高速率、非视距、动中通”兼容的难题。该技术是目前世界上最先进和最具发展潜力的调制技术。
2、基于MPEG4编码的系统硬件总体方案
图1 所示为无线视频传输系统框图。OV7620是一款CMOS摄像头器件,是一款彩色CMOS型图像采集集成芯片。采用专用MPEG — 4 编码器,可以获得良好的性价比,因此采用日本OKI 公司的ML86410 芯片是较好的MPEG - 4视频压缩解决方案; 同时采用挪威Nordic 公司的nRF24L01 和nRF24LU1 芯片实现无线传输,它们不仅具有高达2 Mbps 的无线空中速率,而且后者带有增强型8051 内核和USB2. 0 协议的无线Soc 芯片,较好地解决了与PC 机的连接问题; 控制器采用广泛使用的低功耗FPGA(现场可编程门阵列),来协调控制视频流的无线传输以及对OV7620 和ML86410 进行控制和模式配置,FPGA 准确地逻辑性保证了传输的可靠性。
从图中可以看出,在视频采集电路中,FPGA 是整个系统的核心控制器。它的作用是无线接收配置参数,对图像CMOS 传感器和ML86410 进行初始化配置; 当开始图像采集后,其负责接收MPEG - 4 视频数据,并进行无线传输。设计重点是实现了视频的无线传输,采用具有nRF24 系列芯片,具有2 Mbit/s的空中速率; 这样的速率对一般视频数据流是不能实现无线传输的,所以要采取具有高压缩率的MPEG - 4视频编码,其要求的传输速率较低,当图像分辨率为176
× 144 时,速率为4 800 ~ 64 000 bit/s。
3、COFDM技术在无线视频传输中的应用
COFDM(Coded orthogonal frequency division multi⁃plexing)是编码正交频分复用的简称,其基本思想是把高速率的信源信息流变换成N 路低速率的并行数据流,然后用N 个相互正交的子载波进行调制,将N路调制后的信号相加得到发射信号。在所传输的频带内,当N 个子载波并行传输一路数据信号时,每个子信道的符号周期相对于串行传输展宽了N 倍,因此可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响,提高了抗多径衰落的性能。
编码(C)是指信道编码采用编码率可变的卷积编码方式,它可将突发性误码进行分