無線應急圖像傳輸系統建設方案
| 型號： | - |
|---|---|
| 品牌： | - |
| 原產地： | 中國 |
| 類別： | 電子、電力 / 通信和廣播電視設備 / 網絡通信設備 |
| 標籤︰ | 無線圖傳 , 移動圖傳 , 雙向動中通 |
| 單價： |
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| 最少訂量： | - |
產品描述
無線應急圖像傳輸系統建設方案
中網信安無線網絡事業部
1、在事發現場或其他重要場合，單兵所採集的圖像、現場聲音可以通過無線通信的方式傳送到一定距離外的通訊車，在指揮車內的監視器進行圖像信號的顯示；同時，通過車載圖像傳輸系統，將圖像信號傳輸到市指揮中心，從而實現快速、靈活的現場指揮調度。
2、根據對現場圖像的分析、存儲等應用需要，現場圖像傳輸應具備高質量：圖像的數字編解碼應達到720*576或720*468分辨（即MPEG2編碼廣播級畫質）；圖像傳輸信道速率應大於4Mbps，圖像傳輸延時應小於40ms。
3、各事件發生地環境複雜，所以從拍攝的現場到通訊車的無線圖像及音頻傳輸系統必須具備“繞射”“穿透”的能力，可以實現全向發、全向收的效果，才能滿足應急通訊的靈活、機動、便捷、快速的應用要求。
4、單兵攜帶的無線圖像傳輸設備應體積小、重量輕，可揹負使用。
5. 指揮中心的接收機除常見的BNC輸出外，還應有USB輸出，可直接在電腦上顯示，並在電腦上直接實現存儲，抓圖，回放等功能。
l 實現單兵便攜設備深入現場採集圖像；
l 實現單兵圖像上傳至指揮車；
l 實現移動通信車圖象通過中轉站上傳至指揮中心，可再通過專網上傳至上級指揮中心；
l 指揮中心的接收機除常見的BNC輸出外，還應有USB輸出，可直接在電腦上顯示，並在電腦上直接實現存儲，抓圖，回放等功能；
單兵發射機
設備性能要求：採用COFDM調製技術；提供廣播級MPEG-2或MPEG-4標準壓縮的高質量的圖像和聲音傳輸；具備端到端的128位AES數字加密功能，防止信息洩密；設備工作頻率可調，抗干擾能力強；發射機採用全密封結構，防水防塵性能好，適合於惡劣環境使用；輸出功率可調，傳輸距離遠.
設備功能：在緊急情況下由單兵攜帶進入案發現場、危險地域或建筑物內，將現場圖像傳輸到1-3公里外的通信指揮車上。單兵無線圖像傳輸設備應具有較強的繞射和穿透能力。
• 工作頻段：150M～1700MHz，2300M～2700MHz，（頻率可調）
• 輸出功率：1～3W
• 通道帶寬8/7/6/4/3.5/2.5/1.25MHz(定製)
• 圖像輸入：PAL或NTSC復合視頻
• 壓縮標準：MPEG2 MPEG-4
• 圖像清晰度：D1
• 聲音輸入：雙聲道
• 調製方式：COFDM QPSK/16QAM
• 電源：（配兩塊備用電池）
• 電池工作：＞2H
• 供電：AC220V或DC12V
• 擴展：支持GPS地圖定位
單兵接收機
•輸入頻段：150M～1700MHz，2300M～2700MHz（頻率可調）
•接收門限：<-100dBm
•圖像輸出：PAL或NTSC復合視頻
•解壓標準：MPEG2 MPEG4
•行 標 准：625或525線
•圖像清晰度：D1
•解碼速率：1.2M～4.8Mbps
•聲音輸出：雙聲道
•解調方式：COFDM QPSK/16QAM
•工作環境：-30～70℃ ；
•濕度環境：<95% 非凝結；
•電源：AC220V 或DC 12V；
•控制接口：RS232；
•擴展：支持GPS地圖定位
設備指標要求：要求發射設備輕便，體積小（配防護設備），適合單兵攜帶、能即時開通使用（便攜式）；要求接收設備既可以車載使用也可以單兵攜帶使用。
車載式發射機
設備性能要求：採用COFDM調製技術；具備優質的性能、高穩定性、高電磁兼容性，系統調試安裝操作方法要做到簡單明瞭；要求無線傳輸設備必須具備端到端的128位AES數字加密方式；傳輸距離：典型城市環境中20-50公里 ；通視條件80公里以上支持非視距傳輸。
設備功能：解決指揮車到市指揮中心之間的圖像傳輸。在緊急情況下將指揮車開到事發現場，將車載攝像機或單兵圖像傳輸設備採集現場圖像，實時地傳送到指揮中心；在車輛高速移動的情況下也能實時傳輸圖像。設備具有組網功能。
•工作頻段：150M～1700MHz，2300M～2700MHz（頻率可調）
•輸出功率：10～20W（可調）、
•通道帶寬：8/7/6/4/3.5/2.5/1.25MHz(定製)
•圖像聲音編碼、圖像輸入：PAL或NTSC
•復合視頻壓縮標準：MPEG2 MPEG-4
•圖像清晰度：D1
•編碼速率：1.2M～4.8Mbps、
•聲音輸入：雙聲道
•調製方式：COFDM QPSK/16QAM
•電源供電：AC220V/DC12V
•擴展：支持GPS定位
•工作環境：-30～70℃ ；
•濕度環境：<95% 非凝結；
車載式接收機
•輸入頻段：300M～800MHz（頻率可調）；
•接收門限：<-100dBm
•圖像聲音解碼：圖像輸出：PAL或NTSC復合視頻
•解壓標準：MPEG2 MPEG-4
•行 標 准：625或525線
•解碼速率：1.2M～4.8Mbps
•聲音輸出：雙聲道
•解調方式：COFDM QPSK/16QAM
•電源：AC220V
•擴展：支持GPS地圖定位
•接收部分：接受天線：高增益全向天線，駐波比<1.5，抗風強度≥60
•工作環境：-30～70℃ ；
•濕度環境：<95% 非凝結；
COFDM技術體制選型分析
1.概述
目前，無線圖像傳輸所採用的技術體制可大致分為：模擬傳輸、數字/網絡電台、GSM/GPRS、CDMA、數字微波、擴頻微波、無線網、COFDM（正交頻分復用）、衛星通訊等。應該說各種體制均有自身的優勢。大體上：
①模擬傳輸為“古老”的技術，其優勢是價格低廉，但其為單載波技術，抗干擾差、抗多徑差、保密性差，僅僅在通視環境下應用，不能在阻擋環境中和移動中使用。
②數字/網絡電台價格低，很多採用擴頻技術，但本質上為單載波調製；有效傳輸速率有限，一般在100Kbps以下，傳輸圖片，無法傳輸高質量圖像（大於2Mbps）。
③GSM/GPRS、CDMA為移動通信公網技術，很成熟，但傳輸速率有限，一般在100Kbps級，無法傳輸高質量圖像（大於2Mbps）；保密機制不健全，如建設專用網，其小區制覆蓋將意味着極高的建設成本。
④數字微波、擴頻微波可以提供高速率鏈路，可以傳輸基於E1的低端MPEG2，圖像編碼速率小於2Mbps，但均為單載波調製技術體制，僅僅在通視環境下應用，不能在阻擋環境中和移動中使用；如採用多級接力的方式，則現場需要多人“踩點”，找合適的通視路線，操作煩瑣，系統可靠性不高，很難實現保密。
⑤無線網技術發展很快。802.11FHSS（跳頻調製）、802.11（b）DSSS（直序擴頻）可以提供約1-5 Mbps淨速率，但因它們的單載波調製體制，僅僅在通視環境下應用，不能在阻擋環境中和移動中使用。802.11a、802.11g在物理層採用了OFDM多載波調製，但載波數量較少，如802.11a為52個子載波，實際應用中對比802.11FHSS表現出少量的“繞射”能力；它們一般應用於辦公室內無線局域網，用於室外需配置定向天線。
⑥COFDM（正交頻分復用）調製技術是最新的無線傳輸技術，它是真正的多載波技術，子載波數量達到1704載波（2K模式），同時也真正在實際使用中實現了“抗阻擋”、“非視距”、“動中通”的高速數據傳輸（2-20Mbps），表現出卓越的“繞射”、“穿透”性能；傳輸MPEG2質量圖像，可以加密；安裝應用便捷，可採用全向收發天線，無須“踩點”尋找通視路由；裝置在車、船、機等運動載體上，無須配備複雜、昂貴的伺服穩定系統。
⑦衛星通訊是近幾年興起的一種無線寬帶通訊方式，作為通訊通道，它可以傳輸圖像、語音、數據。具有機動靈活，基本無覆蓋範圍限制等優點。但同時，衛星通訊設備昂貴（每套動中通車載天線的造價均在二三百萬之間），因為租用衛星通道，在使用過程中，還需事先預約，並產生大量的費用（每小時六百-兩千）。其傳輸的視頻質量受衛星通道限制，通常只能達到MPEG4效果，因此目前衛星通訊並不適合大量使用。
⑧COFDM無線圖像設備操作簡單，即插即用、便於攜帶，如果採用衛星作為遠距離傳輸手段，採用COFDM無線圖像設備揹負式、便攜式或微型無線圖像傳輸設備作為衛星傳輸的輔助系統，便於深入現場，採集現場圖像、語音和數據傳至衛星發射端，然後利用衛星的遠程傳輸能力，傳至中心，實現同衛星的互補，使系統更加完善。
根據需求分析，用戶業務中的無線圖像必須實現城區阻擋環境下的傳輸，這種城區阻擋環境複雜，包括了建筑物房間內—建筑物外、地下停車場—地上、不同樓層之間、跨越建筑物、跨越街區等不同形式的阻擋模式。第二，必須提供高質量圖像傳輸。第三，圖像發射端、接收端必須機動靈活，移動中也能可靠傳輸，可以採用全向收發天線，安裝便捷。
通過對以上業務要求的分析，我們認為，COFDM技術體制的設備能可靠、便利地滿足公安圖像傳輸的需求。
2.COFDM技術簡介
COFDM（coded orthogonal frequency division multiplexing），既編碼正交頻分復用的簡稱，是目前世界最先進和最具發展潛力的調製技術。其基本原理就是將高速數據流通過串並轉換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進行傳輸。編碼（C）是指信道編碼採用編碼率可變的卷積編碼方式，以適應不同重要性數據的保護要求；正交頻分（OFD）指使用大量的載波（副載波），它們有相等的頻率間隔，都是一個基本震盪頻率的整數倍；復用（M）指多路數據源相互交織地分布在上述大量載波上，形成一個頻道。
上個世紀中期，人們提出了頻帶混疊的多載波通信方案，選擇相互之間正交的載波頻率作子載波，也就是我們所說的OFDM。這種“正交”表示的是載波頻率間精確的數學關係。按照這種設想，OFDM既能充分利用信道帶寬，也可以避免使用高速均衡和抗突發噪聲差錯。OFDM是一種特殊的多載波通信方案，單個用戶的信息流被串/並變換為多個低速率碼流，每個碼流都用一個子載波發送。OFDM不用帶通濾波器來分隔子載波，而是通過快速傅立葉變換（FFT）來選用那些即便混疊也能夠保持正交的波形。
OFDM子載波頻譜 OFDM頻譜
OFDM技術屬於多載波調製（Multi－CarrierModulation，MCM）技術。有些文獻上將OFDM和MCM混用，實際上不夠嚴密。MCM與OFDM常用於無線信道，它們的區別在於：OFDM技術特指將信道劃分成正交的子信道，頻道利用率高；而MCM，可以是更多種信道劃分方法。
OFDM技術的推出其實是為了提高載波的頻譜利用率，或者是為了改進對多載波的調製，它的特點是各子載波相互正交，使擴頻調製后的頻譜可以相互重疊，從而減小了子載波間的相互干擾。OFDM每個載波所使用的調製方法可以不同。各個載波能夠根據信道狀況的不同選擇不同的調製方式，比如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等等，以頻譜利用率和誤碼率之間的最佳平衡為原則。OFDM技術使用了自適應調製，根據信道條件的好坏來選擇不同的調製方式。OFDM還採用了功率控制和自適應調製相協調工作方式。信道好的時候，發射功率不變，可以增強調製方式（如64QAM），或者在低調製方式（如QPSK）時降低發射功率。
OFDM技術是HPA聯盟（HomePlug Powerline Alliance）工業規範的基礎，它採用一種不連續的多音調技術，將被稱為載波的不同頻率中的大量信號合併成單一的信號，從而完成信號傳送。由於這種技術具有在雜波干擾下傳送信號的能力，因此常常會被利用在容易受外界干擾或者抵抗外界干擾能力較差的傳輸介質中
3.無線圖像傳輸技術原理
無線圖像傳輸主要有兩個概念，一是移動中傳輸，即移動通信，二是寬帶傳輸，即寬帶通信，因此，研製能夠在高速移動過程中將頻帶很寬的高清晰視頻進行穩定傳輸的無線圖像傳輸系統，就要解決二個主要問題：一是由多徑傳播引起的回波；二是頻率資源的使用率和漸趨飽和的問題。在過去的無線圖像傳輸，主要是以單向的模擬電視廣播業務為主，一套電視節目採用一個單獨的頻點，單頻網可以提高頻率資源的利用率，但是在不同地點用相同頻率同頻發射播出電視節目時，它們之間會有相互干擾，另外，由於接收或發射的一方處於移動狀態，無論是發射或接收都會遇到強烈的多徑干擾即回波干擾，因此，對回波干擾的處理方式可能從根本上影響無線圖像傳輸系統的性能，而應急聯動移動傳輸系統中的COFDM傳輸技術正是可以有效地利用回波而不是消極地排除回波引起的問題。我們重點在探究應急聯動移動傳輸系統中解決多徑干擾問題的COFDM傳輸技術，並就其中一些特性進行分析。
數字圖像傳輸依靠的是一種可靠的射頻能量調製方法來傳送離散的數據而不是模擬變量。
傳統的模擬圖像傳輸技術是以几十年前的老技術為基礎的，占用了大量的帶寬，如果發射機之間距離足夠遠的話，則可以使用同一頻道在各自的覆蓋範圍內播出各自的節目,但是如果兩者覆蓋範圍若存在有重疊的區域，該頻道則完全不能使用。在某些電子新聞採集系統（ENG）中，會利用模擬微波技術進行信號傳送，但這些微波通路會受多徑干擾問題的影響，這種影響有時很嚴重，導致很長的時延，從而使畫面完全失真。解除禁用頻道和使用較窄的帶寬來發射，是廣播業發展的必然趨勢。地面DVB（DVB-T）標準就是依賴一系列的基礎技術，利用MPEG-2壓縮編碼方式降低比特率來進行視頻編碼，並可根據實際用途來選擇4：2：0或4：2：2兩種不同的圖像編碼方式進行傳輸，使兩者有機的結合在一起。
模擬發射機和數字發射機器工作原理之間的主要差別是，前者的發射機輸出是由連續變化的模擬信號調製過的載波，而後者是通過一系列分立狀態之間的切換來傳遞信息的，這一過程稱為信道編碼，數字等效于調製。地面發射可以有比衛星之類的發射更大的功率，所以能將更強的信號發送到接收機。這就有可能採用多電平信號，這種信號的功率以一系列階梯波發射出去，不存在一個階梯信號被誤認為另一階梯而造成的雜波。結果是減少了所用的帶寬。
COFDM這種調製技術，有助進一步節省帶寬。接收機接收到信號后在把數字信號變成模擬信號之前對誤碼及殘留受損數據進行處理，只要誤碼修正系統還工作在它的能力範圍之內，就不會出現明顯的質量下降。但如果誤碼超過可以矯正的範圍，MPEG解碼后的結果就非常糟。因此畫面和聲音的原始質量實際上由壓縮系統的性能決定，而不在於射頻發射通道。在數字通道系統中，信號強度並不直接影響圖像質量，圖像質量由比特誤碼率決定,一般由信號差造成，從整體上看，信道只有足夠好，才能保証在所有可以預見的條件下，不會發生超出誤碼校正範圍的情況。
信道包括調製器，發射機，天線，接收天線和解調器以及發射機和接收機之間的中轉部分。通常最不受控制的就是傳輸途徑。傳輸路徑將引入寬帶噪聲或者高斯噪聲，以及由於閃電引起的脈衝噪聲等,這兩種效應都能通過誤碼矯正來處理。卷積內碼抗噪聲性能很好，而交織的里德-索羅門碼可以解決突發誤碼。
隨着射頻傳輸頻率越來高，波長越來越短。對於任何類型的高頻傳輸，最大問題之一就是多徑接收。無線電信號受障礙物的影響是與波長與物體的相對大小而定。
波長為數百米的調幅（AM）傳輸可以輕易地繞過較大的物體。傳輸波長越短，則同樣的障礙物影響越大，這些物體造成的反射越大。
經過反射物體的延時反射信號疊加在接收機接收的直達信號上，在模擬傳輸過程中這將導致重影。在簡單的數字傳輸中，比特率非常高，以至反射信號可能落後直達信號幾個比特，引起碼間串擾。與噪聲不同，噪聲是統計的，由反射造成的干擾則是連續不斷的，其結果就是一個高比特誤碼率，造成糾正系統難以應付。
提高發射機功率於事無補，因為反射的功率也按比提高。如同模擬電視UHF傳輸一樣，對於普通的數字傳輸，必須具備一幅定向天線，因為它能幫助抑制反射。事實上，在調整天線時，最佳的結果將是讓反射波在極坐標圖的零點里，而不是調到有最大的信號。
當前國際上全數字高清晰度視頻實時傳輸系統中採用的調製技術主要有：QPSK（四相移相鍵控）,MQAM（多電平正交幅度調製）,VSB（多電平殘留邊帶調製）和COFDM（正交頻分復用調製）。QPSK廣氾應用於數字微波通訊系統，數字衛星通訊系統及有線電視的上行傳輸；美國HDTV傳輸系統中採用MQAM和VSB方案，有線電視的下行傳輸亦採用QAM技術；COFDM為歐洲HDTV傳輸系統採用。採用這些高速數據調製技術，能有效的提高頻譜利用率，進一步提高抗干擾能力，滿足電視系統的傳輸要求應用。並被作為DVB-T標準，已被世界各國採納。
COFDM的解決辦法是發送許多個載波，而每個載波都具有一種低的比特率。它是把多個載波緊密而高效地組裝起來，相互間沒有干擾。由於使用很低的比特率，反射信號與直達信號可在同一比特的期間到達，收反射的干擾比較小。
一個串行數據信號波形基本上包含一序列矩形脈衝。矩形的變量是sinx/x 函數，因此基帶脈衝序列具有sinx/x 頻譜特性。當這個信號波形被用來調製一個載波頻率時，結果為一個以載波頻率為中心的對稱sinx/x頻譜。
如下圖所示，頻譜里的零點出現在載波后几倍比特率的間隔上。接下來的載波可以其它零點為中心放置，
載波頻譜
如圖2所示。載波之間的相位為90o，或sinx的一個象限。也就是說，這些載波是相互正交的。實際上，整個頻譜幾乎是矩形的，由几千個載波被插入在一起，並填滿可用的傳輸信道。
為了使調製系統更有效的克服碼間干擾，還可以進一步採取措施，利用保護間隙（Guard Interval）進一步抑制反射。保護間隙設在比特與比特之間。在保護間隙里，載波返回到未調製狀態，保護間隙的週期比反射週期更長。這樣，在接受到下一個比特之前，就有足夠時間讓反射信號衰減掉。
保護間隙的使用，無疑降低了載波的效率，因為有些時間它是不發射數據的。一般效率降低20%左右。但是，因為這種設計大大改進了誤碼統計，糾正系統只需要很小的冗余，所以大大提高了有效傳輸率。
採用傳統的調製技術，在几台發射機所覆蓋區域之間的某些位置是沒有信號的。但是，COFDM能工作在多徑環境下。只要正確同步，几部發射機就能精確的發射相同信號，整個地域都可以高效的重複使用一個信道，不存在禁用信道。陰影區可以由轉發器使用同頻道來鏈接信號。
保護間隔的使用可以避免符號間的干擾，但接收到的信號的相位和幅度仍然會受到影響，這個問題靠動態均衡來解決，一個已知相位和幅度的預定信號定期發送，接收機利用這個信號來測量信道的響應，各個載波的均衡特性就根據這個測量來計算。實際上就是COFDM頻譜要帶有一個“嚮導”信號，其能量比其它信號稍強。此嚮導信號是在整個信道指定的頻率上分布，構成整個傳輸的標準。COFDM接收機對這個載波的符碼進行快速傅立葉（FFT）計算，甚至在多經環境下，FFT計算能提供一種有效的頻譜分析，算出相關係數，完成多徑接收頻譜變更的均衡計算。
只要信號強度足夠，對採用COFDM調製技術的信號進行接收就不需要定向天線，可以進行全向天線移動接收。
一般來說，每個系統都具有自己獨特的優勢和劣勢。COFDM採用了級聯的正向糾錯和交織措施。COFDM的外碼（outer code）是具有12個RS塊交織措施的RS（204，188 t=8）。從RS（255，239）縮減而得的RS（204，188）編碼，能夠糾正8個字節的傳輸誤碼；在內碼調製上，COFDM系統採用次最佳的收縮卷積編碼，這樣COFDM系統相加性白高斯噪聲（AWGN）信道方面有較強的能力，具有較高的頻譜效率和較低的峰值—平均功率比，並且抗脈衝噪聲和相位噪聲的能力較強。它在低電平回波（鬼影）效果及模擬電視對數字電視的干擾方面可能具有較大的優勢。
考慮到高電平（高至0dB）、長時間延遲的動態和靜態多徑失真時， COFDM系統具有性能上的優勢。當需要大範圍單頻網絡（SFN）（8k模式）或運動接收（2k模式）的服務時，COFDM系統性能上具有優勢,如COFDM 2K系統能承受達數百赫茲的移動回波,所以COFDM系統對移動更為可取。但COFDM技術上的優勢也使發射機的設計變得更加嚴格，發射機的線性失真會引起交調，兩個輸入頻率產生和頻或差頻，導致多載波互相幹擾。
但是，應該指出：當前在任何現存的DTTB系統中，任何信道間隔，無論是6MHz，7MHz或8MHz，還不能實現大範圍SFN、運動接收以及HDTV服務。針對每一特殊應用必須選擇特定的系統參數
COFDM即編碼的正交頻分復用（Coded Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術是應急聯動移動傳輸系統為克服在廣播發送中多徑傳播的干擾和移動接收以及頻率資源的利用問題而引入的。在COFDM傳輸系統中，將傳輸信道分成許多子信道，每個信道對應一個載波，同時將需要傳輸的信號分割成許多部分，每個部分採用一個載波進行傳輸。經過這樣的分割后，每個信道中傳輸的信號的速率將會變得很低，於是信道中的每個調製后的符號的時長將遠遠大於回波的延時長度，如果在每個符號間插入保護間隔，則只要多徑延時不超過保護間隔的長度，多徑傳輸就不會帶來符號間的相互干擾，只能是在符號內部相互疊加或相互削弱，而這種特性可以表示為信道的傳輸函數，使用適當的導頻信號可以在接收端得到這樣的傳輸函數，從而可以正確恢復符號的原始值。
在應急聯動移動傳輸系統發送圖像時，每個子信道的特征會不一樣，在不同地點的信道特征也不一樣，另外，在移動接收的情況下信道的特性還隨時間的變化而變化。可能某些子信道上的回波特別強，並且與直接傳播的載波反相，引起信號的嚴重衰弱，而另外一些子信道上的回波可能與載波的相位相差不大，反而增強了直接傳播的載波信號。因此，可能會出現部分子信道上的信噪比會比沒有回波時更高的情況。為充分利用這種回波增強信號的作用，必須解決部分信道嚴重受損的問題。在COFDM傳輸系統技術中，解決這一問題的重要途徑是採用有效的信道上進行編碼的方法。
信道編碼的作用是與時間、頻率交織一起將各個不同載波上的信號相互聯繫起來，信道的特性可以實時地合理設置的一些導頻信號導出，由此可以知道哪些信道的結果是可信的，哪些信道是嚴重受損的。對於部分嚴重受損的信道，由於其他信道和時間段的信號與該信道的信號有交織，可以通過其他信道上解調出的信號來恢復被衰弱的信號。它的作用相當于對所有的信道進行了一個平均，從而克服頻率選擇性帶來的問題。
上述的特性一方面使得COFDM傳輸系統技術比較適合應急聯動移動傳輸系統傳輸實時圖像的複雜情況，包括移動接收時信道特性不斷變化的情況，另一方面也使得COFDM技術比較容易實現單頻網絡。
COFDM的功能框圖如圖一，在發送端建立信號和接收端分析信號使用的是離散付里葉變換，可以採用實現成本較低的快速變換。
COFDM的功能框圖
一般COFDM可以看成由受時間限制的一系列正弦或餘弦波的片段組成，COFDM的信號可以寫成下式：
其中am,n表示由第m個載波在第n個符號間隔內傳送的信號，xm,n(t)是基信 號函數
信號的長度T0要比載波的正交時間τ0長一些（載波的間隔為τ0的倒數），即它包含有效符號時間τ0和保護間隔。
Rect函數定義為：
由於對邊界附近的部分載波進行抑制，可以認為對符號時長進行限制所引起的旁瓣在[0，M/τ0]外可以忽略。信號可以從它的抽樣值重建：
在此式中未使用時間變量n，實際上在任一時間點都有這樣的結果。對上式進行分析，可以發現這是一個反離散付里葉變換式，即信號s(kτ0/M)可以通過對 進行反離散付里葉變換得到，這就使得實現COFDM變得比較容易。
假設回波比保護間隔短，那麼收到的信號在有效時間τ0內只會受到本符號回波的干擾，不會受到其他符號的干擾。於是調製的信號am會變成Hmam，Hm是第m個信道的頻率響應。Hmam可以通過對接收信號抽樣進行離散付里葉變換得到：
於是為了進行相關解調，必須得到每個信道對應的頻率響應Hm。這些頻率響應是通過使用在時間－頻率域上特定分布的導頻信號而獲得的，導頻的選取是根據信道的時間和頻率的變化特點和抽樣定理來確定的。Hm主要包括兩個要素：一個是相位，另一個是模。而模表示每個信道對信號的衰減，由於回波信號有加性和減性的差別，所以每個信道的模是不一樣的。信道的模的大小可以用來粗略地衡量該信道的可靠性，從而指導解碼過程，得到更為可靠的結果。
l 適合在城區、城郊、建筑物內等非通視和有阻擋的環境中應用，具有很高的“繞射”、“穿透”能力
傳統的微波設備，必須在通視條件（既收發兩點之間必須無阻擋）下才能建立鏈路，所以使用中受環境制約，需要提前考察環境，擬定、實測收發點。即使成功“布點”，天線定向、線纜佈置等工作也相當煩瑣，不僅直接限制視音頻源的獲取、傳輸，而且系統的可靠性、工作效率也大打折扣。
COFDM無線圖像設備則徹底改變了這種局面。因其多載波等技術特點，COFDM設備具備“非視距”、“繞射”傳輸的優勢，在城區、山地、建筑物內外等不能通視及有阻擋的環境中，該設備能夠以高概率實現圖像的穩定傳輸，不受環境影響或受環境影響小。其收發兩端一般採用全向天線，無須預先“踩點”、“定向”、布設繁雜的視音頻輸入、輸出電纜，視音頻源的採集端、接收端可根據現場情況及指揮/導演的要求自由活動。系統簡單、可靠，應用靈活。
l 適合高速移動中傳輸
對於大多數行業而言，無線圖像的一般應用模式是：視音頻前端採集—接入點（車、船、機）--視音頻處理中心（一般通過有線鏈路或衛通）。所以車輛、船舶、直升機/無人機等平台是系統非常重要的組成部分，其核心的功能之一就是實時接入前端的圖像。
微波（數字微波、擴頻微波）、無線LAN等設備因其技術體制的原因，無法獨立實現收、發端的移動中傳輸。如應用到車輛、船舶上，通常的方案是再配置附加的“天線伺服穩定”裝置，以解決電磁波定向、跟蹤、穩定等問題，且僅能在一定條件下實現移動點對固定點的傳輸。這樣，其系統的技術環節多，工程複雜，可靠性降低，造價極高。但對於COFDM設備，它不需要任何附加裝置，就可實現固定—移動，移動—移動間的使用，非常適合安裝到車輛、船舶、直升機/無人機等移動平臺上。不僅傳輸有高可靠性，而且對比以上的方案，由於無須再配置附加的“伺服穩定”裝置，所以表現出很高的性價比。
l 適合高速數據傳輸，滿足高質量視音頻的傳輸
高質量的視音頻除對攝像機的要求外，對編碼流、信道速率要求十分高。
COFDM技術每個子載波可以選擇QPSK、16QAM、64QAM等高速調製，合成后的信道速率一般均大於4M bps。因此，可以傳輸MPEG2中4:2:0、4:2:2等高質量編解碼，接收端圖像分辨率可達到576×720或480×720，滿足後期分析、存儲、編輯等要求。
l COFDM具備很好的抗電磁干擾性能
對抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾及信號波形間的干擾性能優越，通過各個子載波的聯合編碼，具有很強的抗衰落能力。在單載波系統中（如數字微波，擴頻微波等），單個衰落或干擾能夠導致整個通信鏈路失敗，但是在多載波COFDM系統中，僅僅有很小一部分子載波會受到干擾，並且這些子信道還可以採用糾錯碼來進行糾錯，確保傳輸的低誤碼率。
l 信道利用率很高
這一點在頻譜資源有限的無線環境中尤為重要；當子載波個數很大時，系統的頻譜利用率趨於2Baud/Hz。
高清晰圖像的編解碼技術
因為採用COFDM調製技術，可以得到較高的速率，因此，一開始COFDM技術就被用來作為數字電視地面廣播系統的傳輸技術，由於具有高速率，我們一般都將COFDM傳輸設備傳輸MPEG2編碼技術的圖像，MPEG-2為DVD壓縮格式，圖像清晰度為720×576象素，要求傳輸通道為單向4－8MB速率。傳輸幀率為固定的25幀/秒，傳輸方式為數據流，傳輸過程中，傳輸通道內的數據流始終是設定的4－8MB左右。
MPEG2原理示意圖
CwnVideo 1200無線圖像傳輸產品技術優勢
CwnVideo 1200系列產品採用先進的COFDM（信道編碼的正交頻分復用）全數字調製解調技術及MPEG2/MPEG4數字壓縮編碼技術，具備以下特點：
接收便捷
我公司所研發生產的各種類型接收機，在原有輸出接口之外另有USB口輸出音視頻，可連接電腦中顯示，同時還可有軟件控制在電腦中錄象，抓圖等功能，若連接接收機的電腦可上網，則與Internet網絡相連的任何電腦都可以在任何地方由用戶授權看到前端音視頻,在國內同行業只有我公司有該技術。此技術在公安，部隊等系統具有較大優勢。
產品信號的繞射和穿透力
系統採用COFDM調製技術，其多載波等技術特點,抗多徑能力強，具備“非視距”、“繞射”傳輸特點和良好穿透能力。適應在城區、山地、建筑物內外等不能通視及有阻擋的環境中應用。
產品具備高速移動性
產品可採用車/飛機/輪船為載體，用於高速行進中將現場情況實時的通過車載發射產品傳至指揮中心。本公司產品能在時速達到380km時保持信號暢通連續，在不需要增加任何附加裝置情況下，實現固定點—移動點，移動點—移動點之間的信號傳輸。
產品傳輸距離遠
產品接收靈敏度高，傳輸距離遠。車載傳輸產品利用全向天線通視條件下傳輸距離可達100公里；揹負型傳輸產品利用全向天線通視條件下傳輸距離可達40公里以上。以上為我公司實際測試數據（測試地點：昌平）。
高清DVD畫質
產品採用MPGE2和MPGE4兩種編碼，通過撥碼開關實現兩種編碼替換，實現了在高信道帶寬中傳輸MPGE2編碼數據，在窄帶中傳輸MPGE4編碼數據。兩種編碼兼容，一機多用。這樣的編碼使用方式保証了產品在部分信號丟失的情況下保持了圖像的連續性。傳輸圖像質量達到高清晰圖像效果，即使在指揮中心的大尺寸顯示屏上顯示同樣清晰、流暢、色彩鮮亮。
保密性
傳輸信號採用國際標準128位AES加密技術，對TS流進行加密，具備很高的保密性，任何人在不知道密鑰的情況下無法接收到信號，避免非法接收。
信道帶寬可選
產品採用多信道帶寬可調技術，可在8/4/2.5/1.25MHz幾個信道帶寬之間進行選擇，使之能在頻率資源允許的情況下，可以選擇高信道帶寬。傳輸高速率視頻；在頻率資源匱乏的環境中，調整信道帶寬（最低帶寬為1.25MHz，傳輸速率為1.76Mbps），節約頻率資源。
傳輸速率可調
產品具備傳輸速率可調功能，能實現在信道帶寬很窄的情況下，傳輸高速率數據。通常調整範圍是原有速率的2倍。即在頻率資源匱乏的情況下，需要壓縮傳輸的信道帶寬時，通過調整傳輸速率使圖像達到D1畫質（圖像分辨率可達到576×720或480×720）。
可嵌入GPS數據模塊
由於產品使用的特殊性，每個前端都要深入現場，為了指揮人員能夠及時掌握前端所處位置，我公司產品可嵌入GPS數據模塊，在接收端顯示前端地理信息及時間。
易操作性
作為應急通訊系統，產品的易操作、易維護性和高穩定性至關重要。產品採用集成化設計，操作按鍵直觀明瞭，接插件靈活搭配，使任何無相關技術背景的人在經過簡單培訓之後，能夠迅速掌握產品的操作，在很短時間內之內讓產品投入正常工作，從而提高其應變能力。
頻率可調
產品頻率可調功能可以在一定的範圍內有效的避開同頻干擾，加強產品的使用的實用性。產品頻率可調是指在產品中心頻點的基礎上可以調動上下各5%、共10%的頻率。產品在出廠時已經設定八個可調頻點，但也可以由用戶指定設置在可調10%範圍內的任意頻點。例如:採購產品的中心頻點為340兆，則用戶可以在323兆-357兆之間選擇任意8 個頻點作為可用頻點。該功能有效地解決了在使用過程中遇到同一頻率帶來的干擾，保証了用戶在緊急情況下的正常使用。
功率可調
產品採用具備多種功率可調的功能。用戶可以根據現場無線環境情況和用戶需要傳輸距離的遠近，通過產品按鈕隨時簡便地調整產品輸出功率，從而達到控制用電，提高電池供電時間、有效延長產品使用壽命、最大限度的保護使用人員的身體健康等三大目標。
可靠性
產品採用全數字調製解調方式及強大的串行級聯編碼方案，具備很強的抗干擾性能和抗衰落能力，保証了產品在複雜的工作環境下應用。
1.車載發射機
大功率車載型主要用於海上、城市和平原等負責環境地帶機動傳輸實況信號。平時設備安裝于專用通信車（或攝像採集車）上，將現場圖像通過車載發射機.發射天線傳至遠端指揮中心或基站。
大功率車（船）載圖像傳輸前端系統組成：攝像機、車（船）載天線、、發射模塊、功率放大模塊、電源電池組、車（船）載安裝機架等。
2．單兵設備
單兵設備分為揹負型、便攜型、扣板型和微型，能在高樓林立的城市或其他惡劣環境中，多徑效應（海雜波）嚴重的情況下傳輸高品質地視頻圖像。具有優質的“穿透”能力和卓越的“繞射”能力，不需要定向天線即可實現局部範圍的覆蓋。只要方案得當，將可覆蓋一定範圍內的區域。
便攜的功率最大可達5W，發射機機箱採用全鋁數控洗出來的，接收機機箱採用1U標準機箱或便攜式機箱，可以直接裝入標準工業機架也可以隨身攜帶。結構合理，性能卓越。
系統可同時傳輸一路圖像、一路立體聲語音（或雙聲道語音），系統還可傳輸一路用戶數據（選項）。圖像、語音、數據均可加密傳輸。圖像傳輸實時、連續，達到DVD品質。數據通道可以用於傳輸GPS定位數據、傳感器採集的數據或其它電文數據。
單兵設備包括單兵發射機、單兵接收機、電池、天饋、附件等組成。
發射機集射頻模塊、功率放大、數字調製、視音頻數字壓縮、電池組于一體，可單兵揹負攜帶，便於攜帶安裝. 它可同時傳輸一路圖像、兩路伴音、一路數據, 適用於單兵揹負,現場圖像採集並傳輸車或中心,在通視條件下傳輸距離可達50公里。（實物圖片）
揹負型
採用ＣＯＦＤＭ調製技術、ＭＰＥＧ２編解碼，高質量4:2:0和 MEPG-2視頻編碼，極短的端到端傳輸延時（最小75mS），可卡在專業攝像機後面，適合各類廣播電視行業現場圖像採集、傳輸。設備包括發射機和接收機兩部分，它可以同時單向傳輸一路圖像、兩路伴音、一路數據。（實物圖片）
扣板型
3.CwnVideo 1200圖像傳輸系列-接收機
我公司生產的多種類型的圖像傳輸系列接收機，可以結合任意一款發射機使用，滿足用戶不同場合，不同情況下的使用，極大地方便了用戶使用.
「通用型」
該型號接收機採用1U標準化外形結構，外形尺寸為：420×200×44mm(不計接插件和夾板)，適合機架安裝，設備採用交流、直流兩種供電方式。可提供多種接口：包括標準音視頻接口（ＢＮＣ、蓮花頭）、以太網接口（10/100BASE-T自適應），RS232數據接口。
預留GPS數據接口和雙向語音業務接口。
背面示意圖
正面圖
1、產品特點
l 可選多頻段直接變頻：150～1.7GHz、2.3G～2.7GHz；
l 多帶寬COFDM調製技術：8/4/2.5/1.25MHz（定製）；
l 多模式視頻壓縮：MPGE4兼容MPEG2；
l 高接收門限電平：靈敏度-97~-111dBm（見技術參數表）
l 128位AES加密功能（手動設置或軟件設置）；
l 高質量視頻質量：無馬賽克，保存最後一幀好圖；
l 可提供網絡接口（UTP模式）輸出；
l 支持高速移動傳輸；
l 支持非視距（NLOS）傳輸；
l 手動鍵控8頻道選擇：方便實地改變頻點，避開干擾；
l 液晶顯示：通道、頻率、帶寬、接收靈敏度、密鑰、頻率搜索；
3、技術參數
「便攜型」接收機
接收機是我公司推出一款便攜式接收機，集液晶顯示、電池供電、錄像存儲、各種外接口與一體，具有在野外、室內任何地點即開即用的優勢，操作簡單、功能齊全，配合我公司無線發射前段使用，是公安、武警、軍隊、地質災害、消防等部門用於現場偵查的良好工具。設備提供多種接口：包括標準音視頻接口（ＢＮＣ、蓮花頭）、以太網接口（10/100BASE-T自適應），RS232數據接口。
預留GPS數據接口和雙向語音業務接口。
1、產品特點
l 可選多頻段直接變頻：150～1.7GHz、2.3G～2.7GHz；
l 多帶寬COFDM調製：8~1.25MHz（定製）；
l 視頻壓縮：MPGE2可兼容MPGE4
l 高接收門限電平：靈敏度-97~101dBm
l 具有加密功能：128位AES加密，避免非法接收；
l 高質量視頻質量：水平解析720像素/垂直解析576（625線）；
l 支持高速移動傳輸；
l 支持非視距（NLOS）傳輸；
２、應用優勢
l 一體化設計,方便攜帶、安裝、使用；
l 手動鍵控8頻道選擇：方便實地改變頻點，避開干擾；
l 低功耗設計:整機功耗不超過15W;
l 電池供電:採用鋰電池供電,工作時間可達8小時
l 本機存儲:
l 本機圖像顯示:接收機直接顯示前端圖像,接聽前端語音,無需外接顯示器\喇叭;
l 可同時外接語音、圖像、數據；
產品示意圖
設備的應用範圍：
可應用於公安、消防、交警、人防、城管執法、環保監控、水利防汛、電力搶修、海事執法、海關邊防、碼頭監控、森林防火、軍事偵察、電視轉播等相關單位在多種複雜環境中移動傳輸高質量的圖像。
中繼設備應用方式：
適用於地理環境複雜和遠距離傳輸，配合全向高增益及多極系統天線，
在視距下可傳輸180公里
設備的特性：
• 高速移動和多徑干擾下可穩定的傳輸音、視頻
• 系統可在多種複雜的氣候條件下傳輸
• 高質量的數字視頻處理（MPEG2兼容MPEG4）視頻編解碼、DVD的畫面
• 在複雜電磁環境中具有優異的抗干擾性能
• 強大的非視距傳輸能力
• 具有AES的加密方式
• 信道利用率高
• 系統簡單、性能可靠、應用靈活
天線是系統發送、接收電磁波信號的媒介，決定了系統能否發揮其最大效能。目前系統可採用兩種天線：玻璃鋼全向天線（分為高增益和低增益幾種，基站接收可採用高增益大天線，單兵設備可採用微型低增益天線），車載吸盤天線等。選用何種天線一般由現場技術人員決定。基本原則是：固定端一般採用玻璃鋼全向天線，一方面可以獲得較大的系統增益，另一方面也便於系統規劃配置；移動端、機動端一般採用車（船）台天線，便於安裝，使用靈活，受環境的制約較少。
為了保証更大發揮系統的功能，接收固定端採用高增益天線接收：可選全向玻璃鋼天線、八木定向天線。
CwnVideo 1200產品技術指標
說明：CwnVideo 1200產品在具備自己的優勢同時完全滿足此次招標要求，其中有很多參數出現正偏離，偏離的內容將在技術偏離表中予以說明
1、圖像單兵發射機(揹負式)
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工作頻段： 300MHz～800MHz，頻率可調20MHz
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1.0G-1.4G，頻率可調50MHz
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輸出功率：250mW-5W（連續可調）
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調製方式：COFDM 2K QPSK （16QAM、64QAM可選）
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通道帶寬：1.25/2/3.5/4/8MHz(可選)
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碼流0.8Mbps~6Mbps，可調
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符合MPEG-4技術標準兼容MPEG-2
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視頻輸入：PAL/NTSC
端到端延時：40ms
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誤碼率：≤10-6
音視頻數據格式：MPEG-2 @ ML 4:2:0/4:2:2 /H.264
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音頻通道 LineInput/Output（0dBm@10kΩ）
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發射天線：鞭狀全向天線（3.5-5.5dB增益）
長度：0.15米-1.5米可選
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天線接頭:標準50ΩKKF接頭
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傳輸距離：1-3公里
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圖像清晰度：傳輸速率為25幀/s時,分辨率不低於720×576
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FEC： Viterbi （1/2，2/3，3/4）
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保護間隔： 1/32，1/16，1/8，1/4
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加密方式：AES（128bit）
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提供一路視頻、二路音頻輸入,標準蓮花母頭或BNC接頭可選,
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在高速移動中(380公里/小時),能進行正常的圖像傳輸,效果達到DVD的畫質
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DB9(串口1)用來調頻、調功率、加密、速率、延時
一路SDI接口,BNC接頭
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供電：DC12V/2.5A
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電源接口：兩芯航空接頭（揹負式可提供卡扣接口）
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電池：可連續工作8小時供電
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前面板提供三個指示燈；電源指示、功率指示、視頻指示
工作環境：溫度：-30～70℃ 相對濕度：90％
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保存環境：溫度: -40～80℃ 相對濕度：90％
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2、單兵圖像接收機
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視頻輸出： 兩路（PAL/ NTSC ），標準蓮花母頭或BNC接頭可選
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音頻輸出： 兩路（立體聲），標準蓮花母頭或BNC接頭可選
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視頻壓縮標準：MPEG-2/H.264
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視頻速率：25幀/S
分辨率：不低於720×576,
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接收方式：高靈敏度全向接收，接收電平門限可達-111db
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接收天線:全向天線(增益:5.5-10.2dB),長度為0.15-3.5米可選
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天線接頭:標準50ΩKKF接頭
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接收機帶LED顯示屏，可在顯示屏上顯示信號強度、中心頻率、帶寬、靈敏度 、可調頻率、信道帶寬、保護間隔
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電源指示、紅外線指示
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供電： AC 220V/DC 12V
外形：1U，19英吋機 |
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尺寸： 420mm×200mm×44mm (L × W ×H)
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提供RJ45接口（可在電腦上、局網內看圖像）
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全向高靈敏度天線接收
工作環境：溫度：-30～70℃ 相對濕度：90％
保存環境：溫度：-40～80℃ 相對濕度：90％ |
3． 車載式無線圖像傳輸發射機
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工作頻段： 300MHz～800MHz，頻率可調20MHz
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1.0G-1.4G，頻率可調50MHz
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輸出功率： 500MW-20W（連續可調）
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調製方式：COFDM 2K QPSK （16QAM、64QAM可選）/H.264
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通道帶寬：1.25/2/3.5/4/8MHz(可選)
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碼流0.8Mbps~6Mbps，可調
符合MPEG-4技術標準兼容MPEG-2
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視頻輸入：PAL/NTSC
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提供1、2、4、6、8路音、視頻輸入
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音視頻輸入接頭: 標準蓮花母頭或BNC接頭可選
端到端延時：40ms |
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誤碼率：≤10-6
音視頻數據格式：MPEG-2 @ ML 4:2:0(4:2:2) /H.264 |
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音頻通道 LineInput/Output（0dBm@10kΩ）
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圖像清晰度：傳輸速率為25幀/s時,分辨率不低於720×576
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發射天線：吸盤式全向天線（5.5dB增益）
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天線接頭: 標準50ΩKKF接頭
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使用方式：車載
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FEC： Viterbi （1/2，2/3，3/4）
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保護間隔： 1/32，1/16，1/8，1/4
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加密方式：AES（128bit）
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DB9(串口1)用來調頻、調功率
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提供一路視頻、二路音頻輸入；BNC接頭,可以和任何的攝像機相連
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一路SDI接口,BNC接頭
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供電：AC220V
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外形：2U，19英吋機
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工作環境：溫度：-30～70℃ 相對濕度：90％
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保存環境：溫度: -40～80℃ 相對濕度：90％
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4． 車載式無線圖像接收機
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視頻輸出： 兩路（PAL/ NTSC ），標準蓮花母頭或BNC接頭可選
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音頻輸出： 兩路（立體聲），標準蓮花母頭或BNC接頭可選
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視頻壓縮標準：符合MPEG-4技術標準兼容MPEG-2
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視頻速率：25幀/S
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分辨率：不低於是720×576
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天線接收：高靈敏度全向天線接收
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接收技術：全向玻璃鋼天線接收（10.2dB增益）
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天線接頭: 標準50ΩKKF接頭
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接收靈敏度：-103~-111dB
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接收機帶LED顯示屏，可在顯示屏上顯示信號強度、中心頻率、帶寬、靈敏度、可調頻率、信道帶寬、保護間隔
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電源指示、紅外指示
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供電： AC 220V
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外形：1U，19英吋機
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工作環境：溫度：-30～70℃ 相對濕度：90％
保存環境：溫度：-40～80℃ 相對濕度：90％ |
l 多頻段直接變頻：150～1.7GHz、2.3G～2.7GHz（可選）；
l 多帶寬可調：8/4/3.5/2.5/1.25MHz（可選）
l COFDM調製技術：支持高速移動傳輸；支持非視距（NLOS）傳輸；
l 高接收門限電平：靈敏度-103~-111dBm（見技術參數表）
l 128位AES加密功能：避免非法接收（軟件設置或手動設置）；
l 視頻壓縮：MPGE4/MPEG2；
l 速率可調:可通過軟件設置傳輸速率,提高傳輸速率2倍以上
l 高質量視頻質量：無馬賽克，保存最後一幀好圖；
l 可內置GPS模塊，接收圖像信號顯示地理戳、時間戳（可選）；桌面顯示電子地圖（可選）；
l 手動鍵控14dB輸出功率可調：方便實地改變功率，減少輻射；
l 手動鍵控8頻道選擇：方便實地改變頻點，避開干擾；
會員信息
| 北京中網信安科技有限公司 | |
|---|---|
| 國家/地區︰ | 北京市东城区 |
| 經營性質︰ | 生產商 |
| 聯繫電話︰ | 13381120935 |
| 聯繫人︰ | 丁佩鋒 (無線網絡事業部經理) |
| 最後上線︰ | 2012/02/10 |
