專利名稱：無線攝像傳輸設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線視頻傳輸領(lǐng)域，尤其涉及一種無線攝像傳輸設(shè)備。
背景技術(shù)：
在一些緊急報(bào)道現(xiàn)場，需要即時(shí)進(jìn)行新聞報(bào)道等實(shí)時(shí)性強(qiáng)、不方 便有線傳輸?shù)膽?yīng)用場合，需要將攝像機(jī)錄制的內(nèi)容通過無線的方式傳 送出去。
目前，廣播攝像機(jī)無線現(xiàn)場轉(zhuǎn)播技術(shù)主要限于微波轉(zhuǎn)播系統(tǒng)，主 要有以下兩種 一是模擬微波方式，在傳輸中存在多徑反射等問題， 在接收天線上會先后收到不同路徑到達(dá)的信號，嚴(yán)重時(shí)使圖像重影或
消失；二是數(shù)字微波技術(shù)，采用了COFDM技術(shù)，將A/D轉(zhuǎn)換、MPEG2 編碼、2000載波COFDM調(diào)制和射頻輸出集成于一個(gè)極小體積的發(fā)射 單元之內(nèi)，解決了多徑反射問題，同時(shí)，系統(tǒng)工作于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下傳輸 的可靠性也得到很大的提高。無線視頻傳輸需要微波發(fā)射機(jī)和微波接 收機(jī)兩個(gè)部件。微波發(fā)射機(jī)和攝像機(jī)一起使用，攝像機(jī)拍攝的畫面通 過微波發(fā)射機(jī)以微波信號的方式發(fā)射出去，布置在周圍的微波接收機(jī) 接收微波信號，還原為視頻信號。為了保證微波信號的正常接收，需 要在轉(zhuǎn)播現(xiàn)場提前架設(shè)一個(gè)或多個(gè)微波接收裝置，并綜合考慮傳輸距 離和路徑，做好微波系統(tǒng)的調(diào)試。移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了第一代模擬通信和第二數(shù)字通信，到了 二十一世紀(jì)之后，第三代寬帶移動(dòng)通信開始使用。目前更高帶寬的移
動(dòng)通信技術(shù)開始部署使用或已開始研發(fā)，主要包括移動(dòng)WiMAX、 HSPA、 LTE、 UWB。
移動(dòng)WiMAX (World Interoperability for Microwave Access,全球 微波接入互通技術(shù))是目前無線寬帶接入技術(shù)的代表，它的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 是IEEE802.16e，是在固定接入技術(shù)IEEE 802.16d的基礎(chǔ)上，增加了終 端用戶的移動(dòng)性功能，從而使移動(dòng)終端能夠在不同基站間進(jìn)行切換和 漫游。為了進(jìn)一步提高移動(dòng)WiMAX的無線接入性能，作為移動(dòng) WiMAX的演進(jìn)的IEEE 802.16md標(biāo)準(zhǔn)化工作也在進(jìn)行之中。
LTE (3G長期演進(jìn))項(xiàng)目是3G的演進(jìn)。它改進(jìn)并增強(qiáng)了3G的空中 接入技術(shù)，下行采用OFDM技術(shù)，上行采用SC-FDMA技術(shù)，信號的覆 蓋范圍大幅延伸，在20MHz的帶寬下，能達(dá)到下行100Mbps、上行50 Mbps的峰值速率。LTE能在350Km/h的高速移動(dòng)的情況下達(dá)到良好的 接收效果。在LTE之前，還有3GPP的短期演進(jìn)HSPA (高速分組接入) 技術(shù)。HSPA向后的演進(jìn)技術(shù)為E-HSPA。
UMB (超移動(dòng)寬帶)技術(shù)是CDMA2000系列標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)升級版 本，集成了OFDMA、CDMA和MIMO等空中接口技術(shù)和高級天線技術(shù)， 可以支持寬帶速度、更大的容量和覆蓋面積、增強(qiáng)的未來移動(dòng)服務(wù)用 戶體驗(yàn)等特性。UMB系統(tǒng)是以O(shè)FDMA(正交頻分復(fù)用接入)技術(shù)為基 礎(chǔ)、專門針對無線移動(dòng)環(huán)境和實(shí)時(shí)應(yīng)用優(yōu)化的移動(dòng)無線寬帶系統(tǒng),它繼 承了以往系統(tǒng)的自適應(yīng)編碼調(diào)制、HARQ(物理層混合重傳)以及QoS
(服務(wù)質(zhì)量)控制機(jī)制，結(jié)合了CDMA、 TDM、 QOFDMA(準(zhǔn)OFDMA)、 LDPC(低密度奇偶校驗(yàn)碼)等其它先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)引入了基于MIMO(多路輸入輸出)、SDMA(空分復(fù)用接入)和Beamforming(波束賦形)等多天 線技術(shù)，使系統(tǒng)可以在達(dá)到更高傳輸效率的同時(shí)經(jīng)濟(jì)有效地支持各類 具有QoS要求的應(yīng)用。
除了上述技術(shù)之外，寬帶移動(dòng)通信技術(shù)還包括第四代移動(dòng)通信技 術(shù)及其進(jìn)一步的演進(jìn)技術(shù)。這些寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的共同特點(diǎn)是支持 多用戶、抗干擾性能強(qiáng)、傳輸速率高、保密性好、發(fā)送功率小，MIMO 技術(shù)是這些高帶寬通信網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)。
由于微波技術(shù)適用于專用網(wǎng)絡(luò)，不能有效解決多用戶使用的問題， 一般只作為點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸時(shí)使用。目前使用的微波轉(zhuǎn)播系統(tǒng)存在以下 問題 一是在使用前需要提前架設(shè)專用的微波發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，不適 合那些緊急事件、突發(fā)新聞事件等實(shí)時(shí)性要求強(qiáng)的報(bào)道；二是使用時(shí) 有較多的限制條件。因?yàn)槲⒉夹g(shù)自身的原因，微波發(fā)射機(jī)需要在與 微波接收機(jī)距離比較近時(shí)(如600米)，才能達(dá)到好的接收效果。使用 時(shí)還要考慮信號發(fā)射角度、傳輸路徑等。這些條件，限制了使用的靈 活性。三是造價(jià)較高。目前一對微波發(fā)射機(jī)和微波接收機(jī)的價(jià)格在幾 萬到十幾萬美元，高昂的價(jià)格限制了其廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目是提供一種基于寬帶移動(dòng)通信的無線攝像傳輸設(shè)備。 為實(shí)現(xiàn)上述目的， 一種基于寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的無線攝像傳輸設(shè) 備，包括
攝像機(jī)，用于錄制音視頻信號；
攝像機(jī)無線傳輸裝置，將攝像機(jī)錄制的音視頻信號轉(zhuǎn)變成無線信 號，并將轉(zhuǎn)變的無線信號傳送給寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的無線攝像傳輸設(shè)備可以用于電視、新聞攝像等行業(yè)。使 用者可以擺脫視頻線的束縛，自由地跟蹤目標(biāo)進(jìn)行拍攝。與以往的無 線攝像機(jī)相比，可以以更低的使用成本，獲得更好的實(shí)時(shí)性和更高的 靈活性。


圖l是無線攝像機(jī)寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)中的使用情況； 圖2是攝像機(jī)無線傳輸裝置的構(gòu)成圖； 圖3是攝像機(jī)采集的音頻視頻信號的發(fā)送流程。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的主要目的是實(shí)現(xiàn)一種基于寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的無線攝像 傳輸設(shè)備，使用者可以利用公用寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行使用無線攝像 機(jī)，不需要布設(shè)專用的接收裝置。該無線攝像傳輸設(shè)備相當(dāng)于寬帶移 動(dòng)通信網(wǎng)中的一個(gè)用戶終端。
為了使主題更清楚，在以下的描述中，將省略已知功能和結(jié)構(gòu)的 詳細(xì)描述。
圖l表示出了無線攝像機(jī)在寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)中的使用情況。
裝配有無線傳輸裝置的無線攝像傳輸設(shè)備101。無線攝像傳輸設(shè)備 由兩部分組成， 一部分是攝像機(jī)，另一部分是攝像機(jī)無線傳輸裝置。
其功能主要是錄制現(xiàn)場的音視頻信號，通過無線傳輸裝置轉(zhuǎn)變成 無線信號后傳送給寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)102。
寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò) 102其功能主要是將攝像機(jī)發(fā)送的音視頻無線信號傳送給遠(yuǎn)端的服務(wù) 器。并作為無線攝像機(jī)和遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器之間的通信網(wǎng)絡(luò)。 遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器 103
其功能主要是經(jīng)寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)與無線攝像機(jī)進(jìn)行通信，對無 線攝像機(jī)發(fā)來的音視頻信號進(jìn)行解碼，還原成音視頻信號。該遠(yuǎn)端音 視頻服務(wù)器作為通信終端與無線攝像機(jī)進(jìn)行通信，將音視頻指令或參 考信息傳送給無線攝像機(jī)。
遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器作為移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)通信實(shí)體，通過移 動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)與攝像機(jī)無線傳輸裝置進(jìn)行通信。其數(shù)據(jù)包的傳送和接收
過程遵循標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，如TCP/IP協(xié)議。
圖2表示出了攝像機(jī)無線傳輸裝置的構(gòu)成。攝像機(jī)無線傳輸裝置
所包括的部分及各部分應(yīng)該完成的基本功能如下
天線201用來接收和發(fā)送移動(dòng)寬帶網(wǎng)無線信號。 寬帶移動(dòng)通信模塊 202 分無線和信號處理兩部分。其中無線部分負(fù)責(zé)基帶數(shù)字信號和射頻 模擬信號的轉(zhuǎn)換、射頻模擬信號的發(fā)送與接收等，無線部分與信號處 理部分相連。信號處理部分的功能包括業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、信令的編碼與解碼， 物理信道的擴(kuò)頻與解擴(kuò)、調(diào)制與解調(diào)等。 音視頻信號處理模塊203
音視頻信號處理模塊的功能包括按照一定的算法，通過對所輸入的 音視頻信號進(jìn)行分析處理，并轉(zhuǎn)換為特定的音視頻編碼；或者將接收 到的音視頻編碼還原成音視頻信號。常用的音視頻編碼算法包括 H.264、 MPEG2、 MPEG4、小波編碼等。
傳輸控制模塊204該模塊主要包括兩個(gè)功能。 一是將音視頻信號處理模塊發(fā)來的音 視頻編碼(如H,264視頻編碼)封裝成音視頻IP包；或者將從寬帶移動(dòng) 數(shù)據(jù)網(wǎng)接收的音視頻IP包解開成音視頻編碼。第二個(gè)功能是基于IP協(xié) 議與遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器進(jìn)行通信，并根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)對數(shù)據(jù)的傳 輸進(jìn)行控制，如重傳機(jī)制、緩存機(jī)制等。
音頻輸入端口 205
可通過音頻線與攝像機(jī)主機(jī)上的音頻輸出口相連，用于將攝像機(jī) 錄制的音頻信號傳送到音頻信號處理模塊
視頻輸入端口 206
可通過視頻線與攝像機(jī)主機(jī)上的視頻輸出口相連，用于將攝像機(jī) 錄制的視頻信號傳送到音頻信號處理模塊。 接口模塊207
接口模塊的主要作用是保證攝像機(jī)無線傳輸裝置可以卡在攝像機(jī) 主機(jī)和攝像機(jī)電池之間，物理上與攝像機(jī)連為一體，并保證電能的傳 送。廣播級的主流攝像機(jī)主要由索尼和松下公司生產(chǎn)，接口模塊應(yīng)能 適配不同的電池接口類型的攝像機(jī)，如索尼公司的V型電池接口，松 下公司的安東型電池接口等。。
接口模塊分兩部分。第一部分是與電源的接口 207-1，用于固定 電池并將電能引導(dǎo)到電源分配模塊。第二部分是與攝像機(jī)主機(jī)的接口 207-2，用于將本發(fā)明所述的裝置固定在攝像機(jī)上并將電能傳遞給攝像 機(jī)主機(jī)。
電源分配模塊208
電源分配模塊的功能是將通過接口模塊傳來的電池的電能分配給 攝像機(jī)無線傳輸裝置內(nèi)的移動(dòng)寬帶通信模塊、音視頻信號處理模塊、傳輸控制模塊、揚(yáng)聲器、視頻顯示模塊等各工作模塊，電源分配模塊 還可根據(jù)各模塊的需要輸出對應(yīng)的電壓。為控制方便，在電能流經(jīng)電 源分配模塊后需先經(jīng)過一個(gè)開關(guān)。該開關(guān)可關(guān)閉或打開整個(gè)攝像機(jī)無 線傳輸裝置。電能可以直接經(jīng)與攝像機(jī)主機(jī)的接口提供給攝像機(jī)主 機(jī)，即上述開關(guān)不能對攝像機(jī)主機(jī)進(jìn)行控制。
揚(yáng)聲器209
用于輸出聲音，如提示音等。揚(yáng)聲器也包括耳機(jī)接口。
視頻顯示模塊210
顯示單元一般包括液晶顯示器等，主要是顯示遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器 發(fā)來的各種提示消息、圖標(biāo)以及圖像等。 麥克風(fēng)211
該麥克風(fēng)獨(dú)立于攝像機(jī)上附帶的音頻采集系統(tǒng)，是為了便于使用 者之間的工作交流。該麥克風(fēng)將使用者之一的聲音信號轉(zhuǎn)變成電信號， 并傳送到音視頻信號處理模塊。
圖3表示出了攝像機(jī)采集的音視頻信號發(fā)送步驟一個(gè)實(shí)施例。 該實(shí)施例中視頻編碼采用H.264，寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)采用移動(dòng) WiMAX網(wǎng)絡(luò)。
301-1攝像機(jī)主機(jī)錄制的音頻信號輸入到音視頻信號處理模塊； 301-2攝像機(jī)主機(jī)錄制的視頻信號輸入到音視頻信號處理模塊； 302音視頻信號處理模塊根據(jù)R264協(xié)議將視頻信號編碼為H.264
幀；
303發(fā)送玨264幀到傳輸控制模塊；
304傳輸控制模塊將11264幀封裝為1 包，并對1P包的傳輸進(jìn)行控305發(fā)送IP包到寬帶移動(dòng)通信模塊；
306寬帶移動(dòng)通信模塊將IP包轉(zhuǎn)換為移動(dòng)WiMAX射頻信號； 307移動(dòng)WiMAX射頻信號經(jīng)天線發(fā)送到移動(dòng)WiMAX網(wǎng)絡(luò)。 盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員將意識到在不背離如在所附權(quán)利要求書中公開的本發(fā)明的范圍 和精神的情況下，各種改進(jìn)、增加和取代也是可能的。例如，本發(fā)明 所述的裝置與攝像機(jī)的相對位置可以有多種變化?？梢匀绫景l(fā)明所述 嵌入到攝像機(jī)主體和攝像機(jī)電池之間；也可以在攝像機(jī)電池上增加用 于固定和導(dǎo)出電能的接口，將本發(fā)明所述的裝置固定在攝像機(jī)電池的 背后；還可以將本發(fā)明所述的裝置與攝像機(jī)分離使用，這種情況下需 要在該裝置中增加自備供電電池，或者通過電源線將攝像機(jī)電池中的 電能引導(dǎo)到該裝置中。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)不限于上述實(shí)施例， 而是根據(jù)所附權(quán)利要求書及其等效限定。
權(quán)利要求
1.一種基于寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的無線攝像傳輸設(shè)備，包括攝像機(jī)，用于錄制音視頻信號；攝像機(jī)無線傳輸裝置，將攝像機(jī)錄制的音視頻信號轉(zhuǎn)變成無線信號，并將轉(zhuǎn)變的無線信號傳送給寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī)無線傳輸 裝置包括寬帶移動(dòng)通信模塊，包括無線部分和信號處理部分，所述無線部 分將基帶數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為射頻模擬信號，并發(fā)送和接收射頻模擬信號， 所述信號處理部分編碼與解碼業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和信令、物理信道的擴(kuò)頻與解擴(kuò)、調(diào)制與接調(diào)；音視頻信號處理模塊，對輸入的音視頻信號進(jìn)行計(jì)算處理，并轉(zhuǎn) 換為特定的音視頻編碼；傳輸控制模塊，將音視頻信號處理模塊發(fā)來的音視頻編碼封裝成 音視頻IP包，基于IP協(xié)議與遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行通信。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括電池，用于向 攝像機(jī)和攝像機(jī)無線傳輸裝置供電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括電源分配模塊， 用于向所述攝像機(jī)無線傳輸裝置內(nèi)的模塊分配電能。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括視頻顯示模塊， 用于顯示遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器發(fā)來的各種提示消息、圖標(biāo)和圖像。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于所述顯示模塊式液晶 顯示器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括麥克風(fēng)和揚(yáng)聲 器，用于輸出聲音。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機(jī)無線傳輸 裝置通過TCP/IP協(xié)議與遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器進(jìn)行通信。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述對輸入的音視頻 信號進(jìn)行計(jì)算處理包括下述算法之一H.264、 MPEG2、 MPEG4、小波編碼。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述對輸入的音視頻 信號進(jìn)行計(jì)算處理還包括將接收到的音視頻編碼還原為音視頻信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述傳輸控制模塊還 包括將從寬帶移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)接收的音視頻IP包解開成音視頻編碼。
全文摘要
一種基于寬帶移動(dòng)通信技術(shù)的無線攝像系統(tǒng)，包括攝像機(jī)，用于錄制音視頻信號；攝像機(jī)無線傳輸裝置，將攝像機(jī)錄制的音視頻信號轉(zhuǎn)變成無線信號，并將轉(zhuǎn)變的無線信號傳送給寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；寬帶移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，將攝像機(jī)無線通信裝置發(fā)送的信號傳送給遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器；遠(yuǎn)端音視頻服務(wù)器，對無線攝像機(jī)發(fā)來的音視頻信號進(jìn)行解碼，還原成音視頻信號。本發(fā)明可以嵌入到攝像機(jī)中使用，用于電視、新聞攝像等行業(yè)，攝影記者可以使用嵌入了本裝置的攝像機(jī)，擺脫視頻線的束縛，自由地跟蹤目標(biāo)進(jìn)行拍攝。與以往的無線攝像機(jī)相比，攝影師使用本發(fā)明提供的裝置，可以以更低的使用成本，使用時(shí)獲得更好的實(shí)時(shí)性和更高的靈活性。
文檔編號H04N7/24GK101527831SQ200810082589
公開日2009年9月9日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者劉衛(wèi)民, 李秀川 申請人:中國移動(dòng)通信集團(tuán)山東有限公司;三星電子株式會社;北京三星通信技術(shù)研究有限公司