专利名称：无线摄像传输设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线视频传输领域，尤其涉及一种无线摄像传输设备。
背景技术：
在一些紧急报道现场，需要即时进行新闻报道等实时性强、不方 便有线传输的应用场合，需要将摄像机录制的内容通过无线的方式传 送出去。
目前，广播摄像机无线现场转播技术主要限于微波转播系统，主 要有以下两种 一是模拟微波方式，在传输中存在多径反射等问题， 在接收天线上会先后收到不同路径到达的信号，严重时使图像重影或
消失；二是数字微波技术，采用了COFDM技术，将A/D转换、MPEG2 编码、2000载波COFDM调制和射频输出集成于一个极小体积的发射 单元之内，解决了多径反射问题，同时，系统工作于运动状态下传输 的可靠性也得到很大的提高。无线视频传输需要微波发射机和微波接 收机两个部件。微波发射机和摄像机一起使用，摄像机拍摄的画面通 过微波发射机以微波信号的方式发射出去，布置在周围的微波接收机 接收微波信号，还原为视频信号。为了保证微波信号的正常接收，需 要在转播现场提前架设一个或多个微波接收装置，并综合考虑传输距 离和路径，做好微波系统的调试。移动通信技术已经经历了第一代模拟通信和第二数字通信，到了 二十一世纪之后，第三代宽带移动通信开始使用。目前更高带宽的移
动通信技术开始部署使用或已开始研发，主要包括移动WiMAX、 HSPA、 LTE、 UWB。
移动WiMAX (World Interoperability for Microwave Access,全球 微波接入互通技术)是目前无线宽带接入技术的代表，它的技术标准 是IEEE802.16e，是在固定接入技术IEEE 802.16d的基础上，增加了终 端用户的移动性功能，从而使移动终端能够在不同基站间进行切换和 漫游。为了进一步提高移动WiMAX的无线接入性能，作为移动 WiMAX的演进的IEEE 802.16md标准化工作也在进行之中。
LTE (3G长期演进)项目是3G的演进。它改进并增强了3G的空中 接入技术，下行采用OFDM技术，上行采用SC-FDMA技术，信号的覆 盖范围大幅延伸，在20MHz的带宽下，能达到下行100Mbps、上行50 Mbps的峰值速率。LTE能在350Km/h的高速移动的情况下达到良好的 接收效果。在LTE之前，还有3GPP的短期演进HSPA (高速分组接入) 技术。HSPA向后的演进技术为E-HSPA。
UMB (超移动宽带)技术是CDMA2000系列标准的演进升级版 本，集成了OFDMA、CDMA和MIMO等空中接口技术和高级天线技术， 可以支持宽带速度、更大的容量和覆盖面积、增强的未来移动服务用 户体验等特性。UMB系统是以OFDMA(正交频分复用接入)技术为基 础、专门针对无线移动环境和实时应用优化的移动无线宽带系统,它继 承了以往系统的自适应编码调制、HARQ(物理层混合重传)以及QoS
(服务质量)控制机制，结合了CDMA、 TDM、 QOFDMA(准OFDMA)、 LDPC(低密度奇偶校验码)等其它先进技术，同时引入了基于MIMO(多路输入输出)、SDMA(空分复用接入)和Beamforming(波束赋形)等多天 线技术，使系统可以在达到更高传输效率的同时经济有效地支持各类 具有QoS要求的应用。
除了上述技术之外，宽带移动通信技术还包括第四代移动通信技 术及其进一步的演进技术。这些宽带移动通信技术的共同特点是支持 多用户、抗干扰性能强、传输速率高、保密性好、发送功率小，MIMO 技术是这些高带宽通信网络的核心技术。
由于微波技术适用于专用网络，不能有效解决多用户使用的问题， 一般只作为点对点的传输时使用。目前使用的微波转播系统存在以下 问题 一是在使用前需要提前架设专用的微波发射机和接收机，不适 合那些紧急事件、突发新闻事件等实时性要求强的报道；二是使用时 有较多的限制条件。因为微波技术自身的原因，微波发射机需要在与 微波接收机距离比较近时(如600米)，才能达到好的接收效果。使用 时还要考虑信号发射角度、传输路径等。这些条件，限制了使用的灵 活性。三是造价较高。目前一对微波发射机和微波接收机的价格在几 万到十几万美元，高昂的价格限制了其广泛使用。
发明内容
本发明的目是提供一种基于宽带移动通信的无线摄像传输设备。 为实现上述目的， 一种基于宽带移动通信技术的无线摄像传输设 备，包括
摄像机，用于录制音视频信号；
摄像机无线传输装置，将摄像机录制的音视频信号转变成无线信 号，并将转变的无线信号传送给宽带移动通信网络。本发明的无线摄像传输设备可以用于电视、新闻摄像等行业。使 用者可以摆脱视频线的束缚，自由地跟踪目标进行拍摄。与以往的无 线摄像机相比，可以以更低的使用成本，获得更好的实时性和更高的 灵活性。
图l是无线摄像机宽带移动通信网中的使用情况； 图2是摄像机无线传输装置的构成图； 图3是摄像机采集的音频视频信号的发送流程。
具体实施例方式
本发明的主要目的是实现一种基于宽带移动通信技术的无线摄像 传输设备，使用者可以利用公用宽带移动通信网络进行使用无线摄像 机，不需要布设专用的接收装置。该无线摄像传输设备相当于宽带移 动通信网中的一个用户终端。
为了使主题更清楚，在以下的描述中，将省略已知功能和结构的 详细描述。
图l表示出了无线摄像机在宽带移动通信网中的使用情况。
装配有无线传输装置的无线摄像传输设备101。无线摄像传输设备 由两部分组成， 一部分是摄像机，另一部分是摄像机无线传输装置。
其功能主要是录制现场的音视频信号，通过无线传输装置转变成 无线信号后传送给宽带移动通信网络102。
宽带移动通信网络 102其功能主要是将摄像机发送的音视频无线信号传送给远端的服务 器。并作为无线摄像机和远端音视频服务器之间的通信网络。 远端音视频服务器 103
其功能主要是经宽带移动通信网络与无线摄像机进行通信，对无 线摄像机发来的音视频信号进行解码，还原成音视频信号。该远端音 视频服务器作为通信终端与无线摄像机进行通信，将音视频指令或参 考信息传送给无线摄像机。
远端音视频服务器作为移动宽带网络中的一个通信实体，通过移 动宽带网络与摄像机无线传输装置进行通信。其数据包的传送和接收
过程遵循标准的网络通信协议，如TCP/IP协议。
图2表示出了摄像机无线传输装置的构成。摄像机无线传输装置
所包括的部分及各部分应该完成的基本功能如下
天线201用来接收和发送移动宽带网无线信号。 宽带移动通信模块 202 分无线和信号处理两部分。其中无线部分负责基带数字信号和射频 模拟信号的转换、射频模拟信号的发送与接收等，无线部分与信号处 理部分相连。信号处理部分的功能包括业务数据、信令的编码与解码， 物理信道的扩频与解扩、调制与解调等。 音视频信号处理模块203
音视频信号处理模块的功能包括按照一定的算法，通过对所输入的 音视频信号进行分析处理，并转换为特定的音视频编码；或者将接收 到的音视频编码还原成音视频信号。常用的音视频编码算法包括 H.264、 MPEG2、 MPEG4、小波编码等。
传输控制模块204该模块主要包括两个功能。 一是将音视频信号处理模块发来的音 视频编码(如H,264视频编码)封装成音视频IP包；或者将从宽带移动 数据网接收的音视频IP包解开成音视频编码。第二个功能是基于IP协 议与远端音视频服务器进行通信，并根据无线网络的特点对数据的传 输进行控制，如重传机制、缓存机制等。
音频输入端口 205
可通过音频线与摄像机主机上的音频输出口相连，用于将摄像机 录制的音频信号传送到音频信号处理模块
视频输入端口 206
可通过视频线与摄像机主机上的视频输出口相连，用于将摄像机 录制的视频信号传送到音频信号处理模块。 接口模块207
接口模块的主要作用是保证摄像机无线传输装置可以卡在摄像机 主机和摄像机电池之间，物理上与摄像机连为一体，并保证电能的传 送。广播级的主流摄像机主要由索尼和松下公司生产，接口模块应能 适配不同的电池接口类型的摄像机，如索尼公司的V型电池接口，松 下公司的安东型电池接口等。。
接口模块分两部分。第一部分是与电源的接口 207-1，用于固定 电池并将电能引导到电源分配模块。第二部分是与摄像机主机的接口 207-2，用于将本发明所述的装置固定在摄像机上并将电能传递给摄像 机主机。
电源分配模块208
电源分配模块的功能是将通过接口模块传来的电池的电能分配给 摄像机无线传输装置内的移动宽带通信模块、音视频信号处理模块、传输控制模块、扬声器、视频显示模块等各工作模块，电源分配模块 还可根据各模块的需要输出对应的电压。为控制方便，在电能流经电 源分配模块后需先经过一个开关。该开关可关闭或打开整个摄像机无 线传输装置。电能可以直接经与摄像机主机的接口提供给摄像机主 机，即上述开关不能对摄像机主机进行控制。
扬声器209
用于输出声音，如提示音等。扬声器也包括耳机接口。
视频显示模块210
显示单元一般包括液晶显示器等，主要是显示远端音视频服务器 发来的各种提示消息、图标以及图像等。 麦克风211
该麦克风独立于摄像机上附带的音频采集系统，是为了便于使用 者之间的工作交流。该麦克风将使用者之一的声音信号转变成电信号， 并传送到音视频信号处理模块。
图3表示出了摄像机采集的音视频信号发送步骤一个实施例。 该实施例中视频编码采用H.264，宽带移动通信网络采用移动 WiMAX网络。
301-1摄像机主机录制的音频信号输入到音视频信号处理模块； 301-2摄像机主机录制的视频信号输入到音视频信号处理模块； 302音视频信号处理模块根据R264协议将视频信号编码为H.264
帧；
303发送玨264帧到传输控制模块；
304传输控制模块将11264帧封装为1 包，并对1P包的传输进行控305发送IP包到宽带移动通信模块；
306宽带移动通信模块将IP包转换为移动WiMAX射频信号； 307移动WiMAX射频信号经天线发送到移动WiMAX网络。 尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技 术人员将意识到在不背离如在所附权利要求书中公开的本发明的范围 和精神的情况下，各种改进、增加和取代也是可能的。例如，本发明 所述的装置与摄像机的相对位置可以有多种变化。可以如本发明所述 嵌入到摄像机主体和摄像机电池之间；也可以在摄像机电池上增加用 于固定和导出电能的接口，将本发明所述的装置固定在摄像机电池的 背后；还可以将本发明所述的装置与摄像机分离使用，这种情况下需 要在该装置中增加自备供电电池，或者通过电源线将摄像机电池中的 电能引导到该装置中。因此，本发明的范围应当不限于上述实施例， 而是根据所附权利要求书及其等效限定。
权利要求
1.一种基于宽带移动通信技术的无线摄像传输设备，包括摄像机，用于录制音视频信号；摄像机无线传输装置，将摄像机录制的音视频信号转变成无线信号，并将转变的无线信号传送给宽带移动通信网络。
2. 根据权利要求l所述的系统，其特征在于所述摄像机无线传输 装置包括宽带移动通信模块，包括无线部分和信号处理部分，所述无线部 分将基带数字信号转换为射频模拟信号，并发送和接收射频模拟信号， 所述信号处理部分编码与解码业务数据和信令、物理信道的扩频与解扩、调制与接调；音视频信号处理模块，对输入的音视频信号进行计算处理，并转 换为特定的音视频编码；传输控制模块，将音视频信号处理模块发来的音视频编码封装成 音视频IP包，基于IP协议与远端服务器进行通信。
3. 根据权利要求l所述的系统，其特征在于还包括电池，用于向 摄像机和摄像机无线传输装置供电。
4. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于还包括电源分配模块， 用于向所述摄像机无线传输装置内的模块分配电能。
5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于还包括视频显示模块， 用于显示远端音视频服务器发来的各种提示消息、图标和图像。
6. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于所述显示模块式液晶 显示器。
7. 根据权利要求5所述的系统，其特征在于还包括麦克风和扬声 器，用于输出声音。
8. 根据权利要求l所述的系统，其特征在于所述摄像机无线传输 装置通过TCP/IP协议与远端音视频服务器进行通信。
9. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述对输入的音视频 信号进行计算处理包括下述算法之一H.264、 MPEG2、 MPEG4、小波编码。
10. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述对输入的音视频 信号进行计算处理还包括将接收到的音视频编码还原为音视频信号。
11. 根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述传输控制模块还 包括将从宽带移动数据网接收的音视频IP包解开成音视频编码。
全文摘要
一种基于宽带移动通信技术的无线摄像系统，包括摄像机，用于录制音视频信号；摄像机无线传输装置，将摄像机录制的音视频信号转变成无线信号，并将转变的无线信号传送给宽带移动通信网络；宽带移动通信网络，将摄像机无线通信装置发送的信号传送给远端音视频服务器；远端音视频服务器，对无线摄像机发来的音视频信号进行解码，还原成音视频信号。本发明可以嵌入到摄像机中使用，用于电视、新闻摄像等行业，摄影记者可以使用嵌入了本装置的摄像机，摆脱视频线的束缚，自由地跟踪目标进行拍摄。与以往的无线摄像机相比，摄影师使用本发明提供的装置，可以以更低的使用成本，使用时获得更好的实时性和更高的灵活性。
文档编号H04N7/24GK101527831SQ200810082589
公开日2009年9月9日 申请日期2008年3月5日 优先权日2008年3月5日
发明者刘卫民, 李秀川 申请人:中国移动通信集团山东有限公司;三星电子株式会社;北京三星通信技术研究有限公司