CN103347169A - 用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据通信领域，公开了一种用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备、高速无线级联数字视频传输网络和视频传输方法，其中级联节点设备包括上联天线、下联天线、与下联天线相连接的第一信号处理模块、与上联天线相连接的第二信号处理模块，连接第一信号处理模块、第二信号处理模块和视频监控装置的IP交换模块。本发明的优点在于，成本低廉，性能稳定，组网灵活，可扩展信号，支持即插即用，后期维护维护费用低，具有较高的应用价值。

Description

用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备及方法

技术领域

本发明涉及数据通信领域，特别涉及用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备，级联节点设备所组建的告诉无线级联数字视频传输网络，以及应用该数字视频传输网络的视频传输方法。

背景技术

随着无线技术的日益发展，无线传输技术应用越来越被各行各业所接受。无线图像传输作为一个特殊使用方式也逐渐被广大用户看好。其安装方便、灵活性强、性价比高等特性使得更多行业的监控系统采用无线传输方式，建立被监控点和监控中心之间的连接。无线监控技术已经在现代化交通、运输、水利、航运、铁路、治安、消防、边防检查站、森林防火、公园、景区、厂区、小区、等领域得到了广泛的应用。 

现有的无线传输技术无法对大容量的视频信号进行高速传输，无线传输过程中的频率较为固定，容易被干扰，同时现有的无线传输技术的调制编码方式单一，无法适应现有的技术发展，应用领域收到极大的限制。因此，有必要针对现有技术问题，有针对性地开发一款具有创新性的无线传输设备。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的传输频率固定，调制编码方式单一，无法对视频信号进行大容量高速传输，不便于组网等缺点，提供了一种可应用于视频数据传输，骨干网传输等多种场合，可用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备，由该级联节点设备所组装的高速无线级联数字视频传输网络以及相应的视频传输方法。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备，包括上联天线、下联天线、与下联天线相连接的第一信号处理模块、与上联天线相连接的第二信号处理模块，连接第一信号处理模块、第二信号处理模块和视频监控装置的IP交换模块，其中，

下联天线用于接收正向链路上的信号和发送反向链路上的信号；

上联天线用于发送正向链路上的信号和接收反向链路上的信号；

第一信号处理模块和第二信号处理模块用于正向链路和反向链路上信号的调制与解调；

IP交换模块用于第一信号处理模块和第二信号处理模块之间的数据交换，以及第一信号处理模块或者第二信号处理模块与视频监控装置之间的数据交换。

作为优选，所述第一信号处理模块或者第二信号处理模块包括双工器、上变频器、功率放大器、下变频器、低噪声放大器、调制解调模块、CPU控制模块，其中，

双工器与功率放大器和低噪声放大器相连接，第一信号处理模块的双工器与下联天线相连接，第二信号处理模块的双工器与上联天线相连接；

上变频器分别与功率放大器、调制解调模块相连接，上变频器用于将调制解调模块输出的信号变频为高频信号，功率放大器用于对高频信号进行放大；

下变频器分别与低噪声放大器、调制解调模块相连接，低噪声放大器对双工器所接收的射频信号进行放大，下变频器将放大后的射频信号进行变频并输入调制解调模块；

调制解调模块连接IP交换模块，用于信号的调制解调；

CPU控制模块连接IP交换模块，用于控制调制解调模块的工作方式。

使用上述级联节点设备得到的高速无线级联数字视频传输网络，所述高速无线级联数字视频传输网络包括一个或者多个串联的级联节点设备、与级联节点设备相连接的接收终端，接收终端包括用于视频解码的解码器。

作为优选，多个串联的级联节点设备中，一端的级联节点设备不包括第一信号处理模块，另一端的级联节点设备不包括第二信号处理模块。

应用上述高速无线级联数字视频传输网络的视频传输方法，包括以下具体步骤：

正向链路：

1）本级级联节点设备中，第二信号处理模块的调制解调模块接收视频监控装置输出的视频信号，上变频器和功率放大器将调制解调模块的输出信号放大成射频信号，通过上联天线将射频信号发射至下一个级联节点设备；

2）接收射频信号的级联节点设备通过第一信号处理模块的下联天线接收射频信号后，通过双工器将射频信号输送至低噪声放大器进行放大，放大后的射频信号经由下变频器变频后输入调制解调模块进行解调；

3）解调后的信号和视频监控装置输出的本地视频信号通过IP交换模块一起进入第二信号处理模块的调制解调模块进行调制，调制后的信号通过上变频器、功率放大器进行放大，放大后的射频信号通过上联天线发送至下一个级联节点设备；

4）重复步骤2-3直至射频信号到达接收终端；

反向链路：

1’）控制信号经由本级级联节点设备的第一信号处理模块的调制解调模块输入上变频器进行变频，变频后的控制信号经过功率放大器放大后通过下联天线发射至上一个级联节点设备；

2’）接收控制信号的级联节点设备通过第二信号处理模块的上联天线接收控制信号后，通过双工器将控制信号输入低噪声放大器进行放大，放大后的控制信号经由下变频器变频后输入调制解调模块进行解调；

3’）解调后的控制信号通过IP交换模块进入本地处理，或者通过IP交换模块进入第一信号处理模块的调制解调模块进行调制，调制后的信号通过上变频器、功率放大器进行放大，放大后的控制信号通过上联天线发送至下一个级联节点设备；

4’）重复步骤2’-3’。

本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：

综合成本低，性能更稳定。只需一次性投资，无须挖沟埋管，特别适合室外距离较远及已装修好的场合。在许多情况下，用户往往由于受到地理环境和工作内容的限制，例如山地、港口和开阔地等特殊地理环境，对有线网络、有线传输的布线工程带来极大的不便，采用有线的施工周期将很长，甚至根本无法实现。这时，采用无线监控可以摆脱线缆的束缚，有安装周期短、维护方便、扩容能力强，迅速收回成本的优点。

组网灵活，可扩展性好，即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中，不需要为新建传输铺设网络、增加设备，轻而易举地实现远程无线监控。

维护费用低。无线监控维护由网络提供商维护，前端设备是即插即用、免维护系统。

无线监控系统是监控和无线传输技术的结合，它可以将不同地点的现场信息实时通过无线通讯手段传送到无线监控中心，并且自动形成视频数据库便于日后的检索。

在无线监控系统中，无线监控中心实时得到被监控点的视频信息，并且该视频信息是连续、清晰的。在无线监控点，通常使用摄像头对现场情况进行实时采集，摄像头通过无线视频传输设备相连，并通过由无线电波将数据信号发送到监控中心。

支持视频信号的高速传输，视频信号的传输速度可以达到400M/s。

还可以如QPSK，16QAM，64QAM，128QAM等多种支持编码方式。

附图说明

图1为本发明所述级联节点设备的结构示意图。

图2为本发明所述高速无线级联数字视频传输网络的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

实施例1

用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备，如图1所示，包括上联天线4、下联天线3、与下联天线3相连接的第一信号处理模块1、与上联天线4相连接的第二信号处理模块2，连接第一信号处理模块1、第二信号处理模块2和视频监控装置6的IP交换模块5，其中，

上联天线4和下联天线3分别用于发射或者接收射频信号，其中，下联天线3用于接收正向链路上的信号和发送反向链路上的信号；上联天线4用于发送正向链路上的信号和接收反向链路上的信号。

第一信号处理模块1和第二信号处理模块2用于正向链路和反向链路上信号的调制解调。具体而言，正向链路上的信号通过第二信号模块2转换为基带信号，第一信号处理模块1将通过IP交换模块5交换得到的基带信号转换为高频的射频信号；反向链路上的信号通过第一信号处理模块1转换为基带信号，第二信号处理模块2将通过IP交换模块5交换得到的基带信号转换为高频的射频信号。

IP交换模块5用于第一信号处理模块1和第二信号处理模块2之间的数据交换，以及第一信号处理模块1与视频监控装置6或者第二信号处理模块2与视频监控装置6之间的数据交换。

第一信号处理模块1或者第二信号处理模块2包括双工器16、上变频器7、功率放大器8、下变频器9、低噪声放大器10、调制解调模块11、CPU控制模块12，其中，

双工器16与功率放大器8和低噪声放大器10相连接，并与上联天线4或者下联天线3相连接，双工器16用于上联天线4与功率放大器8和低噪声放大器10之间，下联天线3与功率放大器8和低噪声放大器10之间的信号的发送和接收。

上变频器7分别与功率放大器8、调制解调模块11相连接，上变频器7用于将调制解调模块11输出的信号变频为高频信号，功率放大器8用于对高频信号进行放大。

下变频器9分别与低噪声放大器10、调制解调模块11相连接，低噪声放大器10对双工器16所接收的射频信号进行放大，下变频器9将放大后的射频信号进行变频并输入调制解调模块11。

调制解调模块11连接IP交换模块5，用于基带信号的调制和射频信号的解调。

CPU控制模块12连接IP交换模块5，用于控制调制解调模块11的工作方式，CPU控制模块12由ARM芯片实现，可以控制调制解调模块11进行工作方式的切换。

一种高速无线级联数字视频传输网络，由上述级联节点设备级联而成，如图2所示，所述高速无线级联数字视频传输网络包括一个或者多个串联的级联节点设备13、与级联节点设备13相连接的接收终端14，接收终端14包括用于视频解码的解码器15。特别地，多个串联的级联节点设备13中，前端的第一个级联节点设备13只需发射视频信号和接收控制信号，不包括第一信号处理模块1，后端的最后一个级联节点设备13只需接收视频信号和发射控制信号，因此只需要下联天线4和第一信号处理模块1，不包括第二信号处理模块2。

整个系统的信号链路分为正向链路和反向链路。定义从链路上任一个级联节点设备13到解码器15的信号链路为正向链路，正向链路中所传输的是视频监控装置6所摄录的视频信号；从解码器15到链路上任一个级联节点设备13的信号链路为反向链路，反向链路中所传输的是由解码器15发送的控制信号。

上述高速无线级联数字视频传输网络应用以下的视频传输方法，包括以下具体步骤：

正向链路：

1）本级级联节点设备13中，第二信号处理模块2的调制解调模块11接收视频监控装置6输出的视频信号，上变频器7和功率放大器8将调制解调模块11的输出信号放大成射频信号，通过上联天线4将射频信号发射至下一个级联节点设备13。

2）接收射频信号的级联节点设备13通过第一信号处理模块1的下联天线3接收射频信号后，通过双工器16将射频信号输送至低噪声放大器10进行放大，放大后的射频信号经由下变频器9变频后输入调制解调模块11进行解调。

3）解调后的信号和视频监控装置6输出的本地视频信号通过IP交换模块5一起进入第二信号处理模块2的调制解调模块11进行调制，调制后的信号通过上变频器7、功率放大器8进行放大，放大后的射频信号通过上联天线4发送至下一个级联节点设备13。

4）重复步骤2-3直至射频信号到达接收终端14。

反向链路：

1’ ）控制信号经由本级级联节点设备13的第一信号处理模块1的调制解调模块11输入上变频器7进行变频，变频后的控制信号经过功率放大器8放大后通过下联天线3发射至上一个级联节点设备13。

2’ ）接收控制信号的级联节点设备13通过第二信号处理模块2的上联天线4接收控制信号后，通过双工器16将控制信号输入低噪声放大器10进行放大，放大后的控制信号经由下变频器9变频后输入调制解调模块11进行解调。

3’ ）解调后的控制信号通过IP交换模块5进入本地处理，或者通过IP交换模块5进入第一信号处理模块1的调制解调模块11进行调制，调制后的信号通过上变频器7、功率放大器8进行放大，放大后的控制信号通过上联天线4发送至下一个级联节点设备13。

4’ ）重复步骤2’-3’。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (5)

1.一种用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备，其特征在于，包括上联天线（4）、下联天线（3）、与下联天线（3）相连接的第一信号处理模块（1）、与上联天线（4）相连接的第二信号处理模块（2），连接第一信号处理模块（1）、第二信号处理模块（2）和视频监控装置（6）的IP交换模块（5），其中，

下联天线（3）用于接收正向链路上的信号和发送反向链路上的信号；

上联天线（4）用于发送正向链路上的信号和接收反向链路上的信号；

第一信号处理模块（1）和第二信号处理模块（2）用于正向链路和反向链路上信号的调制与解调；

IP交换模块（5）用于第一信号处理模块（1）和第二信号处理模块（2）之间的数据交换，以及第一信号处理模块（1）或者第二信号处理模块（2）与视频监控装置（6）之间的数据交换。

2.根据权利要求1所述的用于高速无线级联数字视频传输网的级联节点设备，其特征在于，所述第一信号处理模块（1）或者第二信号处理模块（2）包括双工器（16）、上变频器（7）、功率放大器（8）、下变频器（9）、低噪声放大器（10）、调制解调模块（11）、CPU控制模块（12），其中，

双工器（16）与功率放大器（8）和低噪声放大器（10）相连接，第一信号处理模块（1）的双工器（16）与下联天线（3）相连接，第二信号处理模块（2）的双工器（16）与上联天线（4）相连接；

上变频器（7）分别与功率放大器（8）、调制解调模块（11）相连接，上变频器（7）用于将调制解调模块（11）输出的信号变频为高频信号，功率放大器（8）用于对高频信号进行放大；

下变频器（9）分别与低噪声放大器（10）、调制解调模块（11）相连接，低噪声放大器（10）对双工器（16）所接收的射频信号进行放大，下变频器（9）将放大后的射频信号进行变频并输入调制解调模块（11）；

调制解调模块（11）连接IP交换模块（5），用于信号的调制解调；

CPU控制模块（12）连接IP交换模块（5），用于控制调制解调模块（11）的工作方式。

3.一种使用权利要求1或者2所述级联节点设备得到的高速无线级联数字视频传输网络，其特征在于，所述高速无线级联数字视频传输网络包括一个或者多个串联的级联节点设备（13）、与级联节点设备（13）相连接的接收终端（14），接收终端（14）包括用于视频解码的解码器（15）。

4.根据权利要求3所述高速无线级联数字视频传输网络，其特征在于，多个串联的级联节点设备（13）的任一端与接收终端（14）相连接；该多个串联的级联节点设备（13）一端的级联节点设备（13）不包括第一信号处理模块（1），另一端的级联节点设备（13）不包括第二信号处理模块（2）。

5.一种应用权利要求3或者4所述高速无线级联数字视频传输网络的视频传输方法，包括以下具体步骤：

正向链路：

1）本级级联节点设备（13）中，第二信号处理模块（2）的调制解调模块（11）接收视频监控装置（6）输出的视频信号，上变频器（7）和功率放大器（8）将调制解调模块（11）的输出信号放大成射频信号，通过上联天线（4）将射频信号发射至下一个级联节点设备（13）；

2）接收射频信号的级联节点设备（13）通过第一信号处理模块（1）的下联天线（3）接收射频信号后，通过双工器（16）将射频信号输送至低噪声放大器（10）进行放大，放大后的射频信号经由下变频器（9）变频后输入调制解调模块（11）进行解调；

3）解调后的信号和视频监控装置（6）输出的本地视频信号通过IP交换模块（5）一起进入第二信号处理模块（2）的调制解调模块（11）进行调制，调制后的信号通过上变频器（7）、功率放大器（8）进行放大，放大后的射频信号通过上联天线（4）发送至下一个级联节点设备（13）；

4）重复步骤2-3直至射频信号到达接收终端（14）；

反向链路：

1’）控制信号经由本级级联节点设备（13）的第一信号处理模块（1）的调制解调模块（11）输入上变频器（7）进行变频，变频后的控制信号经过功率放大器（8）放大后通过下联天线（3）发射至上一个级联节点设备（13）；

2’）接收控制信号的级联节点设备（13）通过第二信号处理模块（2）的上联天线（4）接收控制信号后，通过双工器（16）将控制信号输入低噪声放大器（10）进行放大，放大后的控制信号经由下变频器（9）变频后输入调制解调模块（11）进行解调；

3’）解调后的控制信号通过IP交换模块（5）进入本地处理，或者通过IP交换模块（5）进入第一信号处理模块（1）的调制解调模块（11）进行调制，调制后的信号通过上变频器（7）、功率放大器（8）进行放大，放大后的控制信号通过上联天线（4）发送至下一个级联节点设备（13）；

4’）重复步骤2’-3’。

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