无线视频监控面临的问题及解决方案

为了建立起基于无线网络、规范标准、大规模、低成本、可运营的视频监控系统，推动视频监控相关产业链快速形成，引领无线视频监控产业发展，需要解决以下关键技术问题：

· 端到端QoS保障：相比有线网，无线网络带宽窄、抖动大、迟延长，端到端图像质量难保障，业务质量较难满足用户需求;

· NAT穿越：无线网络与用户局域网之间往往存在异构网络的NAT穿越问题。

解决方案

1、端到端QoS保障

针对端到端QoS保障出现的问题，一般可以采取以下解决方案：

· 无线视频监控终端产品研发：为提高网络上行速率，研发融合具备更大上行速率网络模块的新颖监控产品;

· 自适应编码优化：根据网络抖动状况，通过对分辨率、帧率、图像质量等图像编码参数进行优化，对输出码流进行网络自适应调整，降低丢包率;

· 自适应传输优化：针对无线网络抖动，优化传输模块算法，优化冗余传输及丢包重传机制，降低丢包对视频质量的影响。

相比3G网络，WiFi具备提供大流量、高速率无线数据接入方面明显的技术优势，微波传输一般针对项目进行点对点带宽设计，目前，WiFi和微波传输暂时不存在实际使用中网络上行速率的瓶颈。在3G网络，特别是在TD-SCDMA制式下，研发融合具备更大上行速率网络模块的无线视频监控终端产品，具备现实的意义。如采用下一章的多流技术或通过以下多种方式将HSUPA芯片集成到视频采集设备中，包括：

· B2B接口;

· mini PCI-E接口，如下图所示;

· 邮票孔(36管脚)接口;

· USB接口;

(1) 自适应编码优化处理流程。

· 媒体服务器向编码器动态反馈接收到的码率，编码器根据链路情况动态调整输出的码流;

· 编码器对输出流量进行完全整形，减少突发;

· 媒体服务器对接收的报文进行乱序重整，减少抖动;

· 客户端向媒体服务器动态反馈接收到的码率，媒体服务器根据链路情况进行拥塞避免;

· 媒体服务器对输出流量进行整形，减少突发;

· 客户端对接收的报文进行乱序重整，减少抖动。

(2)自适应传输优化。

报文组丢失数据可通过RS算法恢复时，则直接恢复;报文组丢失数据无法通过RS恢复时，则通过Selective ARQ机制请求发送端重传，主要针对UDP传输模式，TCP自带重传机制。

2、NAT穿越

用户NAT种类多样、配置复杂，如何解决NAT穿越问题，保障视频监控业务的顺利使用，是无线视频监控系统实施时需要认真考虑的问题，解决NAT穿越问题的主要方案包括：

方案1：服务器中转信令与媒体

方案描述：服务器中转方案中，监控前端摄像机与客户端设备分别与监控平台建立连接，由平台对视频流进行调度转发。

(1)优点

· 可以解决前端以及客户端的任何NAT的类型;

· 可以简单实现组播、广播等应用场景。

(2)缺点

· 服务器中转业务流不能满足部分客户的需求;

· 服务器中转带来迟延增加，体验降低。

方案2：客户端与前端点对点媒体传输方案

方案描述：旨在解决市场需求中客户端与前端直接建立媒体通道的要求，设立NAT中转服务器，通过它令客户端、前端了解自身网络环境状态，以便于双方建立媒体链接。

(1)优点

· 无需平台中转，避免数据泄漏等业务风险;

· 点对点媒体传输，传输迟延缩短。

(2)缺点

· 无法穿越对称型NAT。

常见无线视频监控系统NAT穿越主要解决方案：

无线视频监控传输优化

随着3G技术的发展，数据业务对网络带宽提出了更高的需求，普通的3G峰值速率已经不能满足用户对于无线带宽的需求，尤其TD-SCDMA技术，由于载波带宽的限制，在2：4的时隙配比下，网络仅能提供上行256kbps、下行1.68Mbps的峰值速率，即使引入HSUPA技术，也仅能提供上行560kbps的峰值速率，远远不能满足TD-SCDMA业务发展的需要。

针对TD-SCDMA带宽不足的问题，目前业界尚无很好的解决办法，主要的尝试包括如下。

· 推出用于视频监控业务的双卡终端：期望两张SIM卡同时为一个用户服务。该解决方案的缺陷在于：缺乏与网络侧的沟通机制，网络侧可能将该终端的两张SIM卡分配于同一载波上，如此则不会带来容量的提升;

· 双载波捆绑技术：由于芯片技术尚不成熟，短期内无法引入。

方案设计

无线视频监控终端侧通过数据的整合、分解模块，将发送的数据分解为多个数据流，网络侧采用多流调度机制，并且不同数据流采用不同载波承载，网络侧接收信号后将分解的多流数据进行整合。