蘇廣軍

（山東省濟(jì)寧市人民防空辦公室，山東 濟(jì)寧 272000）

COFDM技術(shù)是目前世界上最先進(jìn)和最具發(fā)展?jié)摿Φ恼{(diào)制技術(shù)。其基本原理是將高速數(shù)據(jù)流通過串并轉(zhuǎn)換，分配到傳輸速率較低的若干子信道中進(jìn)行傳輸。編碼（C）是指信道編碼采用編碼率可變的卷積編碼方式，以適應(yīng)不同重要性數(shù)據(jù)的保護(hù)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(gè)基本震蕩頻率的整數(shù)倍；復(fù)用（M）指多路數(shù)據(jù)源相互交織地分布在上述大量載波上，形成一個(gè)頻道，因此常常會(huì)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(zhì)中。

1 COFDM無線圖像傳輸系統(tǒng)特點(diǎn)

1.1 適合在城區(qū)、城郊、建筑物內(nèi)等非通視和有阻擋的環(huán)境中應(yīng)用，表現(xiàn)出卓越的“繞射”“穿透”能力。

傳統(tǒng)的微波設(shè)備，必須在通視條件（既收發(fā)兩點(diǎn)之間必須無阻擋）下才能建立鏈路，所以使用中受環(huán)境制約，需要提前考察環(huán)境，擬定、實(shí)測(cè)收發(fā)點(diǎn)。即使成功“布點(diǎn)”，天線定向、線纜布置等工作也相當(dāng)煩瑣，不僅直接限制視音頻源的獲取、傳輸，而且系統(tǒng)的可靠性、工作效率也大打折扣。

COFDM無線圖像設(shè)備則徹底改變了這種局面。因其多載波等技術(shù)特點(diǎn)，COFDM設(shè)備具備“非視距”、“繞射”傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，在城區(qū)、山地、建筑物內(nèi)外等不能通視及有阻擋的環(huán)境中，該設(shè)備能夠以高概率實(shí)現(xiàn)圖像的穩(wěn)定傳輸，不受環(huán)境影響或受環(huán)境影響小。其收發(fā)兩端一般采用全向天線，無須預(yù)先“踩點(diǎn)”、“定向”、布設(shè)繁雜的視音頻輸入、輸出電纜，視音頻源的采集端、接收端可根據(jù)現(xiàn)場情況及指揮的要求自由活動(dòng)。系統(tǒng)簡單、可靠，應(yīng)用靈活。

1.2 適合高速移動(dòng)中傳輸，可應(yīng)用于車輛、船舶、直升機(jī)/無人機(jī)等平臺(tái)。

對(duì)于大多數(shù)行業(yè)而言，無線圖像的一般應(yīng)用模式是：視音頻前端采集-接入點(diǎn)（車、船、機(jī)）--視音頻處理中心（一般通過有線鏈路或衛(wèi)通）。所以車輛、船舶、直升機(jī)/無人機(jī)等平臺(tái)是系統(tǒng)非常重要的組成部分，其核心的功能之一就是實(shí)時(shí)接入前端的圖像。

適合高速數(shù)據(jù)傳輸，速率一般大于4M bps-24Mbps[根據(jù)調(diào)制方式而定]，滿足高質(zhì)量視音頻的傳輸。高質(zhì)量的視音頻除對(duì)攝像機(jī)的要求外，對(duì)編碼流、信道速率要求十分高。一般的數(shù)字微波，擴(kuò)頻微波傳輸中，雖然采用MPEG2編碼，但信道多采用2M速率，如E1，使得解碼后的圖像分辨率一般為352×288，無法滿足后期圖象分析、存儲(chǔ)、編輯等要求。

COFDM技術(shù)每個(gè)子載波可以選擇QPSK、16QAM、64QAM等高速調(diào)制，合成后的信道速率一般均大于4M bps。因此，可以傳輸MPEG2中4:2:0、4:2:2等高質(zhì)量編解碼，接收端圖像分辨率可達(dá)到576×720滿足后期分析、存儲(chǔ)、編輯等要求。

1.3 在復(fù)雜電磁環(huán)境中，COFDM具備優(yōu)異的抗干擾性能。

對(duì)抗頻率選擇性衰落或窄帶干擾及信號(hào)波形間的干擾性能優(yōu)越，通過各個(gè)子載波的聯(lián)合編碼，具有很強(qiáng)的抗衰落能力。在單載波系統(tǒng)中（如數(shù)字微波，擴(kuò)頻微波等），單個(gè)衰落或干擾能夠?qū)е抡麄€(gè)通信鏈路失敗，但是在多載波COFDM系統(tǒng)中，僅僅有很小一部分子載波會(huì)受到干擾，并且這些子信道還可以采用糾錯(cuò)碼來進(jìn)行糾錯(cuò)，確保傳輸?shù)牡驼`碼率。

裝備了COFDM技術(shù)的無線圖傳人防機(jī)動(dòng)指揮車，能夠確保高速移動(dòng)、抗衰落及多徑干擾下的穩(wěn)定傳輸與實(shí)時(shí)監(jiān)控（移動(dòng)速率可達(dá)150公里/小時(shí)），提供廣播級(jí)DVD質(zhì)量的高清晰圖像，強(qiáng)大的非視距傳輸能力，非常適合稱為難度極大的“峽谷通信”的城市阻擋環(huán)境應(yīng)用，無需天線定向。實(shí)現(xiàn)音視頻數(shù)字化傳輸，實(shí)時(shí)圖像傳輸，采集發(fā)射端體積小，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，靈活方便，單兵式鏈路傳輸距離，市區(qū)可以達(dá)到3KM-5KM?；緜鬏斂蛇_(dá)5KM-50KM。

2 COFDM無線圖傳在人防應(yīng)急通信中的應(yīng)用

公共安全突發(fā)性事件一般包括：戰(zhàn)爭、地震、臺(tái)風(fēng)、洪澇、特大交通安全事故、飛機(jī)失事、火車出軌、客輪遇險(xiǎn)、特大建筑質(zhì)量安全事故、民用爆炸物品和危險(xiǎn)化學(xué)品特大事故、生物恐怖事件、山體崩塌滑坡、其他特大安全事故等。

這類重大突發(fā)性事件的共同特點(diǎn)一是突然性，二是沒有預(yù)見性或難以預(yù)見。因此我們必須在平時(shí)制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)預(yù)案，以加強(qiáng)對(duì)此類事件的監(jiān)控；除避免事件發(fā)生外，一個(gè)重要目的是：對(duì)突發(fā)事件順利實(shí)施應(yīng)急救援和監(jiān)控。信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用是應(yīng)急救援預(yù)案設(shè)置工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是保證突發(fā)事件應(yīng)急指揮和處理所必須的硬件。只有在一個(gè)有效、高速、安全的現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)上才能實(shí)現(xiàn)快速反應(yīng)，從而達(dá)到應(yīng)急指揮和監(jiān)控的目的。

人防應(yīng)急通信不同于常規(guī)通信，往往是在公用通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到、遭遇戰(zhàn)爭或突發(fā)事件破壞、失去部分效力等特殊情況下才派上用場，具有一定的突發(fā)性、復(fù)雜性，要求通過各種傳輸手段和組網(wǎng)方式，提供臨時(shí)、有效的解決方案，成為公用網(wǎng)絡(luò)的延伸、補(bǔ)充或自成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)特殊情況下的通信暢通無阻。目前專用于應(yīng)急搶險(xiǎn)通信的設(shè)備很少，且基本上是針對(duì)公網(wǎng)設(shè)計(jì)的，無法滿足各行業(yè)用戶及專網(wǎng)用戶對(duì)應(yīng)急通信的的一些特殊要求。同時(shí)普通的應(yīng)急通信設(shè)備通常只提供或有線或無線的窄帶的基于語音的通信方式。 COFDM無線圖像傳輸設(shè)備是目前既能有效改善應(yīng)急現(xiàn)場傳輸條件，又能滿足應(yīng)急現(xiàn)場較高的通信需求，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、話音、動(dòng)圖實(shí)時(shí)傳送較為理想的應(yīng)急通信設(shè)備。

人防應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)一般包括固定指揮通信部分和機(jī)動(dòng)指揮通信部分，機(jī)動(dòng)部分由背負(fù)式單兵、小型信息采集車和中型信息保障車組成。在事發(fā)現(xiàn)場或其他重要場合，靈活機(jī)動(dòng)的背負(fù)式單兵把在最前端采集到的圖像和語音信息通過無線圖傳方式傳到一定距離（覆蓋范圍3KM-5KM）外的小型信息采集車；小型信息采集車（覆蓋范圍5KM-20KM）可將自身采集的圖像和語音信息或背負(fù)式單兵傳來的信息在車內(nèi)的監(jiān)視器進(jìn)行圖像信號(hào)的顯示，同時(shí)通過無線圖傳方式有選擇的傳給中型信息保障車；中型信息保障車（覆蓋范圍5KM-50KM）可將自身采集的圖像和語音信息或小型信息采集車傳來的信息在指揮車內(nèi)的監(jiān)視器進(jìn)行圖像信號(hào)的顯示，同時(shí)通過無線圖傳方式有選擇的傳給固定指揮中心，從而實(shí)現(xiàn)快速、靈活的現(xiàn)場指揮調(diào)度。

把圖像監(jiān)控系統(tǒng)安裝在可以高速移動(dòng)和機(jī)動(dòng)的人防指揮車上，這就將應(yīng)急指揮的監(jiān)控范圍和應(yīng)急程度大大提高，由無線數(shù)字圖像傳輸電臺(tái)組成的人防車載圖像傳輸系統(tǒng)，主要目的是用于應(yīng)急指揮中心對(duì)機(jī)動(dòng)指揮車輛以及機(jī)動(dòng)指揮車之間的數(shù)據(jù)語音和圖像實(shí)時(shí)傳輸。使指揮機(jī)關(guān)和領(lǐng)導(dǎo)能在指揮中心或在辦公室中甚至首長車內(nèi)看到實(shí)時(shí)傳輸?shù)默F(xiàn)場圖像，如親臨現(xiàn)場，及時(shí)了解重大突發(fā)事件現(xiàn)場實(shí)況，做出準(zhǔn)確的分析判斷，達(dá)到實(shí)時(shí)指揮，提高決策系統(tǒng)的快速準(zhǔn)確性，增強(qiáng)快速反應(yīng)能力、指揮能力和突發(fā)事件的處置能力。因此保證信息的可靠、安全和實(shí)時(shí)快速傳輸是該系統(tǒng)的核心要求。無線數(shù)字圖像通信系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)于提高人防應(yīng)急指揮快速反應(yīng)能力，打擊恐怖活動(dòng)，打擊各種犯罪，維護(hù)社會(huì)安定，保障人民生活安全，有效處理各種突發(fā)事件，具有重要的社會(huì)意義。

3 在人防應(yīng)急通信中使用COFDM無線圖傳設(shè)備應(yīng)注意的問題

為了提高人防應(yīng)急通信系統(tǒng)的可靠性，通常在人防機(jī)動(dòng)指揮車中配備短波電臺(tái)、超短波電臺(tái)等無線電設(shè)備，因此，為避免各無線電設(shè)備之間的相互干擾，在選配COFDM無線圖傳設(shè)備工作頻率時(shí)，應(yīng)與其它無線電設(shè)備留有足夠的頻差。背負(fù)式單兵與小型信息采集車和中型信息保障車無線圖傳設(shè)備的工作頻率應(yīng)根據(jù)無委會(huì)管理規(guī)定和當(dāng)?shù)仉姶怒h(huán)境合理規(guī)劃，避免相互干擾。

COFDM無線視頻傳輸技術(shù)在視頻傳輸中的作用很大，它可實(shí)現(xiàn)固定-固定、固定-移動(dòng)，移動(dòng)-移動(dòng)間的傳輸，機(jī)動(dòng)靈活，能彌補(bǔ)有線網(wǎng)絡(luò)的不足；適于傳輸高帶寬、高碼流、高畫質(zhì)的音視頻；有優(yōu)異的抗干擾、抗衰落能；有卓越的“繞射”與“穿透”能力；信道利用率高等，因而特別適于在人防應(yīng)急指揮通信中應(yīng)用。

[1]劉剛.COFDM傳輸系統(tǒng)中同步技術(shù)的研究[J].西安電子科技大學(xué)，2001-01-01.