铁路应急视频采集与传输系统的研究

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铁路一直都是保障我国经济建设高速进行的大动脉。在我国的经济建设中发挥了不可代替的重要作用。大宗货物的运输都是铁路在承担。例如客运、货运、煤炭、粮食、民用、军用等等。现在,随着全国铁路第6次大提速和时速300公里以上高速动车组的开行,标志着铁路运输装备、技术水平已经产生质的飞跃。同时,铁路的飞速发展对铁路应急抢险通信系统也提出了新的要求即:在更短的时间内发现事故,处理事故,恢复运行。因此,开发建设能使指挥中心直视、直控事件现场的铁路应急视频无线传输指挥系统已迫在眉睫。本文在分析了现代铁路专网的基础上得出了采用H.264视频压缩标准的无线视频通信系统是可行的结论。本文首先分析了铁路电磁环境和OFDM在这种电磁环境下信道衰落的特性,并在此基础上分析了OFDM信道衰落特性对视频数据的影响特点。然后根据以上分析,提出了一种H.264抗干扰措施与OFDM相结合的策略。根据这种策略设计了一种新的交织方式。这种交织方式主要包括了:视频数据slice串/并变换和整形,信道估计信息、的接收与统计,交织方式的判决与同步,序列参数集信息、图像信息、与信道估计信息在带外信道中的通信协议等。运用Matlab/Simulink仿真软件建立基于铁路电磁干扰特点的OFDM仿真模型,并在此基础上设计新交织方式的功能模块,主要包括视频数据slice串并变换和整形功能模块、信道估计信息的接收与统计功能模块、交织方式的判决与同步功能模块、序列参数集信息、、图像信息与信道估计信息在带外信道中的通信协议功能模块,这些功能模块组成了基于新策略的交织器。将带有新交织器的OFDM仿真模型与带有一般交织器的OFDM仿真模型进行不同电磁环境下的对比仿真。仿真结果表明,在不同信噪比和多普勒效应下,带有新交织器的OFDM仿真模型的误码率较小,而PSNR值较高。证明带有新交织器的OFDM仿真模型传输的视频质量要优于带有一般交织器的OFDM仿真模型。验证了本文提出的H.264抗干扰措施与OFDM相结合的策略能够提高系统整体的抗干扰性,体现本策略的优越性。最后,本文对试验数据进行分析和总结,提出丁今后的改进方向和改进方法,希望能在今后的实际应用中有更好的效果。
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