计算平台的移动性
网络断接频繁性
网络条件的多样性
网络通信的非对称性
移动计算平台电源能力的有限性
低可靠性
系统的高伸缩性等
通信与信息系统，信号与信号处理的区别：
1、研究方向。
（1）信号与信号处理专业，主要研究方向包括：信号与信息处理的基础理论研究；水声目标探测与识别技术；水声信号传输与多传感器信息一体化处理；无线通信及其网络理论与技术；情感计算与面向图像与语音的智能信息处理。
（2）通信与信息系统专业，主要研究方向包括：移动通信网络与系统理论及应用；宽带无线传输与多址技术；现代信号处理及其在移动通信中的应用；短距离无线通信与泛在网络；信息理论与编码。
2、就业前景。
（1）通信与信息系统专业，在通信领域中从事研究、设计、制造、运营及在国民经济各部门和国防工业中从事开发、应用通信技术与设备的高级工程技术。
（2）信号与信号处理专业，毕业生可从事电子与通信、金融、商贸等企业的信息技术管理及电脑软硬件研发工作;进入通信与信息技术科研机构和教学部门从事科研与教学工作，政府公务员等。
(2)基于无线网络环境下信息熵扩展阅读：
通信与信息系统研究的主要对象是以信息获取、信息传输与交换、信息网络、信息处理及信息控制等为主体的各类通信与信息系统。它所涉及的范围很广，包括电信、广播、电视、雷达、声纳、导航、测量、控制等领域，以及军事和国民经济各部门的各种信息系统。
信号与信息处理属于一级学科信息与通信工程下设的二级学科。当前信息技术的核心学科，为通信、计算机应用、以及各类信息处理技术提供基础理论、基本方法、实用算法和实现方案。
通信与信息系统硕士学位获得者应具有坚实、深厚的理论基础，深入了解国内外通信与信息系统方面的新技术和发展动向，系统、熟练地掌握现代通信领域的专业知识，具有创造性地进行理论与新技术的研究能力，具有独立地研究、分析与解决本专业技术问题的能力，并具有一定的组织才能。
C. 家庭智能楼宇系统设计
系统整体结构设计与工作原理
目前楼宇门禁装置大多为一个简单的可控电子开
关,一般采取语音对话的有线控制方式,不具备可视化
能力和无线控制能力,其存在交互效果差、有线网络布
线繁琐、智能化程度不够高的缺点。随着视频编、解
码技术和无线传输技术的快速发展,智能化楼宇系统也
得到了快速的发展。嵌入式无线网络产品以其体积
小、成本低、使用灵活方便等优点,得到了越来越广泛
的应用。随着市场上智能化楼宇的不断升温,门铃系统
已作为智能化办公室和智能化小区的一个重要组成部
分。
本研究介绍的智能小区无线可视化门铃系统正是
在这样的应用前景下,基于802.11无线网络协议进行设
计的。
如图1所示,该系统采用低功耗、高性能的嵌入式
IDT RC32434作为主控芯片,使用VW2010芯片进行硬
实时编解码以提高编解码效率,采用PHILIPS公司的
BGW200无线芯片进行音视频码流的转发控制。整个
系统由服务器端和客户端两部分组成,主要实现音频视
频数据采集和高质量编解码以及无线网络传输功能。
●服务器端工作原理
由CCD Sensor和音频端口进来的输入信号,经过视
频A/D和音频A/D转换后,进行MPEG4视频编码和
MPEG MP3音频编码。编码后的视音频码流送到网络
复用模块打包后,将压缩编码后的数据流经过802.11x
无线网络送到客户端。如下图1所示:
系统客户端工作原理
由无线网络接收的音视频码流数据,经过网络解复
用模块解复用后,获得的视频码流和音频码流分别送至
视频解码模块和音频解码模块进行MPEG4视频解码和
MP3音频解码。解码后的数据经过视频模拟编码、D/A
和音频D/A转换后送到可视终端显示。如下图2所示:
系统的硬件设计主要分四个部分:主控制系统、音
视频采集系统、多媒体编解码系统、无线网络系统。
它是一款64位MIPS,内部集成了NAND Flash控制器
(FlashC)、32位PCI总线控制器(PCIC)、4通道DMA控制器、
4通道SDRAM控制器(SDRAMC)、外部总线控制器(EBUSC)、
外部总线接口(E—BUSI)以及2个通用串口等,并通过内部总
线对它们分别进行控制。该芯片提供高达400MHz的频率
集成了标准外围元件互连(PCI)接口,可与802.11a/b/g和串行
Ⅵ、等先进外围设备连接。处理速度快,功能强,性价比高,
能很好满足嵌入式ucLinux系统的需求。
SAA 7110是Philips公司生产的可编程前端视频解码
器,它可将输入的视频模拟信号转换为YUV数字信号。其
内部包含三路模拟处理通道,能实现视频源的选择,数据
输出格式有YUV 4:1:1(8bit)和YUV4:2:2(8bit)两种。它还包
括抗混叠滤波,A/D转换,自动嵌位,自动增益控制,时钟产
生,多制式解码及亮度、对比度和饱和度的控制等功能。
该系统采用VW2010作为多媒体编解码芯片,它是一种
实时MPEG-4音视频压缩/解压芯片。其片内集成有3个信
号处理/控制单元,包括一个视频编码(压缩)器、一个视频解
码(解压)器和一个片内CPU(内部扩展一个音频编码DSP、一
个音频解码DSP、一个多路复合单元和一个多路解复合单元
。具有可编程、高性能和低功耗特点,因为每个信号处理/控
制单元都由一个RISC处理器和专用的硬件加速器构成。
无线模块采用的芯片是PHILIPS公司的BGW200,该芯
片通过高速串口SPI2与处理器的SPI1口连接。SPI(Seria
Peripheral Interface,串行外设接口)是一种同步外设接口,允
许MCU与各种外围设备以串行方式进行通信、数据交
换。当IDTRC32434与BGW200之间互相通信时只能通过
BGW200的SPI2口进行,此时IDT RC32434是主(HOST),
BGW200是从机(SLAVE),传输的时钟由HOST控制。
本系统软件设计按层次划分主要分为三层:系统初始化
引导和嵌入式系统内核移植、外设驱动程序编写(包括USB摄
像头驱动、无线网络模块驱动等)、数据采集与无线传输。
虽然Linux内核小、效率高,但嵌入式系统的硬件资源
毕竟有限,因此不能直接把Linux作为操作系统,要针对具体的
三、硬件设计
四、软件设计
1、主控芯片采用IDT RC32434
2、CCD摄像头和A/D转换芯片
3、多媒体编解码芯片
4、802.11b芯片
1、系统引导、内核移植和文件系统的建立
应用通过配置内核、裁减shell和嵌入式C库对系统进行定制,
使整个系统能够存放到容量较小的Flash中。嵌入式Linux系
统主要由4个部分组成:引导内核启动的文件(bootloader)、
Linux内核文件(kernel)、虚拟磁盘文件(ramdisk)、用户空间文
件(user)。把它们分别放在DataFlash内的4个分区模块中。对
于不需要动态改变,使用较节省空间的ROMFS只读文件系统;
user模块内需要进行较多的读写操作,所以使用支持动态擦
写保存的JFFS2文件系统。在构建完软件平台后,下面就主
要涉及到USB摄像头驱动和无线驱动模块设计、视频采集
模块和基于802.11无线网络传输模块的程序设计。
2、USB摄像头驱动
搭建好嵌入式Linux的开发环境后,下一步就首要
完成USB摄像头驱动工作。Video4Linux(V4L)是Linux
中关于视频设备的内核驱动,它为针对视频设备的应用
程序编程提供一系列接口函数。对于USB口摄像头,其
驱动程序中提供了基本的I/O操作接口函数open,
read,write,close的实现。当应用程序对设备文件进行系
统调用操作时,Linux内核将通过file-operations结构访
问驱动程序提供的函数。在编译时选取动态加载模式,
确定USB摄像头被正常驱动后,下一步就是使用
Video4Linux提供的API函数集来编写视频采集程序。
3、音视频数据采集
在完成USB摄像头驱动后,就可以针对设备文件
/dev/video进行视频捕捉方面的程序设计。其中用到的
主要函数有:Camera open():用来开启视频设备文件;
Camera get capability():取得设备文件的相关信息;
Camera get picture():获取图像的相关信息;Camera close(
):用来关闭设备文件;Camera grab image():用来抓取图像,
采用mmap方式,直接将设备文件/dev/video0映射到内存,
加速文件I/O操作,还可以使多个线程共享数据。如图3.
4、音视频压缩编解码
获取图像数据后,可以直接输出到FrameBuffer
进行显示,由于本系统要将采集到的音视频通过无线
网络传输出去,所以在传输之前要对原始的图像数据
进行压缩编码,在此选用VW2010芯片来实现MPEG-
4视频编解码方案。和其他标准相比,MPEG-4压缩
比更高,节省存储空间,图像质量更好,特别适合在低
带宽条件下传输视频,并能保持图像的质量。对视频
流进行压缩编码以后,接下来就要实现网络传输部分
的功能。
无线驱动模块的软件架构分为三部分:客户驱动(
client driver)、主机硬件抽象层(HHAL)、主机操作系统
抽象层(HOSAL)。设备驱动程序本质上来说就是一组
相关函数的集合。它利用结构体file_operations与文件
系统联系起来,内核使用该结构体访问驱动程序的函数,
该数据结构定义再<linux/fs.h>头文件中。在这个数据类
型中,每一个成员变量指向驱动程序中特定操作的函数,
对于没有的操作函数,相应的成员函数可以设置位
NULL。
设备驱动程序通常包含下面3个最主要的部分:(
1)驱动程序的注册和注销;(2)设备的打开和释放;(3)
设备的读写操作。对于需要动态加载的模块,通过执
行Makefile文件,在当前目录会生成目标文件
wireless.o。将目标文件wireless.o下载到已经烧写好的
文件系统中。当目标板重新启动后,运行命令:insmod
wireless.o即可将无线驱动模块链接到内核中。一旦驱
动程序被注册到内核表中,对驱动程序的操作就和它
的主设备号对应起来了。当应用程序对设备文件进行
某种操作时,内核会从file_operations结构中找到并去
调用正确的函数。卸载模块可输入下面的命令:
rmmod wireless.o。
(1)初始化
系统初始化包括对SAA 7110、VW2010、RC32434、
BGW20等芯片的初始化。初始化过程主要包括对一些
数据寄存器、地址寄存器、中断服务寄存器等进行相
应的操作以形成系统运行环境的初始状态。
(2)传输控制策略
上电开始初始化程序后,服务器端USB摄像头的
模拟视频信号在程序控制下通过SAA7110视频解码
芯片完成模数转换,接着mpeg4编码芯片VW2010将
接收的数字图像信号进行DCT变换、量化编码、熵
6、无线网络传输控制过程
编码后,把数据流输出到相应的SDRAM内部的FIFO
中。RC32434MCU在FIFO中查找帧同步标志,如果
找到,判断缓冲区内是否有一帧的数据,如果有则微
处理器读出压缩数据流并发送到BGW20进行扩
频、调制发射出去。客户端初始化过程与服务器端
类似,在系统初始化完毕后通过与服务器端交互,建
立网络连接,并将SDRAM用作硬解码时的数据缓冲
区,采用LCD接口连液晶屏用来显示图像。整个系统
中,由RC32434完成对各器件的初始化、协调整个
系统的工作。
系统采用64位MIPS芯片IDT RC32434作为主控制
器,以VW2010作为MPEG-4编、解码芯片实现网络端口
输入和输出的MPEG-4码流、采用BGW200无线模块进
行音视频数据传输,在uclinux平台上结合先进的多媒体
无线传输技术实现的,结果表明其具有较高的传输效
率、和普遍的门禁设备相比,本系统具有更好的灵活性
与扩展性、交互能力、控制能力更强。而且该无线音
视频传输技术也可广泛用于IP电视、卫星电视、安防
系统、智能楼宇系统和基于MPEG-4标准的数字电视
广播系统中,应用前景十分广阔。
5、无线网络模块驱动
6、无线网络传输控制过程
五、结论
【参考文献】
[1]杜春雷编着,《ARM体系结构与编程》,清华大
学出版社,2003.
管理中心机
，主机
，用户分机
，围墙机
，连网转换器
，中继器，
保护器，
解码器，
电源，
开锁控制器，
综合布线系统
有线电视系统
闭路电视监控系统
门禁系统（含可视对讲）
防盗报警系统
楼宇自控系统
会议系统
广播系统
D. 通信与信息系统，信号与信号处理有什么区别
确切地说
Communication
and
Information
System和Information
and
Signal
Processing
两个的侧重点不一样
前者侧重通信的交互，例如0和1怎么编码（信道编码），还有MIMO等，以及通信网络架构，信道模型等等，侧重点在于交互，通信，而不在乎这信号的内容到底是什么，只负责将0~1准确的交付，所以往往还涉及调制，译码，交织，纠错等等。大致方向是通信原理的延伸。
后者是着重在信号的处理，在这个方向里面是不在乎信号时怎么交互，获取的，而是得到这个信号之后，该做些什么处理，例如图像信号有增强，滤噪，识别，压缩，编解码等等，声音信号也对应的方面，与医学结合的更加紧密，例如图像信号，医学中通过X片拍摄的图像什么的往往都需要做一些处理。，根据不同的信号使用不同的处理方式。还有一些变换的研究。使用领域比较广了，看这个信号是什么就涉及什么领域了。大致方向是离散时间信号处理的延伸
所以，打个比方就是这样的，例如现在的电话网络，前者注重中间的交互（运营商，中移动，中电信，中联通），而后者重在两端的处理（终端生产厂中的信源编码，滤波，均衡）。
呵呵多读一些IEEE中Communication
Society
和Signal
Processing
Society的文章就知道侧重点了。
大概就这些吧，前者是通信的交互，后者是着重在处理上。
前者不管信息代表什么，只需要准确的交付，只在乎0~1，还要考虑吞吐量，冗余量等系统层次的东西。
后者需要根据这些信息代表什么含义，然后通过一定的算法处理，增强，或者识别或者分类等等。着重在处理，因为有着东西不处理根本没发看或者听或者知道其内容。
当然，根据现在的LTE中OFDM，如果使用通信的方式，不同的数字使用不同的频率，那是没办法弄的，但可以使用信号处理的方式进行调制，利用正交性可以节省很多带宽，呵呵说白点就是一个DFT了。
不过国内很多大学两者都差不多，学的都差不多，不过有些细微差别吧。
信源编码处理是放在信息与信号处理，一般在这个大的方向下面会根据处理的信号不同划分，例如多媒体的两个：图像和声音信号，还有一些生物医学与图像的结合。地震信号，弱信号等等。另外一种分类是纯信号的研究，而不是区分信号种类，例如检测，估计，识别等。呵呵当年好像IEEE的SPS总结近十年发展最快的不是移动通信，是深空通信啊，这里面主要涉及弱信号的检测了，由于空间距离非常远，如何检测是一门大学问。
信道编码则是通信与信息系统，即调制解调（如何将0~1有效变成合适的信号进行发送以及接收），吞吐量，星座图，纠错，带宽。反正就是更加系统的层次了。
另外一个Society是Shannon的Information
Theory
Society。研究熵的，从熵的角度也可以推导出来很多类似的解决方案。
在通信与信号处理这个大方向上还有一个方向是电磁场与微波信号，这个就是负责天线，射频的事情了。但老外没有这个专业，因为人家认为麦克斯韦的五个方程一列，电磁场所有问题就Over了。
不过从国内就业上来说，由于目前运营商比较轻松，收入也比较高，所以很大一部分愿意去，从而通信与信息系统的就业会好些。
但对于需要信号处理的地方来说，后者更好，例如图像图形大公司（国外很发达的）。国内暂时没有。
关键还是要看兴趣吧，如果喜欢通信就是交互，如果喜欢处理，则是后者。
或者说如果
通信原理
理解深刻（不是考试成绩好），选前者。
如果
离散时间信号处理
理解深刻（不是考试成绩好），选后者。比如一张
芙蓉姐姐的照片可以经过若干步处理，最后变成美女
E. 利用3G网络进行无线视频通讯的技术原理
20世纪80年代是人们通信和交流方式的第一次质变：异地交流方式，从以往通过纯粹的书信文字方式转变成能够通过实时双向语音进行交流。90年代，移动网络的出现，使得人们的通信和交流方式发生了第二次的质变：从以往通过固定电话进行语音交流的方式转变成可以随时随地进行语音交流的方式。毫无疑问，随着3G时代的到来，将会使人们通信和交流方式发生第三次质变：从以往只能通过语音进行交流转变成可以通过视频进行交流。移动视频通信将会改变这一时代。
首先移动终端的普及以及各3G网络基站的建设为视频通讯提供了硬件上的基础。如今3G网络的覆盖在我国已经相当广泛。其中中国电信能做到90%的村级有3G信号；联通3G几乎保证所有的县级；而移动3G做到地级城市城区，出了城区则有GPRSEDGE。其速率以TD-SCDMA为最慢，下行为2.8Mbps，上行为384kbps：以WCDMA最快，下行为14.4M bps，上行为5.76M bps。与2G 相比，3G数据传输速率的提高让高质量的无线视频成为可能。而移动终端的高速发展和普及更让无线视频通讯的成本降低，使我们每个人都能享受到其中的便利。
其次，H.264协议的3G应用，为无线视频通讯技术提供了软件支持。技术上，它集中了以往标准的优点，并吸收了标准制定中积累的经验与H.263v2（H.263+）或MPEG24简单类（Simple Profile）相比，H.264 在使用与上述编码方法类似的最佳编码器时，在大多数码率下最多可节省50%的码率。H.264 在所有码率下都能持续提供较高的视频质量。H.264能工作在低延时模式以适应实时通信的应用（如视频会议），同时又能很好地工作在没有延时限制的应用，如视频存储和以服务器为基础的视频流式应用。在系统层面上，H.264提出了一个新的概念，在视频编码层（VideoCoding Layer,VCL）和网络提取层（Network Abstraction Layer,NAL）之间进行概念性分割，前者是视频内容的核心压缩内容的表述，后者是通过特定类型网络进行递送的表述，这样的结构便于信息的封装和对信息进行更好的优先级控制。H.264是在MPEG24技术的基础之上建立起来的，其编解码流程主要包括5个部分：帧间和帧内预测（Estimation）、变换（Transform）和反变换、量化（Quantization）和反量化、环路滤波（Loop Filter）、熵编码（Entropy Coding）。
无线视频通讯拓扑结构如图4-2所示。
图4-2 无线视频通讯示意图
如图4-2，整个无线视频通讯系统分为4个层。第一层为移动终端层。移动终端包括智能手机、无人飞机、摄像头、车载移动终端等。这一层的主要任务是将现场需要采集的画面进行存储并通过编码器和路由器发送到网络层。第二层，即网络层，由3G基站网络和因特网组成。其功能主要是用来传输数据。流媒体服务器为第三层，主要用于数据解码和数据存储。最后一层为固定终端层，是负责将现场的传输回的视频数据展示出来，从而达到远程视频无线传输的结果。值得一提的是，在这个网络中，视频信号是单向传输，但是音频信号能够双向传输。如此一来则可以由固定终端层实时指挥移动终端层，使其更为有效地传回所需要视频信号。
F. 在无线网络应用当中，信噪比与信号强度之间有什么关系
信噪比计算公式
dB=10Log10S/N
例如信道带宽为3000Hz,信噪比为30dB,则最大数据速率 根据香农定理 得
C=3000Log(1+1000)≈3000b/s
信号强度则是指整个信号的功率，功率越大但是信噪比不一定变小。
这就是在无线网应用当中，信噪比与信号强度之间的关系解答，满意记得采纳喔，你的支持是我努力的动力，谢谢。
G. 无线网络的信号问题
不要“挡路”
尽量减少传输线路中的障碍物。由于无线信号是直线传播的，如果在传输过程中遇到障碍物的话，无线通信的信号强度会被削弱。尤其是在穿过金属障碍物后，无线信号的衰减幅度非常大。
有实验证明，在10米的距离内，无线信号穿过两堵砖墙后，仍然可以达到标称的最高传输速率，但再穿过一层楼板后，传输速率将只有标称速率的一半。由此可见，钢筋混凝土墙体会极大地削弱无线信号，合理摆放无线路由器(或无线AP)也就成为影响无线信号强弱的重要因素之一。
在架设无线网络的时候，将无线路由器放置在几个房间的交汇处，效果最理想。小胖将无线路由器放在了几个办公室的交汇处，虽然在办公室里的无线信号强度最大只有70%左右(图1)，不过这并不会影响正常的网络连接。
提示:无线信号强弱，可以借助Network Stumbler等软件来进行查看，在此不作详细介绍。
拒绝“骚扰”
要注意减少干扰。和所有的无线通信一样，无线网络也会受到其他电磁波的干扰。由于IEEE 802.11b/g标准的工作频段为2.4GHz，而工业上许多设备也正好工作在这一频段，因此无线网络被“骚扰”的“机会”很多。
如果附近有较强的磁场存在，那么无线网络肯定会受到影响。例如，有的用户将无线路由器放在微波炉的附近，结果发现在微波炉工作时，无线网络会出现莫名其妙的网络故障，而关闭微波炉后网络又恢复正常。
小胖发现单位里有很多同事在使用对讲机，而在对讲机的“骚扰”下，无线网络自然会受到影响。因此，尽可能保持无线网络环境的“纯净”也是非常必要的。小胖提醒大家尽量别在无线网络中使用对讲机。
换条“路”走
尝试改变无线接入点的频道。如果经过测试，发现信号很弱，但是无线接入点最近又没有做过搬移或改动，那么可以试着改变无线接入点的频道看信号能否有所加强。频道的更改可以在无线接入点(无线路由器)的设置窗口中进行。
请求“支援”
如果所购买的无线路由器(或无线AP)使用的是可拆卸天线，那么在碰到信号弱的情况时，可以考虑将设备原有的天线拆卸下来，装配一个无线增益天线(图2)，用于增强信号，此类设备价格比较便宜。
一般情况下，当需要进行远距离的数据传输又要求保证信号的强度时，应当选择增益值大的天线，而对于传输距离较短的无线网络而言，可以选择增益值小的天线。
小胖所采用的这几个解决方案只需要调整设备位置、注意网络环境、设置网络参数、购买天线即可得以顺利实施，非常适合某些不愿大规模升级无线网络设备的单位。对于某些对网络要求比较高的企业来说，最好的办法就是购买功能强大、无线网络信号覆盖面积广的无线设备来组建无线网络。
H. 无线网络的种类和优缺点是什么。
1、根据网络覆盖范围的不同，可以将无线网络划分为无线广域网、无线局域网、无线城域网和无线个人局域网。
2、根据网络应用场合的不同，可以将无线网络划分为无线传感器网络、无线Mesh网络，可穿戴式无线网络和无线体域网络等。
3、根据无线网络拓扑结构的不同，无线网络又可以划分为不同的类型，有五大网络拓扑结构，分别是总线、令牌环、星型、树型和网状。
无线局域网的优缺点如下：
1、无线局域网的优点
灵活性和移动性：在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。
2、安装便捷：无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。
3、易于进行网络规划和调整：对于有线网络来说，办公地点或网络拓扑的改变通常意味着重新建网。重新布线是一个昂贵、费时、浪费和琐碎的过程，无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
4、故障定位容易：有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。
5、易于扩展：无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游’’等有线网络无法实现的特性。
无线局域网的缺点：
1、性能：无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其他障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。
2、速率：无线信道的传输速率与有线信道的传输速率相比要低得多。目前，无线局域网的最大传输速率为54Mb/s，只适合于个人终端和小规模网络应用。
3、安全性：本质.r无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，造成通信信息泄漏。
(8)基于无线网络环境下信息熵扩展阅读：
特点：
1、可移动性强，能突破时空的限制。
无线网络是通过发射无线电波来传递网络信号的，只要处于发射的范围之内，人们就可以利用相应的接受设备来实现对相应网络的连接。
2、网络扩展性能相对较强。
可以随时通过无线信号进行接人，其网络扩展性能相对较强，可以有效实现网络工作的扩展和配置的设置等。
3、设备安装简易、成本低廉。
无线网络则无需布设大量的网线，安装—个无线网络发射设备即可，同时这也为后期网络维护创造了非常便利的条件，极大地降低了网络前期安装和后期维护的成本费用。
I. 谁能详细介绍下无线视频传输技术，越详细越好
随着移动通信业务的增加，无线通信已获得非常广泛的应用。无线网络除了提供语音服务之外，还提供多媒体、高速数据和视频图像业务。无线通信环境（无线信道、移动终端等）以及移动多媒体应用业务的特点对视频图像的视频图像编码与传输技术已成为当今信息科学与技术的前沿课题。
1 无线视频传输技术面临的挑战
数字视频信号具有如下特点：
·数据量大
例如，移动可视电话一般采用QCIF分辨率的图像，它有176X144=25344像开绿灯。如果每个像素由24位来表示，一帧图像的数据量依达594kbit。考虑到实时视频图像传输要求的帧频（电视信号每秒25帧），数据传输速率将达到14.5Mbps！
·实时性要求高
人眼对视频信号的基本要求是，延迟小，实时性好。而普通的数据通信对实时性的要求依比较低，因此相对普通数据通信而言，视频通信要求更好的实时性。
无线环境则具有如下特点：
·无线信道资源有限
由于无线信道环境恶劣，有效的带宽资源十分有限。实现大数据量的视频信号的传输，尤其在面向大众的无线可视应用中，无线信道的资源尤其紧张。
·无线网络是一个时变的网络
无线信道的物理特点决定了无线网络是一个时变的网络。
·无线视频的Qos保障
在移动通信中，用户的移动造成无线视频的Qos保障十分复杂。
由此可以看出，视频信号对传输的需要和无线环境的特点存在尖锐的矛盾，因此无线视频传输面临着巨大的挑战。一般来说，无线视频传输系统的研究设计目标如表1所示。
表1 无线视频传输系统的主要性能指标和设计目标
性能指标 设计目标
视频压缩比
视频传输实时性
视频恢复质量
视频传输鲁棒性
支持Qos的视频业务 用尽量少的比特描述视频图像
更短的传输时延，更快的编码速度
获得用户更满意的视频恢复质量
更好适应传输信道的误比特干扰
提供和用户支持费用相当的服务
事实上，表1中许多性能指标是相互制约的。例如，视频图像压缩比的提高会增加编码算法的复杂度，因此会影响算法的实时实现，并且可能降低视频的恢复质量。
2 视频压缩编码技术
视频信息的数据量十分惊人，要在带宽有限的无线网络上传送，必须经过压缩编码。目前国际上存在两大标准化组织——ITU-T和MPEG——专门研究视频编码方法，负责制公平统一的标准，方便各种视频产品间的互通性。这些协议集中了学术界最优秀的成果。
除各种基于国际标准的编码技术外，还有许多新技术的发展十分引人注目。
2.1 基于协议的视频压缩编码技术
国际电信联盟（ITU-T）已经制定的视频编码标准包括H.261（1990年）、H.263（1995年）、H.263+（1998年），2000年11月份将通过H.263++的最终文本。H.26X系列标准是专门用于低比特率视频通信的视频编码标准，具有较高的压缩比，因此特别适合于无线视频传输的需要。它们采用的基本技术包括：DCT变换、运动补偿、量化、熵编码等。H.263+和H.263++中更增加考虑了较为恶劣的无线环境，设计了多种增强码流鲁棒性的方法，定义了分线编码的语法规则。
MPEG制定的视频编码标准有MPEG-1（1990年）、MPEG-2（1994年）、MPEG-4（完善中）。其中MPEG-1、MPEG-2基本已经定稿，使用的基本技术和H.26X相同。MPEG-1、MPEG-2的特点在于针对的应用主要是数字存储媒体，码率高，它们并不适于无线视频传输。人们熟知的VCD、DVD是MPEG-1、MPEG-2的典型应用。随后，MPEG组织注意到了低比特率应用潜在的巨大市场，开始和ITU-T进行竞争。在MPEG-4的制定中，不仅考虑了高比特率应用，还特别包含了适于无线传输的低比特率应用。MPEG-4标准的最大特点是基于视频对象的编码方法。
无线通信终端是多种多样的，其所处的网络结构、规模也是互异的。视频码流的精细可分级性（Fine Granularity Scalability）适应了传输环境的多样性。
编码协议并不提供完全齐备的解决方案。一般来说，协议内容主要包括码流的语法结构、技术路线、解码方法等，而并未严格规定其中一些关键算法，如运动估计算法、码率控制算法等。运动估计算法在第3部分有较为详细的介绍。码率控制方案在第4部分有较为详细的介绍。
2.2 其他视频压缩编码技术
除上述基于协议的视频标准之外，还有一些优秀的算法由于商业的原因，暂时没有被国际标准完全接纳。典型的例子是DCT变换和小波变换之争。虽然利用小波变换可以取得更好的图像恢复质量，但是因为DCT变换使用较早，有很多商业产品的支持，因此小波变换很难在一夜之间取代DCT变换现有的地位。其他编码方法如，分形编码、基于模型的编码方法、感兴趣区优先编码方法等也都取得了一定的成果，具有更强的压缩能力。但是算法实现过于复杂，达到完全实用尚有一段距离。
在基于小波的低比特率图像压缩算法的研究中，根据小波图像系数的空间分布特性，以及小波多分辨率的视频特点，人们引入矢量量化以充分利用小波图像系数的相关性。根据传统的运动补偿难以与小波变换相结合这一情况，人们还提出了将空间二维帧内小波变换与时间轴一维小波变换相结合的三维小波变换方法。
人类的视觉是一种积极的感受行为，不仅与生理因素有关，还取决于心理因素。人们观察与理解图像时常常会不自觉地对某引起区域产生兴趣。整幅图像的视觉质量往往取决于感兴趣区（ROI：Region of Interest）的图像质量。在保障ROI区部分图像质量的前提下，其他部分可以进行更高的压缩。这样在大大压缩数据量的同时，仍有满意的图像恢复质量。这就是感兴趣区优先编码策略。
3 视频编码实时性研究
由于视频数据的特殊性，视频传输系统对实时性要求很高。这里重点介绍基于视频编码协议算法的实时性问题。小波编码等算法虽然有许多优点，但是算法复杂度太高，目前难于达到实时性要求。下面介绍基于协议编码算法中的几个重要环节，它们对提高视频编码系统实时性有重要作用。
3.1 运动估计
预测编码可以有效去除时间域上的冗余信息，运动估计则是预测编码的重要环节。运动估计是要在参考帧中找到一个和当前帧图像块最相似的图像块，即最佳匹配块。估计结果用运动向量来表示。研究运动估计算法就是要研究匹配块搜索算法。
研究分析表示，原始运动估计算法在编码器运行中消耗了编码器70%左右的执行时间。因此，为了提高编码器执行速度必须首先提高运动估计算法的效率。
穷尽搜索法是最原始的运动估计算法，它能得到全局最优结果，但是由于运算量大，不宜在实现应用中使用。快速运动估计算法通过减小搜索空间，加快了搜索过程。虽然快速运动估计算法得到的运动向量没有穷尽搜索法的结果那样精确，但是由于它可以显着减少运算时间，精度也能满足很多应用的需要，因而它们的应用十分广泛。典型的快速搜索算法有：共轭方向搜索法（CDS）、二维对数法（TDL）、三步搜索法（TSS）、交叉搜索法（CSA）等。
3.2 算法结构的并行化
并行化处理的体系结构十分有利于提高系统处理能力，加之视频编码算法有很强的并行处理潜力，因此，人们研究了编码算法的并行运算能力，进一步保障了编码算法的实时实现。
例如，如果有两个并行处理器，依可以同时进行两个图像块的运行估计或者DCT变换，这样依把运动估计和DCT变换环节的运算时间缩短了一倍。
3.3 高速DSP芯片和专用DSP设计
微电子技术的发展，也使近年来DSP芯片有了很大的进步。每秒几十或上百BOPS次的运算速度（1个BOPS为每秒10亿次）DSP芯片已经出现，这为系统实时处理提高了硬件保证。
通用高速DSP芯片在视频编码算法的研究开发中扮演了重要角色。许多DSP生产厂商甚至提供实现某种编码协议的专用芯片。
4 码率控制研究
编码策略是编码器中重要环节。码率控制技术是视频通信应用中的关键技术之一，它负责编码器各个环节与传输信道和解码器之间的协调，在编码器中具有重要地位。因为码率控制策略需要由具体应用场合决定，所以象H.263+、MPEG-4等视频编码协议，都没有规定具体码率控制方法。
由于视频码流结构具有分层的特点，因而码率控制方案的研究一般分成了两个层交人，图像层码率控制、宏块层码率控制。图像层码率控制的主要任务是，根据系统对编码器输出码率的期望、系统传输延迟的限制、传送缓冲区的满溢程度等同，在一帧图像编码前，确定该帧图像的输出期望比特数。宏块层码率控制的主要任务是，根据图像层码率控制确定的该帧图像的输出期望比特数，给图像各部分选择合适的量化步长。宏块层码率控制的主要依据是率失真（Rate-Distortion）模型。
TMN8码率控制方案，是迄今为止一套优秀的码率控制方案。它被H.263+的TMN8模型的MPEG-4（Version 1）的VM8模型所采纳。该方案的精化部分在于宏块层码率控制部分，它采用了一种十分有效的率失真模型，是宏块层码率控制的误差很小；在图像层码率控制方面，该方案的前提较为简单，主要考虑了编码时延、缓冲区满溢程度等因素，并且要求编码器的工作帧频恒定。
在很多情况下，视频编码的帧频不可能保持恒定，或者不“应该”恒定。考虑到视频编码器工作点的变化，以及现有率失真模型可能存在的误差，人们将现代控制理论引入到图码率控制中，设计了更稳定的码率控制方案。
由于宏块层码率控制环节直接决定图像各宏块使用的量化步长，因此利用宏块层友率控制方法，可以轻易实现图像感兴趣区优先编码策略。使用感兴趣区优先编码策略时，虽然对整幅图像而言仍属低码率编码范畴，但对于感兴趣区域而言却存在局部高码率编码。现有低码率控制算法，包括TMN8方案，都没有考虑到这一现象。它们将整幅图像所有部分都作为低码率编码对象，并以此建立码率控制模型。因此这些码率控制方案直接与感兴趣区优先编码策略相结合时，会导致不应有的码率控制误差。为此，人们又提出了一套用不动声色低码率应用的码率控制框架，它适应了感兴趣区优先编码策略的需要。
5 鲁棒性研究
无线信道干扰因素多，误码率高，因此无线视频的鲁棒传输研究对于无线视频传输的实用化十分重要。
5.1 鲁棒的压缩编码
视频压缩编码的最后一个环节是熵编码。熵编码的特点决定了视频码流对误比特高度敏感。于是，人们设计了多种技术用于在视频编码环节进行差错复原，提高码流鲁棒性。MPEG-4中定义的主要差错控制技术有：重同步（Resynchronization）、数据分割（Data Partition）、可逆变长编码（RVLC）。H.263+中用于差错复原的技术主要包括前向纠错编码（FEC）、条带模式（Slice Mode）、独立分段解码（Independent Segment Decoding）和参考图像选择（Reference Picture Selection）等。H.263++则又增加了数据分割的条带模式，并对参考图像选择模式进行了修改。
此外，在信源解码端，人们又设计了数据恢复（Data Recovery）和差错掩盖（Error Concealment）等技术，以便尽量减少码流中错误比特的负面影响。
5.2 鲁棒的复用环节
多媒体通信中，复用是紧随编码环节的一个环节。以ITU定义的H.324标准为例，该标准由若干协议组成，包括音频编码协议G.723、视频编码协议H.26X、控制协议H.245和复用协议H.223。H.223是一个面向连接的复用器，负责把多媒体终端的多个数据源（音频、视频、数据等）复合为一个码流。Villasenor等已经注意到复用器出现的差错对视频可能产生的影响，但没有特点深入的研究成果。
5.3 鲁棒的信道编码环节
信道编码也称差错控制编码。与信源编码的目的不同，信源编码是尽量压缩数据，用尽量少的比特描述原始视频图像；信道编码是利用附加比特来保障原始比特能正确无误地到达目的地。信道传输中的纠错方法包括：前向误码纠错（FEC）、自动重发（ARQ）和混合纠错（HEC）。
Shannon从理论上给出了信道传输能力的上限。信道编码方法的研究设计目标有二，一是尽量利用信道容量，二是抗干扰性能更强。
Turbo码是近年来纪错编码领域的活跃分支，由法国学者C.Berrou等人在1993年看出的，其模拟性能纪错能力。但是Turbo码的译码算法十分复杂，关于Turbo码译码的实时实现是当前研究热点之一。
5.4 信源信道组合编码
不同的信道编码策略对信元的保护能力也不同。根据信元的重要程度，合理地予以差错控制编码，将有效地提高传输系统的效率。这是不平等的保护策略（Unequal Error Protection）。信元的重要程度，可以有多种划分方法，如按照信元对解码所起作用，或者按照信元对人眼感知所起作用，等等。
还有许多学者研究了信道模型在信源信道组合编码中的应用。三种典型无线信道模型是二进制对称噪声通道（Binary Symmetric Channels）、加性白高斯噪声通道（Additie White Gaussian Channels）、G-E突发噪声通道（Gilbert-Elliott Bursty Channels）。Chang Wen Chen等在研究这些信道模型的基础上，研究了新的率失真模型，该模型不仅描述了量化引入的误差，而且将信道噪声考虑在内。在一定的信道传输速率要求下，利用这样的率失真模型，不仅可以在子信源之间合理分配比特，而且可以更好地平衡信源编码精度与信道编码保护两者对码率的需要。
6 无线视频传输系统的优化与管理
在前面几部分的研究中，主要目标是解决无线视频传输的基础问题：视频数据的压缩问题、编码的实时实现、视频码流的鲁棒传输。事实上，除了上述问题，还有许多与无线视频传输密切相关的领域，它们对无线视频传输的实现、推广有着举足轻重的影响。
6.1 通信协议的研究
中国公众多媒体通信网是一个基于IP协议的通信网，它的通信协议是基于TCP/IP的。当然，IP协议和TCP协议仅是核心协议。为保证实时视频通信业务能很好地运行，需要使用实时传送协议（RTP）和实时传送控制协议（RTCP）。为了给实时业务或其它特定业务的传送留有足够宽的通道，还必须使用资源预留协议（RSVP）。上述五个通信协议是IP网的主要通信协议。
Ipv6作Internet Protocol的新版本，将继承和取代传统IP（Ipv4）。从Ipv4到Ipv6的改变将为下一代因特网奠定更坚实的基础，如,Ipv6力求使网络管理变得更加简单，考虑到不同用户对服务质量的不同需要，其中若干技术十分有利于实时多媒体业务的实理。
6.2 接入控制（Admissior Control）
类似有线网络，无线网络要决定是否允许新连接接入；此外无线网络还要决定是否允许切换连接，并要在二者之间谋求最优解决方案。
Naghshineh在1996年提出虚拟连接树的新概念，设计了基于虚拟连接树的高速移动ATM网络体系，并研究了在该体系结构下的接入控制方案。简单说，作者用一个虚拟树来描述位于一定距离内小区的移动用户。一旦移动用户的呼叫被允许，他依可以在虚拟树内的所有小区间自由切换，而无须重新请求。
在高速无线多媒体网络中，Oliveira等则提出了基于带宽预留的接入控制方案，即在建立呼叫小区附近入的小区中，进行带宽预留，以保障服务质量。当用户进入一个新的小区，被预留的带宽将被利用。
6.3 资源预留（Resource Reservation）
对于视频、话音等实时业务，为保证可接受的服务质量，应该保留一定的连接带宽。此外，与新呼叫相比，切换呼叫应有更高的优先权。
6.4 Qos业务模型（Qos Service Model）
无线多媒体Qos支持的基本目标是，在带宽有限情况下，提供和用户支付费用相当的服务质量。建立合适的业务模型是首先要解决的问题。所谓业务模型，就是要根据各种具体应用的特点，将其划分成不同类型。例如，在支持Qos和ATM中定义了几种业务模型：恒定比特率（CBR）业务、实时可变比特率（rt-VBR）业务、非实时可变比特率（nrt-VBR）业务、可用比特率（ABR）业务和不定比特率（UBR）业务。恒定比特率业务对带宽的要求最为严格，其他类型对带宽的要求依次放松。
现有的大理多媒体业务是在基于IP的网络上开展的，而rc设计IP协议的初衷是传输数据的，是一种“尽力而为”的网络，并不支持Qos。为此，其上的实时业务模型被分为两类：有保障业务（Guaranteed Service）和无保障业务（Predictive Service）。
总之，在无线多媒体环境下，建立起合理的业务模型对保障Qos至关重要。在这一领域，人们始终在做出努力。如，较早时候，Oliverira等只用实时业务与非实时业务加以区分；1999年，Talukder等提出三类业务模型；2000年，Lei Huang等不仅考虑带宽和延迟需要，还考虑了移动用户的运动特性，提出多达七类业务模型。
6.5 图像质量评价准则
恰当的图像质量评价方法是无线多媒体通信的基本需要。由于无线环境带宽有限，不可能为所有用户都提供相同质量的服务，所以只能提供和用户支付费用相当的服务质量。因此必须有一套能准确反映用户接受服务的客观质量标准。
除了些特殊场合，纯粹额观评价（如基于均方误差的评价方法）已经被普遍认为不是真正“客观”的图像质量评价，越来越多的人认为，人眼视觉系统（HVS）的特性应该考虑在内。
Westen等人在1995年提出了基于多通道的HVS模型，用来评价图像的感受质量。宋坚信等人最近又提出一种压缩视频感觉质量的计算方法，其核心思想是，利用视觉掩蔽特性， 分析与压缩视频质量有关的视觉特性及视频图像内容特性，提出视觉掩蔽计算结构及用模糊学方法进行视觉阈值提升的计算方法。
总之，面向恶劣无线环境的数字视频传输技术尚未成熟；面向大众应用的无线视频传输技术元未成熟。因此，现在加强在该领域的研究力度，是增强我国科技实力的一次机遇，对于我国在未来通信领域占据一席之地将起重要作用。
J. 光纤传感器位移检测系统设计应用在什么方面
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