动态图像编解码技术在应急卫星通信中的应用.pdf

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1、动态图像编解码技术在应急卫星通信中的应用-北京数码视讯科技股份有限公司2008年，在我国南方大部分省市发生了较大规模的冰雪灾害，四川省汶川又发生了30年来中国最严重的地震，在灾害面前，救灾指挥部门要在最快时间内及时地建立通信链路并传递现场信息，只有这样，才能保证救灾工作的快速、有效进行。但是，当大的自然灾害发生时，有线链路会因为灾害受到较大的损害，因此无法完成通信任务，移动微波有时也会因为机站的损害而瘫痪，这时，建立在卫星通信基础上的应急指挥系统就成了唯一可靠的通信链路。在灾害发生时，如果能通过卫星通信将灾害现场的动态图像传送到指挥中心，这将会对指挥的决策提供极大帮助，能让决策更加清晰明

2、确。但是卫星通信虽然及时快速，也有一定的不利因素，例如带宽资源有限、卫星接收会受到天气和地形的影响出现波动等等。在面临这些干扰因素和影响时，怎样让动态图像在卫星传输时更加清晰流畅，让指挥决策更加准确。这样动态图像编解码技术作为应急卫星通信中采用的重要技术，在卫星应急通信中发挥着极为重要的作用。本文从卫星宽带利用率、输出码率控制、中断信号处理三方面进行分析，阐述了动态图像编解码技术在应急卫星通信中的应用。一、视频编解码技术的现状及展望H.264技术发展现状：目前国际上的两大技术标准化组织：国际标准化委员会（ISO/IEC）和国际电联（ITU-T）分别公布了自己的视频编解码压缩的标准。国际标

3、准化委员会的是MPEG系列的编解码压缩算法（MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等），而国际电联公布的是H系列的编码压缩算法（H.261，H.263，H.264等）。H.264是一种高性能的视频编解码技术，是由上文提到的两大标准化组织联合组建的联合视频组（JVT）共同制定的新数字视频编码标准，所以它既是ITU-T的H.264，又是ISO/IEC的MPEG-4高级视频编码（AdvancedVideoCoding，AVC），而且它将成为MPEG-4标准的第10部分。1H.264最大的优势是具有很高的数据压缩比率，在同等图像质量的条件下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPE

4、G-4的1.5～2倍。和MPEG-2和MPEG-4等压缩技术相比，H.264在具有高压缩比的同时还拥有高质量流畅的图像。H.264与MPEG-2压缩码率比较CIFHD1D1H.2640.5Mb/s1Mb/s1.2Mb/sMPEG-22Mb/s2.5Mb/s4Mb/sH.264技术的发展展望：H.264.技术在视频压缩效率方面比目前所有的视频压缩标准都要高，而且算法结构上的分层处理使它能适应不同的传输环境，提高传输效率。这些优点必将使其在视频通信领域得到非常广泛的应用，例如实时视频通信、因特网视频传输、视频流媒体服务、压缩视频存储、视频数据库等。其具有广阔的应用前景，发展潜力巨大。但H.2

5、64性能的提高是以增加复杂性为代价而获得的。据估计，H.264编码的计算复杂度大约相当于H.263的3倍，解码复杂度大约相当于H.263的2倍。但是随着芯片技术的不断发展，这个问题会逐步得到解决。二、卫星通信特性卫星通讯在应急通信方面具有许多独特的优点：1.卫星通信范围。只需三颗静止同步轨道卫星就能覆盖到地球的每一个角落，这种三维空间无缝隙的覆盖能力是卫星通讯方式所独有的。在边远地区、山区、海岛、远洋船只和远航飞机等特殊、极端的应用场合具有独特的优越性。只要卫星发射的波束覆盖到的范围，地面接收站的信号强度都一样，通讯成本对连接距离不敏感。2.卫星通信不易受地震、冰冻等重大灾害影响，即使受

6、到破坏能给也能很快恢复，给紧急救灾提供快速可靠的通讯保障。2008年汶川大地震中，灾区与外界的首次通信联络靠的就是卫星电话,卫星通信保证了救灾工作的快速、顺利进行。3.卫星通信容量大。卫星通信一般使用1～10GHz的微波波段，有很宽的带2宽，可传输多路电视和大容量的电话，国际上实验室中使用信道容量可达1Gbps，资料传输率超过622Mbps，而商用非同步传输模式服务可达45Mbps，实用中采用的信道容量一般在1M到10M之间。这些特点使得移动卫星通信具有大范围的可移动性，独特的灵活性及普及通讯能力，在诸多领域得到了应用，比如广泛使用在远程教育、公安和军事方面的卫星通信系统。与此同时移动卫

7、星通信也存在一些缺点：1.卫星带宽利用率较低。卫星通信中带宽资源十分宝贵，一方面卫星发射费用很高，另一方面使用的频带资源紧张。L波段的卫星通信的频率资源和轨位资源极为紧缺，且通信费用昂贵。C波段的应用最广泛,业务繁多，但卫星通信在这一波段易受地面信号的干扰。Ku波段的天线波束尖细，同一频率可以同时提供给许多卫星通信系统使用，其通信费用大大低于L波段，但设备天线制造成本高昂。2.输出码率易波动。卫星通信系统的带宽恒定且非常有限，当同时