4G在车载监控的运用现状
车载监控是车联网的一个重要标杆技能，在百度百科对车联网有如下定义：车联网是以车内网、车际网和车载移动互联网为根底，依照约好的通讯协议和数据交互规范，在车-X(X：车、路、行人及互联网等)之间，进行无线通讯和信息交流的大体系网络，是能够完成智能化交通办理、智能动态信息服务和车辆智能化操控的一体化网络，是物联网技能在交通体系范畴的典型运用。而无线移动互联网作为数据传输的承载体系，传输来自车载监控体系的悉数运用数据，及时有用的回传至办理中心。经过后台体系对音频、视频、图片、卫星定位、车速、油耗、门情况、温度、湿度、乃至是人脸抓拍、人数清点等数据进行归纳剖析及有用出现，供给一系列供办理者运用的运营、监控、办理、指挥功用，提高了办理功率，终究完成对人、车、物的办理要求。
在前期的车载监控范畴除卫星定位技能外，视频图画的大规模传输的并未触及。原因有二：一是运用运营商无线网络进行数据传输的价值贵重。从网上可查到2007年5月前后，在WAP全面转向GPRS上网方法，50元只包50兆流量，对每小时需上百兆存储空间的车载监控录像来说，如需实时回传，无疑是无济于事的;二是前期的无线技能缺乏100kbps的带宽，对需求高带宽的车载监控视频难以供给有用的带宽支撑，只作为不具备商场效益的车载监控雏形带给咱们新的开展启示。
其次，2008年12月根据3G车牌发放，3G无线技能在我国得到迅猛开展。国内三大运营商大规模布置其各自3G网络(我国移动TD-SCDMA，到2014.7月约52万个基站，C114我国通讯网数据)、(我国联通WCDMA，到2014.11月约43万个基站，C114我国通讯网数据)、(我国电信EVDO，到2012.2月约20万个基站，通讯世界网数据)，得益于3G网络的大规模布置，车载监控的得到很大程度上的开展但因为3G带宽缺乏(功用最好的WCDMA制式，在单基站下，上行同享带宽5.76Mbps，实践运用测验，均匀仅128～256Kbps)，且遭到网络其他要素影响，因而，在职业中选用的是紧迫情况下视音频图画低码流、非实时回传，很多音视频录像保存在设备硬盘内的干流车载监控计划。
再者，2013年12月4日，工信部向三大运营商正式发放4G TD-LTE车牌至今一年有余，我国移动的TD-LTE基站在全国超越70万个，超越500款4G手机，数十款MiFi 4G终端，和面向职业(如车载监控范畴)的4G模组产品得到商场运用和查验。有人比方3G是高速公路，4G是磁悬浮，上下行速率理论值到达的50/100笔者也进行了4G速率的实践测验(测验地址北京丰台体育馆西1KM、4G信号强度-70～-115dBm<显现2～4格>测验软件Speedtest、测验手机iPhone6 plus、手机制式TD-LTE)。
测验成果：下行速率均匀值17.678Mbps，上行速率均匀值2.614Mbps,当信号为-70dBm<显现4格>，上行速率可到达7.78Mbps。见图1赤色框内，当封闭4G，运用3G(TD-SCDMA)测验时，下行速率1.06Mbps，上行速率仅130Kbps。
图1 Speed test测验比照表
从以上测验数据能够看出，4G无线技能的速率提高、巨大带宽将为车载监控完成回传高质量流通的视频图画供给保证，乃至可将720P、1080P高清图画回传至中心。4G无线技能为办理者供给更丰厚、全面、完好的归纳数据，提高办理功率，终究下降办理的本钱。
跟着4G(TD-LTE)车牌发放，4G网络正式商用(FDD-LTE试验网如火如荼建造，三大运营商都将拿到车牌并进行混合组网)。一同，商场干流车载监控厂商也接连推出各自特色的4G车载监控产品，供给更丰厚功用，让车载移动监控体系在4G技能的推进下，开阔车载范畴新的纪元并获得更宽广的开展空间。
从现在厂商反应的数据看，在4G信号掩盖强度-70～-80dBm(3～4格信号)，均匀车速60～80KM/H，一同回传4路视频(D1分辨率，25fps帧率，512kbps码流/路)，随同1路语音、实时卫星定位等条件下，在监控中心能够得到长途实时监控杰出体会。在3G(WCDMA、EVDO)网络下，仅能并发1路图画、CIF分辨率、10～12fps帧率、128kbps码流。由此看出3G与4G无线技能在传输速率上的巨大距离(见图2)。
图2 无线技能开展MAP
4G无线传输技能介绍
4G包括两种技能：TDD-LTE和FDD-LTE。LTE(Long Term Evolution，长时刻演进)由3GPP安排拟定，得到世界电信联盟经过的全球规范。两个形式实质上只存在较小差异，类似度达90%。其间LTE-TDD，国内亦称TD-LTE(Time Division Long Term Evolution 分时长时刻演进)，选用非成对频谱。TDD时分双工(Time Division Duplexing)是移动通讯技能运用的双工技能之一，与FDD频分双工相对应。
图3 4G两种制式操控机制
如图3，FDD是在别离的两个对称频率信道进步行接纳和发送，用维护频段来别离接纳和发送信道。 FDD有必要选用成对的频率，依托频率来差异上下行链路，在支撑对称事务时，充分运用上下行的频谱，但在支撑非对称事务时，FDD频谱运用率将大大下降。该形式下，上行数据与下行数据在同一对称频率上，需求一同传输，优势在于频率宽度大，数据传输速度快。但假如遇到非对称事务，下行数据远大于上行，则上行数据频率信道会被占用，终究导致传输功率较低。
TDD用时刻来别离接纳和发送信道。在TDD方法的移动通讯体系中，接纳和发送运用同一频率载波的不一同隙作为信道的承载，其单方向的资源在时刻上是不接连的，时刻资源在两个方向进步行了分配。某个时刻段由基站发送信号给移动台，别的时刻由移动台发送信号给基站，基站和移动台之间有必要协同共同才干顺畅作业。因为该技能上下行数据在同一时刻里边并不需求一同传输，因而其能够根据上下行的数据巨细动态进行分配，关于频率信道的运用率更好。
综上所述，TD-LTE省资源，适合在城市的热门区域掩盖，而FDD速度快;适合在城市外围等区域进行广域掩盖。
4G与3G差异及各自优势
3G称为第三代移动通讯技能，有三个世界规范，别离是：CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA，在2008年5月，由世界电信联盟正式公布，欧洲首要选用WCDMA制式、美国首要选用CDMA2000，在国内由联通(WCDMA)、电信(CDMA2000)、移动(TD-SCDMA)别离运营。车载监控现在首要选用WCDMA与CDMA2000两种技能，商场产品中乃至有支撑双卡或双卡以上打包的技能计划，有用提高了音视频图片定位数据回传的带宽，TD-SCDMA则因低速(上行最高仅128Kbps)无法满意视频回传要求，根本未选用。
作为第四代移动通讯技能的4G无线技能，在接入方法和多址计划、调制与编码技能、高功用接纳机、智能天线技能、MIMO技能、软件无线电技能、根据IP的中心网、多用户检测技能等一系列中心技能上，同3G比较，在技能有着严重腾跃，别的，WCDMA能经过长时刻演进，滑润晋级至FDD-LTE网络。别的的两种3G技能则无法长时刻演进至4G。
4G的几个严重优势
速度快：TD-LTE与FDD-LTE上下行理论值均到达惊人的50/100Mbps。
带宽高：每信道频谱宽，带宽高，若按100M，则是WCDMA网络的20倍。
通讯质量好：大用户数、大数据量下质的提高。
费用低：体系布置费用低，导致未来用户通讯费用额的削减。
在图4中可看出，无线移动通讯速率的提高，为城市客运(公交、租借等)、长途运输、城市归纳办理(如城管、交警等)范畴倍增的海量数据传输，乃至交互式高清视频(720P、1080P、2K、4K)奠定了坚实根底，也是未来几年内运营商布置更多4G高速无线网络，供给更丰厚无线运用承载链路的动力。
4G在车载监控范畴的技能运用讨论
现在车载监控商场干流产品为标清(D1)计划，在4G网络下，因为视频的传输得到更高带宽的支撑(前述测验事例得知，在-80dBm信号强度下，到达惊人的7Mbps上行速率)。根据实践的测验和用户运用经历，一般引荐装备为单路视频：1Mbps码流、25fps帧率、D1分辨率、视频质量中上，当然，也能够根据实践情况调理装备参数。
根据我国移动的4G网络建造规划：TD-LTE网络建造分为三期，一二期是城区掩盖，三期是对城区热门区域容量进行扩大，以及边远区域的衔接和掩盖。那么，需求根据车载监控体系的实践需求，深化测验行车区域的网络掩盖情况，比方：在每一个有显着差异(信号相差-5dBm)的网络信号掩盖范围内，进行4G网络速率测验(可运用较专业手机端测验东西，如：Speedtest)，并保存其时信号强度、上行速率等重要参数，一同，根据测验数据，调整视频参数并纪录，与长途办理中心合作，进行实时视频回传作用测验，中心做实时监控，以及录像保存(引荐DV录像机等外录像计划较为恰当，可调查实践视频的播映质量、流通性等)，当发现卡顿、马赛克、黑屏等问题，需从头调整装备并再次测验，城市道路引荐车速40～60km，测验计划主张重复2～3次，可获得较抱负音视频装备参数，满意体系在90%环境下的牢靠运转要求。关于长途客货运输车载监控体系，大部分情况下不允许跟车测验，主张经过长途查询录像材料，得到行车沿途的4G信号强度(在录像画面中有字符叠加)，当然，假如有独立的信号强度记载 计划，并经过用户的反应来优化体系装备，终究将能供给明晰、流通的视频，满意用户的运用需求。
4G在车载监控运用中的瓶颈及处理计划
因为4G车牌发放刚过一年，网络建造远未到达商场需求，现在车载监控首要瓶颈在于信号掩盖不均匀，某些区域视频和数据实时回传作用好，但信号欠安或无信号区域无法进行实时回传。其次，资费贵，各大运营商给出的流量资费方针中，套餐内供给流量远远无法满意实时回传视频和数据的要求，对动辄10GB的录像材料，费用太贵重。
经过技能的深化研究和开发，并在不断的实践中咱们发现，选用多网支撑，动态结合的归纳计划，如：运营商4G/3G网与停车场自建Wi-Fi网相结合，将行车动态实时数据回传与回站守时定点数据回传结合、将在途紧迫情况数据回传与回站主动数据上传相结合、将标清视频在途实时回传与高清视频回站实时回传结合等一系列技能在车载监控中整合，有用的处理了4G信号掩盖欠安、资费贵重的难题。
2013年，作为产品和体系计划负责人笔者有幸参加浙江玉环城市公交车载监控体系的建造，该体系即选用3G/4G+Wi-Fi归纳的无线技能计划(见图5)：
图5 浙江玉环公交车载监控体系
车辆行使途中，运用4G/3G网络实时回传车辆监控数据，一同，在车载监控设备内保存录像材料(录像计划：每车4路摄像机，每路D1分辨率，码流512kbps、帧率25fps、每天作业10小时)。一同，在公交停车场布置Wi-Fi体系，车辆回站后，主动经过Wi-Fi上传录像数据至后端车载监控渠道体系内，经过会集存储计划下降了因数据丢掉导致重要头绪无法查询的危险;一同，车辆回站即主动上传数据，不再需求超大容量存储空间，可将其更换为低容量SD闪存卡(现在市售产品，容量也到达64G)进行存储，一是改变了机械硬盘因车辆路程波动导致的不可逆损坏，二是SD闪存卡的运用，使终端存储出资下降。这套归纳无线车载监控计划为玉环公交办理体系极大的下降了建造费用，削减了办理本钱(人员、时刻)，终究赢得用户高度认可。
4G无线技能在车载监控运用的未来
当时的4G(TD-LTE、FDD-LTE)，在严厉意义上，应该称之为3.9G(LTE：Long Term Evolution长时刻演进)，而LTE-Advanced是世界电信联盟供认的4G技能，当时国内三大运营商活跃布置4G网络，作为高速率、高带宽、低资费、低出资的新技能，也作为可持续开展的世界规范，其未来远景十分宽广。一同，具有研制才能的厂商从2004年就亲近重视4G技能开展并一同活跃开展研制作业，从上游芯片厂商，模组厂商、到下流终端产品厂商，均在2013年开端接连推出相关产品，在车载监控范畴，干流厂商也推出了模块化多模无线技能的系列产品，并得到规模化的商业运用，积累了丰厚的4G网络运用经历(见图6)。
图6 不同网络可支撑的运用
车载安防监控是一个由运用端来推进技能开展的职业，通讯技能与车载安防监控技能正在不断的彼此影响，彼此推进，彼此促进，彼此交融(特别是视频技能的不断开展，“内容”占有运用制高点时)，二者都将用户的杰出运用体会作为其技能开展的中心推进力。在不远的将来，将会真实完成车联网这个终极目标，让咱们为此翘首以待，并为此欢天喜地吧!
