+ 黃春晨 顧春林（德芯科技）

基于獨有的自組織應急網(wǎng)絡（SENS）專利技術，能確保實現(xiàn)海陸空天多維立體組網(wǎng)寬帶通信體系，為新聞界提供立體式的海陸空天多維新聞采訪新模式和全方面、交互式的采訪體制，提供海上、陸地、空中的多樣采訪手段，滿足DSNG的特殊采編、傳輸需求，形成立體、交互、實時、多樣的新聞采訪直播效果。

一.技術背景

目前的通信網(wǎng)絡基于固定、基站蜂窩等形式，僅可以滿足常態(tài)使用，但在應急搶險、災害救護、國土防衛(wèi)、公安、消防應急處置等應用領域中，常規(guī)網(wǎng)絡臨界狀態(tài)的任何細小錯誤均將導致大面積通信系統(tǒng)癱瘓；另一方面，當前無線電系統(tǒng)僅能提供數(shù)量有限的用戶或蜂窩區(qū)域覆蓋，或在吞吐量和帶寬等方面有限制；因此，目前的通信網(wǎng)絡架構不適合戰(zhàn)術通信、國土安全、災害救援或消防應急處置。

如2008年汶川地震中，所有常規(guī)通信網(wǎng)絡（無論移動還是固定電話）全部癱瘓，只有衛(wèi)星通信尚能體現(xiàn)價值。但衛(wèi)星通信也面臨量少、價高、本地接入覆蓋有限等缺點。同時, 救援等現(xiàn)場往往聚集多部門不同團隊人員, 如消防、公安、武警、民政、醫(yī)療救護、水利、地震、氣象、交通、國務院/省市地方政府部門行政單位等，不同部委的內(nèi)部通信聯(lián)系采用其自有體系，僅能保證體系內(nèi)的互通，無法保障跨部門互聯(lián)協(xié)作；另一問題在于，如何使得地面載體(車輛、列車等)與空中的升空平臺（飛機、直升機、無人機、飛艇、高空氣球等）與水域的船只、艦艇救援等形成立體式的跨地域三維架構互聯(lián)互通體制，以克服救援中的地面障礙物（山坡、山峰、高層建筑等）造成的網(wǎng)絡障礙。

基于上述現(xiàn)有傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡技術的缺憾與現(xiàn)實需求的緊迫性，需要發(fā)展更加靈活，能自我優(yōu)化和自我配置架構，能使移動節(jié)點與每個其他設備直接溝通，或通過其他節(jié)點作為中繼或網(wǎng)狀節(jié)點進行通信。該解決方案將使移動節(jié)點快速部署和自動建立網(wǎng)絡的操作變得可行，網(wǎng)絡可自我管理和自我修復，不需要任何固定基礎設施或網(wǎng)絡管理中心。通過實時優(yōu)化技術，將實現(xiàn)CPU最低功耗運行能力，適應野外長期作業(yè)需求。

基于4G OFDMA技術的SENS網(wǎng)絡能滿足實現(xiàn)上述各項嚴格要求

SENS系統(tǒng)框架圖如圖1所示：

圖1 自組織網(wǎng)絡拓撲結構圖

二. 技術介紹

1.OFDMA技術介紹

正交頻分多址（OFDMA）是正交頻分復用（OFDM）技術的演進。在利用OFDM對信道進行子載波化后，在部分子載波上加載傳輸數(shù)據(jù)的傳輸技術 。

OFDMA特點有：①通過采用可擴展的OFDMA，可以支持多種信道帶寬；②當采用OFDMA時，頻率復用效率最高；③較高的頻譜效率，如下行鏈路及上行鏈路上所用的子信道化模式，在各子載波級分配中具有最大靈活性；④OFDMA中子載波在子信道中的分配無需鄰接，有利于實現(xiàn)頻率分集；⑤支持對每幀子載波級的傳輸進行優(yōu)化的功率控制。子載波具有正交性，無需像在CDMA系統(tǒng)中那樣嚴格控制功率。

在OFDMA系統(tǒng)中，用戶僅僅使用所有子載波中的一部分，如果同一個幀內(nèi)用戶的定時偏差和頻率偏差足夠小，則系統(tǒng)內(nèi)就不會存在小區(qū)內(nèi)的干擾，比碼分系統(tǒng)更有優(yōu)勢。由于OFDMA可以把跳頻技術和OFDM技術相結合，因此可以構成一種更為靈活的多址方案。此外，OFDMA可以靈活地適應帶寬要求，可以與動態(tài)信道分配技術結合使用，以支持高速的數(shù)據(jù)傳輸。

2.SENS Ad-hoc自組織網(wǎng)介紹

SENS Ad-hoc自組織網(wǎng)是目前唯一的可移動OFDMA-SENS技術，利用無線網(wǎng)狀網(wǎng)可實現(xiàn)動態(tài)自組織、自我配置、自我修復。在不同的環(huán)境下，允許方便、快捷、高度可擴展、可靠和具有成本效益的網(wǎng)絡部署。OFDMA可提高系統(tǒng)的整體能力，以克服多徑、非視距等困難，提高系統(tǒng)性能和移動性，可以通過使用幀的持續(xù)時間2.5ms來優(yōu)化網(wǎng)絡轉換的延遲。

SENS Ad-hoc自組織網(wǎng)絡主要技術特點有：①創(chuàng)新的減少射頻干擾方法；②分布式頻譜設計算法（重復使用，頻率，調(diào)制...）；③網(wǎng)狀網(wǎng)絡自結構，采用自動角色選擇算法（DRSA），權函數(shù)算法（鏈路質(zhì)量、等級標識、根級別的ID...），動態(tài)網(wǎng)絡優(yōu)化算法，增強的移動網(wǎng)狀網(wǎng)絡路由算法等，可以實現(xiàn)最優(yōu)路徑、自適應調(diào)制和編碼速率，以及最小維護、最小的網(wǎng)絡開銷，優(yōu)化的多播/廣播。

三.技術關鍵應用

如何使得SENS網(wǎng)絡與遠程指揮平臺建立三維立體式的網(wǎng)絡拓撲結構，在此基礎建立各類視頻等數(shù)據(jù)應用層。

1.衛(wèi)星通信方式

通過衛(wèi)星通信回傳鏈路作為SENS的骨干網(wǎng)接入，實現(xiàn)現(xiàn)場指揮中心與跨地域遠程指揮的語音、視頻、數(shù)據(jù)等信息互聯(lián)互通。現(xiàn)場衛(wèi)星通信平臺載體包括車、船、航空平臺（飛機、無人機、飛艇、高空氣球等）、列車等。相應的通信系統(tǒng)有動中通、靜中通等，頻段有L、S、Ku、Ka、C、X等。

2.遠程微波通信方式

通過遠程微波通信模組可以實現(xiàn)自組織網(wǎng)絡之間10km以上的無線語音、視頻、數(shù)據(jù)等信息的相互通信。

3.機載寬帶通信方式

通過架設在機載平臺里的寬帶通信模塊，與地面現(xiàn)場指揮中心的地面寬帶通信模塊?？梢詫崿F(xiàn)自組織網(wǎng)絡之間范圍達180km以上的語音、視頻、數(shù)據(jù)等信息寬帶通信(5Mbit/s以上)。

四.SENS應用于新聞廣播領域的前景

如果某地域發(fā)生重大災害應急新聞事件發(fā)生地，公網(wǎng)傳輸設施容易被破壞而不能夠使用，而通過SENS自組織網(wǎng)絡設備，在新聞現(xiàn)場發(fā)生地的多名新聞采集員與現(xiàn)場新聞采集車能夠形成一個完整的現(xiàn)場自組織網(wǎng)絡。這樣，所有現(xiàn)場新聞采集員所采集的信息能不通過公網(wǎng)就實時互相焦爐，并與現(xiàn)場新聞采集車通互聯(lián)互通?，F(xiàn)場新聞采集車通過衛(wèi)星回傳鏈路與跨地域的遠程新聞中心互相通信。這樣就能使新聞中心實時、穩(wěn)定地了解現(xiàn)場新聞事件的連續(xù)進展，從而對現(xiàn)場新聞事件進行連續(xù)追蹤報導。

SENS網(wǎng)絡與遠程指揮平臺建立三維立體式的網(wǎng)絡拓撲結構

綜上所述，相信基于最新一代4G OFDMA技術的SENS在新華社各類突發(fā)重大新聞事件一線采訪中必將提供有力的現(xiàn)代化技術保障，實現(xiàn)新聞采集、編輯、傳輸?shù)膶崟r性與時效性。

SENS應用于現(xiàn)場新聞播送