基于最新一代4G OFDMA技术的SENS自组网技术在新华社现场采编传输系统中的应用研讨

+ 黄春晨 顾春林（德芯科技）

基于独有的自组织应急网络（SENS）专利技术，能确保实现海陆空天多维立体组网宽带通信体系，为新闻界提供立体式的海陆空天多维新闻采访新模式和全方面、交互式的采访体制，提供海上、陆地、空中的多样采访手段，满足DSNG的特殊采编、传输需求，形成立体、交互、实时、多样的新闻采访直播效果。

一.技术背景

目前的通信网络基于固定、基站蜂窝等形式，仅可以满足常态使用，但在应急抢险、灾害救护、国土防卫、公安、消防应急处置等应用领域中，常规网络临界状态的任何细小错误均将导致大面积通信系统瘫痪；另一方面，当前无线电系统仅能提供数量有限的用户或蜂窝区域覆盖，或在吞吐量和带宽等方面有限制；因此，目前的通信网络架构不适合战术通信、国土安全、灾害救援或消防应急处置。

如2008年汶川地震中，所有常规通信网络（无论移动还是固定电话）全部瘫痪，只有卫星通信尚能体现价值。但卫星通信也面临量少、价高、本地接入覆盖有限等缺点。同时, 救援等现场往往聚集多部门不同团队人员, 如消防、公安、武警、民政、医疗救护、水利、地震、气象、交通、国务院/省市地方政府部门行政单位等，不同部委的内部通信联系采用其自有体系，仅能保证体系内的互通，无法保障跨部门互联协作；另一问题在于，如何使得地面载体(车辆、列车等)与空中的升空平台（飞机、直升机、无人机、飞艇、高空气球等）与水域的船只、舰艇救援等形成立体式的跨地域三维架构互联互通体制，以克服救援中的地面障碍物（山坡、山峰、高层建筑等）造成的网络障碍。

基于上述现有传统通信网络技术的缺憾与现实需求的紧迫性，需要发展更加灵活，能自我优化和自我配置架构，能使移动节点与每个其他设备直接沟通，或通过其他节点作为中继或网状节点进行通信。该解决方案将使移动节点快速部署和自动建立网络的操作变得可行，网络可自我管理和自我修复，不需要任何固定基础设施或网络管理中心。通过实时优化技术，将实现CPU最低功耗运行能力，适应野外长期作业需求。

基于4G OFDMA技术的SENS网络能满足实现上述各项严格要求

SENS系统框架图如图1所示：

图1 自组织网络拓扑结构图

二. 技术介绍

1.OFDMA技术介绍

正交频分多址（OFDMA）是正交频分复用（OFDM）技术的演进。在利用OFDM对信道进行子载波化后，在部分子载波上加载传输数据的传输技术 。

OFDMA特点有：①通过采用可扩展的OFDMA，可以支持多种信道带宽；②当采用OFDMA时，频率复用效率最高；③较高的频谱效率，如下行链路及上行链路上所用的子信道化模式，在各子载波级分配中具有最大灵活性；④OFDMA中子载波在子信道中的分配无需邻接，有利于实现频率分集；⑤支持对每帧子载波级的传输进行优化的功率控制。子载波具有正交性，无需像在CDMA系统中那样严格控制功率。

在OFDMA系统中，用户仅仅使用所有子载波中的一部分，如果同一个帧内用户的定时偏差和频率偏差足够小，则系统内就不会存在小区内的干扰，比码分系统更有优势。由于OFDMA可以把跳频技术和OFDM技术相结合，因此可以构成一种更为灵活的多址方案。此外，OFDMA可以灵活地适应带宽要求，可以与动态信道分配技术结合使用，以支持高速的数据传输。

2.SENS Ad-hoc自组织网介绍

SENS Ad-hoc自组织网是目前唯一的可移动OFDMA-SENS技术，利用无线网状网可实现动态自组织、自我配置、自我修复。在不同的环境下，允许方便、快捷、高度可扩展、可靠和具有成本效益的网络部署。OFDMA可提高系统的整体能力，以克服多径、非视距等困难，提高系统性能和移动性，可以通过使用帧的持续时间2.5ms来优化网络转换的延迟。

SENS Ad-hoc自组织网络主要技术特点有：①创新的减少射频干扰方法；②分布式频谱设计算法（重复使用，频率，调制...）；③网状网络自结构，采用自动角色选择算法（DRSA），权函数算法（链路质量、等级标识、根级别的ID...），动态网络优化算法，增强的移动网状网络路由算法等，可以实现最优路径、自适应调制和编码速率，以及最小维护、最小的网络开销，优化的多播/广播。

三.技术关键应用

如何使得SENS网络与远程指挥平台建立三维立体式的网络拓扑结构，在此基础建立各类视频等数据应用层。

1.卫星通信方式

通过卫星通信回传链路作为SENS的骨干网接入，实现现场指挥中心与跨地域远程指挥的语音、视频、数据等信息互联互通。现场卫星通信平台载体包括车、船、航空平台（飞机、无人机、飞艇、高空气球等）、列车等。相应的通信系统有动中通、静中通等，频段有L、S、Ku、Ka、C、X等。

2.远程微波通信方式

通过远程微波通信模组可以实现自组织网络之间10km以上的无线语音、视频、数据等信息的相互通信。

3.机载宽带通信方式

通过架设在机载平台里的宽带通信模块，与地面现场指挥中心的地面宽带通信模块。可以实现自组织网络之间范围达180km以上的语音、视频、数据等信息宽带通信(5Mbit/s以上)。

四.SENS应用于新闻广播领域的前景

如果某地域发生重大灾害应急新闻事件发生地，公网传输设施容易被破坏而不能够使用，而通过SENS自组织网络设备，在新闻现场发生地的多名新闻采集员与现场新闻采集车能够形成一个完整的现场自组织网络。这样，所有现场新闻采集员所采集的信息能不通过公网就实时互相焦炉，并与现场新闻采集车通互联互通。现场新闻采集车通过卫星回传链路与跨地域的远程新闻中心互相通信。这样就能使新闻中心实时、稳定地了解现场新闻事件的连续进展，从而对现场新闻事件进行连续追踪报导。

SENS网络与远程指挥平台建立三维立体式的网络拓扑结构

综上所述，相信基于最新一代4G OFDMA技术的SENS在新华社各类突发重大新闻事件一线采访中必将提供有力的现代化技术保障，实现新闻采集、编辑、传输的实时性与时效性。

SENS应用于现场新闻播送