2013国家科技支撑计划—— 新闻报道指挥调度供稿与采编发综合技术及系统研发

作者:发布时间:2018-12-13

研究目标

   根据《2009—2020 年我国重点媒体国际传播能力建设总体规划》,面 向我国新闻传播事业和传媒产业发展需求,针对重大新闻、突发性事件报 道的特点和需求,以自主创新技术为依托,以完成最有效的基本通信保障 任务为出发点,开展信息编码、信道传输、资源调度等关键技术研究。开 发符合我国国情、具有自主知识产权、安全可靠的集中指挥调度及供稿系 统,构建我国重大新闻报道集中指挥调度供稿技术体系,完成信息编码器、 调制解调器、便携终端等样机的研制。在此基础上,搭建试验系统开展外 场测试工作,构建应用示范系统,为重大新闻报道支撑系统平台奠定技术 基础。

难点技术

   针对重大新闻报道需求,重大新闻报道集中指挥调度供稿系统主要技 术难点包括复杂短波信道环境的高码率传输和高效可靠的大容量媒体数 据传输两个方面。

复杂短波信道环境的高码率传输

  通常提高传输信道码率的有效方法包括扩展射频带宽、采用高阶调制 等,在复杂的短波信道环境下,这些方法都面临一定的困难,本课题需要 对问题进行深入分析、研究并加以解决。

  短波的基本传播途径有两个:地波和天波。地波沿地球表面传播,其 传播距离取决于地表介质特性,由于陆地表面介质电导特性差,信号衰耗 快,短波信号沿地面最多只能传播几十公里,难以实现远距离传输。短波 信号由天线发出后,可经电离层反射回地面,又由地面反射到电离层,可 通过反射多次,实现全球无中继传播,且不受地面障碍物阻挡。但其传播 过程中,路径衰耗、时间延迟、大气噪声、多径效应、电离层衰落等因素, 都会造成信号的弱化和畸变,影响短波通信的效果。针对天波的传播特性 和干扰分析,参照短波信道模型,研究指挥调度供稿短波链路中高效可靠 短波传输方式是本课题的难点之一。

高效可靠的大容量媒体数据传输

  由于传输信道存在噪声和干扰,在信道编码基础上,为保证信息可靠 性、完整性,通常还采用重复发送、握手确认方式完成媒体数据尤其是大 容量媒体数据的可靠传输。但是,通过传统的重复发送方式会严重降低传 输效率;通过收发握手协议确认,可避免不必要的重传,但需要回传信道 支持,而且随着信道延时、误码率的提升,协议开销迅猛增长,严重影响 数据传输效率。如何兼顾媒体数据传输系统的传输效率与可靠性,降低对 回传信道的依赖是重大新闻报道供稿系统需要关注的问题。

技术方案

异构联合通信

  本课题针对各种传输手段之间存在的差异,从分析通信链路特性入 手,使系统可以智能的选择一种最佳的通信手段,达到快速、完整、安全 传输数据的技术要求。异构联合通信关键技术主要包括:

  • 研究异构网络融合架构,屏蔽异构网络之间的差异性。

  • 研究异构网络之间的相互协调技术,并在此基础上研究多梯度 业务数据的链路选择算法,在提高异构网络资源的利用率的同 时,保障多梯度业务数据传输的 Qos要求。

宽带短波传输技术

  针对短波信道的传输特性,根据重大新闻报道中指挥调度供稿服务要 求,支持机动灵活、实时可靠通信业务;研究强纠错能力的信道编码技术, 以提高数据率和扩大覆盖范围;研究支持宽带、具有更高频谱利用效率的 短波链路调制技术。新闻报道指挥调度供稿短波链路关键技术主要包括:

  • 研究优化的时-频同步算法,降低同步算法和系统频谱资源开 销;

  • 根据新闻报道现场设备机动性和台站设备高传输率要求差异,研究SC-FDE和COFDM两种不同的均衡方式,支持更宽的系统带宽;

  • 针对双选择信道,采用性能优越的估计和均衡技术,提高系统 抵抗多径和多普勒干扰,降低系统频谱资源开销;

  • 适用于短波信道的多进制短 LDPC码和分层编码技术;

  • 短波信道频谱感知技术。

高效可靠的信息编码技术

  喷泉码是针对大规模数据传输应用特点提出的一种可靠传输信息编 码方案,特别适用于单向信道的媒体数据推送/下载传输。本课题拟采用 喷泉码作为信息编码手段,实现媒体数据高效、可靠的传输。 本部分的研究将从通信信道的数据误包特性入手,兼顾分发系统服务 区内接收终端误包差异的现实特点,通过优化度分布获得性能优越的喷泉 码码字。根据稀疏矩阵特性,分析矩阵消元过程,兼顾系统性能,研究逐 步矩阵元素消除方法,实现分步解码,降低接收机解码突发运算负荷。

创新点

  • 首次将喷泉码技术应用于大容量媒体数据可靠传输:将喷泉码技术应用于大容量新闻稿件传输,可大幅降低信道握手开销, 保证新闻信息的高效、完整传输。

  • 创新性的提出一种低复杂度、可分步实现的喷泉码解码算法:根据矩阵逐步消元原理,避免喷泉码统一译码带来的突发运算负荷猛 增,加快信息译码速度。

  • 采用前导符号进行快速信道同步,适应通信要求:通过设计性能优越的前导符号,研究低复杂度、快速准确的时间-频 率联合同步算法,实现低开销的时间频率同步,提升系统传输能力。

  • 采用单载波频域均衡,降低移动发射信号的峰均比: 单载波频域均衡(SC-FDE)采用与 OFDM 类似的频域均衡技术,综合 了 OFDM对抗多径和单载波低峰均比的双重优点,适合于移动发射系统。

  • 采用更先进的信道编码技术,降低接收门限:采用短 LDPC 码及分层编码技术,提高信道编码性能,降低系统的接 收信噪比门限,提高传输系统通信容量。

  • 采用多维向量空间的联合控制技术:根据链路选择中决策因素多维化的特征,利用向量距离判断当前业务 数据与网络的相似度,提高链路选择的准确性。