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第1012章 通信中继平台
尽管常浩南在文件当中写的是依靠「地面站」来进行通信中继，但这只是为了让上级和兄弟单位的同志更容易理解而采用的一种笼统说法而已。
实际上，负责通信中继的节点并不需要拘泥于形式。
毕竟，在不远的未来就要规划低轨道中继通信星座的前提下，真的花大价钱在边境和沿海地带建设成本高昂的固定通信站点，怎麽看都是一种资源浪费。
而且退一万步讲，即便不考虑这一点，固定的中继站本身在战时也是个相对脆弱的目标，很容易遭到假想敌的重点照顾。
因此，在项目正式获得批准通过之后，常浩南实际投入研发的，主要是两种平台。
一是由浙省大学主导研发，在筑堤行动时就有过亮眼表现的平流层飞艇。
这已经是相当成熟的技术，并且浙省大学近些年也没有停止对设备的升级和改进。
另外，其原本的设计目的就是作为通信中继平台，可以说完全对接了常浩南的需求。
甚至在整体架构上都无需做出太大幅度的修改，只要在原来单纯负责接收-储存-转发的基础上增加编码-解码功能即可。
由于其漂浮高度在两万米以上，远高于预警机的一般飞行高度，因此在测试当中可以作为模拟卫星的单位，用于测试飞机上半球的天线性能。
当然，因为距离更近，所以信号强度和信噪比肯定还是比真正的天基通信强得多。
而且中继站本身相对静止，无法完全还原天基通信的场景。
这也是为什麽常浩南当初一定要让张维永把卫星搞出来。
而另外一种平台，则是车载的地面通信中继站。
相比平流层飞艇，其功能更弱，且受到的杂波干扰更强，但可以实现「动中通」，也就是一边移动一边通信。
用于测试下半球的天线性能，同时模拟卫星平台不断运动，且信号弱的特性。
载具底盘倒是用不着额外研发，直接用保有量巨大的SX2190卡车改一改就行。
如果有需要的话，也可以直接搬到其它型号上面。
至于整个车载中继站的研发，常浩南既没有选择负责空警2000研发的电科14所，也没有选择负责卫星研发的空间技术研究院。
而是找上了位于石门的电科五十四所。
或者严格来说，是电科集团的领导主动向常浩南推荐了他们。
因为五十四所目前就在研发一系列面向军事通信单位和应急救援单位的卫星通信/散射通信车。
虽然跟常浩南的需要并不完全一致，但相似度至少在九成以上。
而且技术是相通的。
对此，常浩南倒是没什麽意见。
这个通信中继车的硬体层面技术难度不高，而软体的核心算法还是由他来开发，所以并不要求合作方一定具备多麽强的实力。
只要执行力够强，有学习能力就行。
况且五十四所作为网络通信研究院，也并非等闲之辈。
于是，在QC300的立项结束的大约一个月后，五月末的一天，电科五十四所总体部的负责人吴威便带着一个由四人组成的核心团队，亲自到京城找到了常浩南。
而后者也没绕弯子，直截了当地说明了自己的要求。
……
常浩南的办公室里，吴威看着手中写满密密麻麻标注的技术资料，露出有些为难的表情：
「常总，用地面车辆给飞机做通信中继……技术上倒是不难实现，但是……」
他一边小心地斟酌着语句一边说道：
「但是考虑到车辆平台的体积和功率限制，作用距离恐怕不会特别乐观呐……」
通信这种事，历来是站得高传的远，所以大部分思路都是用天上的飞机给地面做中继。
反过来的要求，吴威这辈子还是第一次听说。
「没关系，我要的就是这个效果。」
常浩南的回答更是石破天惊：
「如果传输范围太广，反而不方便测试多跳网络的理论吞吐性能。」
看着对面眼珠子都快瞪出来的吴威，他只好继续解释道：
「这种测试，无论是出于保密考虑，还是出于减少对正常生产生活的影响考虑，都必须得远离城市，所以测试区域大概率得放在西北，范围最多也就是二三百公里，我中间要保证至少经过三跳，所以车载系统的工作范围基本正好满足要求……飞艇那边还得专门降低功率才行。」
这段内容的信息量，让吴威足足消化了几分钟，才算彻底理解常浩南的最终目的：
「所以……您刚才说的网络编码技术，就是给多跳通信准备的？」
「没错。」
常浩南点点头，然后抬手指了指吴威手中的那份资料：
「你再往后翻两页，就会有相关的技术说明。」
后者赶紧低头，翻到了他所说的位置。
「当然，网络编码技术本身没什麽好说的，你是这方面的专家了，肯定研究……至少了解过。」
这个时候，常浩南又继续道：
「我们这次测试的真正核心，是利用最大秩距离码来为网络编码传输过程提供足够的纠错能力，保证即便在对手……或者自然环境导致的强大干扰中，仍然能够准确无误地传递信息。」
「MRD码麽……」
吴威把手中的资料放到桌上，做思索状：
「前两年散射通信车刚刚立项的时候，我倒是也研究过这个技术，可以在矩阵数据结构中检测和更正错误，纠错效率比传统的低密度奇偶检查码（LDPC）能提高五个数量级……」
相比于专精于卫星系统的张维永，他对这方面的了解显然更深。
「你有过研究就好。」
常浩南放下了已经拿在手里的笔：
「不光是纠错能力，单从技术上讲，MRD码还是一项几乎无法被破解的加密技术，对于通信稳定性和安全性都能有巨大的提升。」
他之所以强调从技术上讲，是因为任何加密手段都拦不住物理窃取。
在一个系统当中，最可靠和最薄弱的一环永远都是人。
「可是常总，我们当时的研究都是在超算端完成的……」
吴威皱起的眉头仍然没有舒展开来：
「MRD码的编码和解码过程依赖校验矩阵和生成矩阵，复杂程度很高，效率严重依赖算力。哪怕对于超算来说，完成一个编码-解码循环的周期有时候都要按小时来计算，要想应用到实时通信当中，对中继设备的算力要求会不会太高了些……」
对于这个结果，常浩南并不感到意外。
实际上，最大秩距离码这种效果逆天的神器之所以早在1985年被提出来但一直都没投入应用，主要就是因为编码解码过程过于复杂。
而他所实现的技术突破，也正是在这个部分。
「我想……你们当初测试的应该是加比杜林码？」
「是的。」
吴威点点头：
「毕竟那是最经典的最大秩距离码。」
「不过我们也测试了几种加比杜林码的变体，总的来说效率比原版有所提升，不过并不十分明显……」
「但我要测试的最大秩距离码，并不完全依托于加比杜林提出的概念……」
常浩南重新把刚才放下的笔拿了起来：
「关于这部分的技术细节……太长了，一两个小时讲不明白，我后面会给你一份专门的技术文件……」
「但简单来说，就是引入一个新的概念，叫做最大秩距离码的自对偶性……呃……类似于矩阵的正交概念，就是当一个MRD码C和它的对偶码C⊥相等的时候，我们认为它有自对偶性，在满足特定条件的前提下，一个MRD码一定等价于一个自对偶MRD码……」
「结合这一概念，我们可以设计出一个针对加比杜林码……当然也可以是其它MRD码的快速解码算法，也就是对于伴随式S和i=t， t-1， t-2……计算矩阵Mi和行列式det(Mi)，直到首次出现i=m使det(Mi)≠0，这里的m就是错误向量e的秩……」
「……」
「更进一步地，我们可以让合法用户A选择矩阵S丶X和G作为私钥，再通过Gcr=SG+X计算公钥，由于已知Gcr的情况下几乎不可能倒推出等号右侧的秘密矩阵，因此安全性可以获得很大提升……」
尽管是「简单来说」，但常浩南仍然说了差不多半个小时。
这还是在吴威有足够加密算法基础的前提之下。
「也就是说，我们用传统加密手段传递经过非对称加密的消息本身，然后用非对称加密传递解密所需要的密钥，这样就可以减少需要中继站纠错的数据量，保证传输效率？」
吴威试探着确认道。
常浩南欣慰地点了点头，上半身靠回到椅背上。
现在，后者至少听懂了技术路线的部分。
至于具体的算法层面……
这个急不来。
就连他本人，在有系统帮忙的情况下，都在这上面耗费了差不多一个月时间。
「我已经在小规模的有线网络当中测试了这套MRD码结合网络编码的技术。」
常浩南轻描淡写地说道：
「结果是在四路由的多跳网络当中，实际传输容量大概可以提高15-20倍，就是处理延迟稍微高了点，得按秒来算。」
「不过对于卫星通讯或者天地通讯来说，因为带宽太低，所以传输延迟会取代处理延迟占据主要地位，实际表现出来的延迟……反而会降低！」
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尽管常浩南在文件当中写的是依靠「地面站」来进行通信中继，但这只是为了让上级和兄弟单位的同志更容易理解而采用的一种笼统说法而已。
实际上，负责通信中继的节点并不需要拘泥于形式。
毕竟，在不远的未来就要规划低轨道中继通信星座的前提下，真的花大价钱在边境和沿海地带建设成本高昂的固定通信站点，怎麽看都是一种资源浪费。
而且退一万步讲，即便不考虑这一点，固定的中继站本身在战时也是个相对脆弱的目标，很容易遭到假想敌的重点照顾。
因此，在项目正式获得批准通过之后，常浩南实际投入研发的，主要是两种平台。
一是由浙省大学主导研发，在筑堤行动时就有过亮眼表现的平流层飞艇。
这已经是相当成熟的技术，并且浙省大学近些年也没有停止对设备的升级和改进。
另外，其原本的设计目的就是作为通信中继平台，可以说完全对接了常浩南的需求。
甚至在整体架构上都无需做出太大幅度的修改，只要在原来单纯负责接收-储存-转发的基础上增加编码-解码功能即可。
由于其漂浮高度在两万米以上，远高于预警机的一般飞行高度，因此在测试当中可以作为模拟卫星的单位，用于测试飞机上半球的天线性能。
当然，因为距离更近，所以信号强度和信噪比肯定还是比真正的天基通信强得多。
而且中继站本身相对静止，无法完全还原天基通信的场景。
这也是为什麽常浩南当初一定要让张维永把卫星搞出来。
而另外一种平台，则是车载的地面通信中继站。
相比平流层飞艇，其功能更弱，且受到的杂波干扰更强，但可以实现「动中通」，也就是一边移动一边通信。
用于测试下半球的天线性能，同时模拟卫星平台不断运动，且信号弱的特性。
载具底盘倒是用不着额外研发，直接用保有量巨大的SX2190卡车改一改就行。
如果有需要的话，也可以直接搬到其它型号上面。
至于整个车载中继站的研发，常浩南既没有选择负责空警2000研发的电科14所，也没有选择负责卫星研发的空间技术研究院。
而是找上了位于石门的电科五十四所。
或者严格来说，是电科集团的领导主动向常浩南推荐了他们。
因为五十四所目前就在研发一系列面向军事通信单位和应急救援单位的卫星通信/散射通信车。
虽然跟常浩南的需要并不完全一致，但相似度至少在九成以上。
而且技术是相通的。
对此，常浩南倒是没什麽意见。
这个通信中继车的硬体层面技术难度不高，而软体的核心算法还是由他来开发，所以并不要求合作方一定具备多麽强的实力。
只要执行力够强，有学习能力就行。
况且五十四所作为网络通信研究院，也并非等闲之辈。
于是，在QC300的立项结束的大约一个月后，五月末的一天，电科五十四所总体部的负责人吴威便带着一个由四人组成的核心团队，亲自到京城找到了常浩南。
而后者也没绕弯子，直截了当地说明了自己的要求。
……
常浩南的办公室里，吴威看着手中写满密密麻麻标注的技术资料，露出有些为难的表情：
「常总，用地面车辆给飞机做通信中继……技术上倒是不难实现，但是……」
他一边小心地斟酌着语句一边说道：
「但是考虑到车辆平台的体积和功率限制，作用距离恐怕不会特别乐观呐……」
通信这种事，历来是站得高传的远，所以大部分思路都是用天上的飞机给地面做中继。
反过来的要求，吴威这辈子还是第一次听说。
「没关系，我要的就是这个效果。」
常浩南的回答更是石破天惊：
「如果传输范围太广，反而不方便测试多跳网络的理论吞吐性能。」
看着对面眼珠子都快瞪出来的吴威，他只好继续解释道：
「这种测试，无论是出于保密考虑，还是出于减少对正常生产生活的影响考虑，都必须得远离城市，所以测试区域大概率得放在西北，范围最多也就是二三百公里，我中间要保证至少经过三跳，所以车载系统的工作范围基本正好满足要求……飞艇那边还得专门降低功率才行。」
这段内容的信息量，让吴威足足消化了几分钟，才算彻底理解常浩南的最终目的：
「所以……您刚才说的网络编码技术，就是给多跳通信准备的？」
「没错。」
常浩南点点头，然后抬手指了指吴威手中的那份资料：
「你再往后翻两页，就会有相关的技术说明。」
后者赶紧低头，翻到了他所说的位置。
「当然，网络编码技术本身没什麽好说的，你是这方面的专家了，肯定研究……至少了解过。」
这个时候，常浩南又继续道：
「我们这次测试的真正核心，是利用最大秩距离码来为网络编码传输过程提供足够的纠错能力，保证即便在对手……或者自然环境导致的强大干扰中，仍然能够准确无误地传递信息。」
「MRD码麽……」
吴威把手中的资料放到桌上，做思索状：
「前两年散射通信车刚刚立项的时候，我倒是也研究过这个技术，可以在矩阵数据结构中检测和更正错误，纠错效率比传统的低密度奇偶检查码（LDPC）能提高五个数量级……」
相比于专精于卫星系统的张维永，他对这方面的了解显然更深。
「你有过研究就好。」
常浩南放下了已经拿在手里的笔：
「不光是纠错能力，单从技术上讲，MRD码还是一项几乎无法被破解的加密技术，对于通信稳定性和安全性都能有巨大的提升。」
他之所以强调从技术上讲，是因为任何加密手段都拦不住物理窃取。
在一个系统当中，最可靠和最薄弱的一环永远都是人。
「可是常总，我们当时的研究都是在超算端完成的……」
吴威皱起的眉头仍然没有舒展开来：
「MRD码的编码和解码过程依赖校验矩阵和生成矩阵，复杂程度很高，效率严重依赖算力。哪怕对于超算来说，完成一个编码-解码循环的周期有时候都要按小时来计算，要想应用到实时通信当中，对中继设备的算力要求会不会太高了些……」
对于这个结果，常浩南并不感到意外。
实际上，最大秩距离码这种效果逆天的神器之所以早在1985年被提出来但一直都没投入应用，主要就是因为编码解码过程过于复杂。
而他所实现的技术突破，也正是在这个部分。
「我想……你们当初测试的应该是加比杜林码？」
「是的。」
吴威点点头：
「毕竟那是最经典的最大秩距离码。」
「不过我们也测试了几种加比杜林码的变体，总的来说效率比原版有所提升，不过并不十分明显……」
「但我要测试的最大秩距离码，并不完全依托于加比杜林提出的概念……」
常浩南重新把刚才放下的笔拿了起来：
「关于这部分的技术细节……太长了，一两个小时讲不明白，我后面会给你一份专门的技术文件……」
「但简单来说，就是引入一个新的概念，叫做最大秩距离码的自对偶性……呃……类似于矩阵的正交概念，就是当一个MRD码C和它的对偶码C⊥相等的时候，我们认为它有自对偶性，在满足特定条件的前提下，一个MRD码一定等价于一个自对偶MRD码……」
「结合这一概念，我们可以设计出一个针对加比杜林码……当然也可以是其它MRD码的快速解码算法，也就是对于伴随式S和i=t， t-1， t-2……计算矩阵Mi和行列式det(Mi)，直到首次出现i=m使det(Mi)≠0，这里的m就是错误向量e的秩……」
「……」
「更进一步地，我们可以让合法用户A选择矩阵S丶X和G作为私钥，再通过Gcr=SG+X计算公钥，由于已知Gcr的情况下几乎不可能倒推出等号右侧的秘密矩阵，因此安全性可以获得很大提升……」
尽管是「简单来说」，但常浩南仍然说了差不多半个小时。
这还是在吴威有足够加密算法基础的前提之下。
「也就是说，我们用传统加密手段传递经过非对称加密的消息本身，然后用非对称加密传递解密所需要的密钥，这样就可以减少需要中继站纠错的数据量，保证传输效率？」
吴威试探着确认道。
常浩南欣慰地点了点头，上半身靠回到椅背上。
现在，后者至少听懂了技术路线的部分。
至于具体的算法层面……
这个急不来。
就连他本人，在有系统帮忙的情况下，都在这上面耗费了差不多一个月时间。
「我已经在小规模的有线网络当中测试了这套MRD码结合网络编码的技术。」
常浩南轻描淡写地说道：
「结果是在四路由的多跳网络当中，实际传输容量大概可以提高15-20倍，就是处理延迟稍微高了点，得按秒来算。」
「不过对于卫星通讯或者天地通讯来说，因为带宽太低，所以传输延迟会取代处理延迟占据主要地位，实际表现出来的延迟……反而会降低！」
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