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中大新招編碼 數據不再甩漏

2018-05-17
■楊偉豪正申請將其研發的分批稀疏編碼納入為國際通信標準。 中大供圖■楊偉豪正申請將其研發的分批稀疏編碼納入為國際通信標準。 中大供圖

簡化程序網絡傳輸快逾五成 申納國際通訊標準

香港文匯報訊(記者 高鈺)智慧城市涉及高效的資訊網絡系統,當中的數據傳輸可靠性、速度以及基站安裝成本,被視為成功的關鍵。 中文大學研發的「分批稀疏編碼(BATS code)」技術,透過簡化編碼和解碼程序,以發送信息的「憑據」(evidence)代替發送整個信息,並由接收器收到「憑據」後重組還原,大大提升網絡傳輸速率逾五成半,亦可讓數據流失減少近三成,令網絡通訊更有效率和安全。團隊並正申請將BATS code納入國際通訊的編碼標準,爭取成為新世代通訊的基礎。

香港致力推動智慧城市發展,其中一個重點項目包括引入「多功能智慧燈柱」,為市民帶來即時交通、天氣、空氣質素等資訊,並作為Wi-Fi和第五代流動通訊(5G)基站,而燈柱之間數據傳輸可靠性、速度與安裝成本,將會是成功實現計劃的指標。

睇片「起格」因數據丟包

除了流動無線技術的收發效能外,如何進行編碼亦是資訊網絡的關鍵。中大卓敏信息工程學講座教授兼網絡編碼研究所聯席主任楊偉豪及其團隊研發的BATS code,便可以為智慧燈柱發展提供重要支持。

他解釋指,傳統網絡編碼涉及繁複運算方法,每當信息經過一個無線鏈路,例如路由器(Router),數據都有所損耗及流失,最常見的現象是觀看網上視頻時出現「起格」(畫面不流暢)或延遲情況,正是因為數據丟包 (Packet loss)造成。

楊偉豪及團隊花7年時間研發的BATS code,便透過簡化編碼和解碼程序,以編碼器取代路由器,發送信息的「憑據」而非整個信息,接收器收到「憑據」後可快速解碼重組還原信息,令網絡通訊更有效率、可靠、穩定和安全。

團隊舉例指,以包含2個中繼節點和3個路由器的線型網絡為例,BATS code可以提升56%傳輸速率及減少29%數據流失。

低耗能通訊器材夠應付

由於新編碼技術將需要發送的信息簡化成「憑據」,對硬件要求不高,低耗能的通訊器材已足夠應付。

而測試亦顯示,在涉及數百至一千個中繼節點或路由器的繁雜無線網絡中,以BATS code作數據傳輸仍維持高效流暢,意味茼p果應用在智能燈柱,即使燈柱數目綿延不絕,也無須增設Wi-Fi發射站或額外鋪設光纖網絡,燈柱收集的數據也能快速傳輸,供市民及分析統計之用。

研究團隊指,BATS code已取得歐美等地多項專利,亦與各地電子基建供應商接洽磋商應用,除了與香港應用科技研究院探討如何實現智慧燈柱外,亦有聯同北京航天科技單位,研究將BATS code應用於衛星通訊上。

團隊又與加拿大的大學合作,計劃將技術套用在水底聲波傳輸網絡,以監察當地民用水底基建項目運作,克服海洋數據傳輸的障礙。楊偉豪期望,BATS code下一步可配合熱氣球,在偏遠山區搭建空中的無線網絡,或配合航拍機進入災區,即時傳輸現場數據,協助緊急救援。

展望未來,楊偉豪指,透過BATS code增加網絡容量和解決無線通訊過程中數據丟失的難題,對於智能機械人、車聯網(Internet of Vehicles,IoV)、物聯網(Internet of Things,IoT)、霧運算(Fog Computing)等新興科技都有幫助。

其團隊並正向工程學國際權威組織「電機及電子工程師學會」(IEEE)申請,將BATS code納入國際通訊的編碼標準,爭取成為未來通訊的基礎。

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