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北斗三号格式化短报文 传输技术与推广应用

发布时间:2022年07月20日 来源:中国自动识别网 作者:梁楠 高志军 代洪卫

伴随着北斗三号全球组网,北斗全球短报文功能开通,区域乃至全球对北斗短报文通信的需求将迎来新增长,但受限于窄带宽、低容量、高延迟等局限性,亟需开展北斗格式化短报文应用技术研究,以满足各行业对短报文通信的定制化应用需求。
本文重点突破动态可扩展的北斗格式化短报文协议定制、北斗RDSS长报文可靠通信机制研究、面向北斗短报文的多媒体压缩传输等关键技术,基于北斗二号和北斗三号短报文数据传输链路,实现可定制、高效、稳定、兼容的信息传输;研制应用系统,包括用户端、中心端应用组件,作为底层应用中间件,为上层业务系统提供数据传输支持;依托相关系统建设成果,围绕国防军工、应急管理、生态环保等行业领域,开展项目应用,为各类业务应用提供灵活定制、用户友好、稳定可靠的北斗短报文传输服务。
 
关键技术突破
重点突破动态可扩展的北斗格式化短报文协议定制、北斗RDSS长报文可靠通信机制研究、面向北斗短报文的多媒体压缩传输等三项关键技术:
动态可扩展的北斗格式化短报文协议定制  研究动态可扩展的北斗格式化短报文协议,实现基于用户自定义的数据、数据关联关系以及数据处理规则等,生成相应的北斗格式化短报文编码、解析、数据合法性检验以及报文规则处理等应用处理组件,辅助北斗格式化报文的输入、编码、解码、可视化与传输调度;能够自主匹配北斗二号、三号短报文数据传输协议,实现北斗格式化报文的编解码,并支持基于北斗RDSS、移动网络、互联网等多种链路的格式化短报文协议的远程更新与扩展。
北斗RDSS长报文可靠通信机制研究  研究利用北斗RDSS,实现北斗长报文可靠通信的机制,自动把大量信息切割成符合北斗短报文通信的信息,定制北斗长报文通信协议,实现信息完整性、准确性的校验机制,保证信息的完整、可靠;在信息传输过程中,接收方通过协议判定接收的信息是否完整、正确,如果不完整、不正确,反馈给发送方,发送方自动补发丢失信息或充分错误信息,直到接收方接到完整、正确的信息。
面向北斗短报文的多媒体压缩传输  基于主流多媒体压缩传输技术,突破低码率的语音、图像压缩传输技术,结合北斗二号/三号RDSS的传输特点、传输容量,在保障基本语音、图像质量和延时性能的前提下,设计符合北斗RDSS通信信道的语音、图像压缩传输方案,实现语音、图像压缩、编码、传输和解码等功能,保证语音、图像数据的保质、高效和稳定传输。项目总体架构,如图1所示。
 图1  总体架构图
 
应用系统研制
基于关键技术研究成果,研制北斗格式化短报文应用系统,定制用户端、中心端应用组件。用户端应用组件可嵌入北斗手持型终端或北斗指挥型终端中,主要提供北斗格式化短报文的输入、编码、解码、可视化、传输调度等服务;中心端应用组件可嵌入后台指控系统中,主要提供北斗格式化短报文的用户自定义、协议组件更新(输入组件、编解码组件、可视化组件、传输调度组件等)以及输入、编码、解码、传输调度等服务;依托各类服务,为上层业务系统提供数据传输支持。系统组成,如图2所示。
图 2  系统组成图
 
行业应用推广及社会效益
依托相关系统建设成果,围绕国防军工、应急管理、生态环保等行业领域,开展项目的实施与推广应用,根据行业特点定制北斗格式化短报文传输协议,通过北斗RDSS通信链路的格式化短报文、多媒体信息的高效、稳定、兼容传输,缓解日益增长的北斗短报文应用需求与北斗窄带宽、低容量、高延迟等局限性的矛盾,取得了良好的社会效益。
应急管理方面  目前城市应急管理存在各职能部门统一联动难、传统通信方式可靠性低的问题,北斗短报文作为传统通信方式的重要补充手段,在有线网络无法覆盖、电台失效的突发情况下,能够为前方和后端提供可靠的通信方式。将北斗与应急管理结合,面向应急管理典型应用场景,制定符合行业特色的北斗格式化报文协议,通过北斗RDSS通信链路将事件现场的多媒体信息上传至相关职能部门,有利于现场实况的多样性表达,为职能部门进行指挥决策及分析评估提供直观的辅助信息,对提高政府对突发公共事件的应急处置能力,有效降低或缓解其危害与影响,创造并维护良好的公共安全环境具有实际意义。
生态环保方面   “北斗+遥感+地理信息+物联网”能够全方位、多层次、全天时、全天候的获取地表资源信息,监测生态环境状态,通过建立符合生态环保特点的北斗格式化短报文协议,将采集的现场环境污染多媒体信息通过北斗RDSS通信链路上传至相关监管部门,使监管部门及时、全面地掌握敏感环境区域的环境污染、生态环境、环境灾害的发生、发展与演变过程,为保护环境、应对环境事故、遏止环境污染和生态破坏提供科学的决策依据,提高北斗短报文通信在国家环境管理、环境建设和应急响应体系中的应用效益。 
 
作者单位:梁楠、高志军/航天宏图信息技术股份有限公司
代洪卫/北京航天制造科技发展有限公司
《中国自动识别技术》2022年第3期总第96期

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