北斗三號格式化短報文傳輸技術(shù)與推廣應(yīng)用

梁楠 高志軍 代洪衛(wèi)/文

伴隨著北斗三號全球組網(wǎng)，北斗全球短報文功能開通，區(qū)域乃至全球?qū)Ρ倍范虉笪耐ㄐ诺男枨髮⒂瓉硇略鲩L，但受限于窄帶寬、低容量、高延遲等局限性，亟需開展北斗格式化短報文應(yīng)用技術(shù)研究，以滿足各行業(yè)對短報文通信的定制化應(yīng)用需求。

本文重點突破動態(tài)可擴(kuò)展的北斗格式化短報文協(xié)議定制、北斗RDSS長報文可靠通信機(jī)制研究、面向北斗短報文的多媒體壓縮傳輸?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，基于北斗二號和北斗三號短報文數(shù)據(jù)傳輸鏈路，實現(xiàn)可定制、高效、穩(wěn)定、兼容的信息傳輸；研制應(yīng)用系統(tǒng)，包括用戶端、中心端應(yīng)用組件，作為底層應(yīng)用中間件，為上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸支持；依托相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)成果，圍繞國防軍工、應(yīng)急管理、生態(tài)環(huán)保等行業(yè)領(lǐng)域，開展項目應(yīng)用，為各類業(yè)務(wù)應(yīng)用提供靈活定制、用戶友好、穩(wěn)定可靠的北斗短報文傳輸服務(wù)。

關(guān)鍵技術(shù)突破

重點突破動態(tài)可擴(kuò)展的北斗格式化短報文協(xié)議定制、北斗RDSS長報文可靠通信機(jī)制研究、面向北斗短報文的多媒體壓縮傳輸?shù)热楆P(guān)鍵技術(shù)：

動態(tài)可擴(kuò)展的北斗格式化短報文協(xié)議定制研究動態(tài)可擴(kuò)展的北斗格式化短報文協(xié)議，實現(xiàn)基于用戶自定義的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系以及數(shù)據(jù)處理規(guī)則等，生成相應(yīng)的北斗格式化短報文編碼、解析、數(shù)據(jù)合法性檢驗以及報文規(guī)則處理等應(yīng)用處理組件，輔助北斗格式化報文的輸入、編碼、解碼、可視化與傳輸調(diào)度；能夠自主匹配北斗二號、三號短報文數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，實現(xiàn)北斗格式化報文的編解碼，并支持基于北斗RDSS、移動網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等多種鏈路的格式化短報文協(xié)議的遠(yuǎn)程更新與擴(kuò)展。

北斗RDSS 長報文可靠通信機(jī)制研究研究利用北斗RDSS，實現(xiàn)北斗長報文可靠通信的機(jī)制，自動把大量信息切割成符合北斗短報文通信的信息，定制北斗長報文通信協(xié)議，實現(xiàn)信息完整性、準(zhǔn)確性的校驗機(jī)制，保證信息的完整、可靠；在信息傳輸過程中，接收方通過協(xié)議判定接收的信息是否完整、正確，如果不完整、不正確，反饋給發(fā)送方，發(fā)送方自動補(bǔ)發(fā)丟失信息或充分錯誤信息，直到接收方接到完整、正確的信息。

面向北斗短報文的多媒體壓縮傳輸基于主流多媒體壓縮傳輸技術(shù)，突破低碼率的語音、圖像壓縮傳輸技術(shù)，結(jié)合北斗二號/三號RDSS 的傳輸特點、傳輸容量，在保障基本語音、圖像質(zhì)量和延時性能的前提下，設(shè)計符合北斗RDSS通信信道的語音、圖像壓縮傳輸方案，實現(xiàn)語音、圖像壓縮、編碼、傳輸和解碼等功能，保證語音、圖像數(shù)據(jù)的保質(zhì)、高效和穩(wěn)定傳輸。項目總體架構(gòu)，如圖1所示。

圖1 總體架構(gòu)圖

應(yīng)用系統(tǒng)研制

基于關(guān)鍵技術(shù)研究成果，研制北斗格式化短報文應(yīng)用系統(tǒng)，定制用戶端、中心端應(yīng)用組件。用戶端應(yīng)用組件可嵌入北斗手持型終端或北斗指揮型終端中，主要提供北斗格式化短報文的輸入、編碼、解碼、可視化、傳輸調(diào)度等服務(wù)；中心端應(yīng)用組件可嵌入后臺指控系統(tǒng)中，主要提供北斗格式化短報文的用戶自定義、協(xié)議組件更新（輸入組件、編解碼組件、可視化組件、傳輸調(diào)度組件等）以及輸入、編碼、解碼、傳輸調(diào)度等服務(wù)；依托各類服務(wù)，為上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)傳輸支持。系統(tǒng)組成，如圖2所示（見下頁）。

圖2 系統(tǒng)組成圖

行業(yè)應(yīng)用推廣及社會效益

依托相關(guān)系統(tǒng)建設(shè)成果，圍繞國防軍工、應(yīng)急管理、生態(tài)環(huán)保等行業(yè)領(lǐng)域，開展項目的實施與推廣應(yīng)用，根據(jù)行業(yè)特點定制北斗格式化短報文傳輸協(xié)議，通過北斗RDSS通信鏈路的格式化短報文、多媒體信息的高效、穩(wěn)定、兼容傳輸，緩解日益增長的北斗短報文應(yīng)用需求與北斗窄帶寬、低容量、高延遲等局限性的矛盾，取得了良好的社會效益。

應(yīng)急管理方面目前城市應(yīng)急管理存在各職能部門統(tǒng)一聯(lián)動難、傳統(tǒng)通信方式可靠性低的問題，北斗短報文作為傳統(tǒng)通信方式的重要補(bǔ)充手段，在有線網(wǎng)絡(luò)無法覆蓋、電臺失效的突發(fā)情況下，能夠為前方和后端提供可靠的通信方式。將北斗與應(yīng)急管理結(jié)合，面向應(yīng)急管理典型應(yīng)用場景，制定符合行業(yè)特色的北斗格式化報文協(xié)議，通過北斗RDSS 通信鏈路將事件現(xiàn)場的多媒體信息上傳至相關(guān)職能部門，有利于現(xiàn)場實況的多樣性表達(dá)，為職能部門進(jìn)行指揮決策及分析評估提供直觀的輔助信息，對提高政府對突發(fā)公共事件的應(yīng)急處置能力，有效降低或緩解其危害與影響，創(chuàng)造并維護(hù)良好的公共安全環(huán)境具有實際意義。

生態(tài)環(huán)保方面“北斗+遙感+地理信息+物聯(lián)網(wǎng)”能夠全方位、多層次、全天時、全天候的獲取地表資源信息，監(jiān)測生態(tài)環(huán)境狀態(tài)，通過建立符合生態(tài)環(huán)保特點的北斗格式化短報文協(xié)議，將采集的現(xiàn)場環(huán)境污染多媒體信息通過北斗RDSS通信鏈路上傳至相關(guān)監(jiān)管部門，使監(jiān)管部門及時、全面地掌握敏感環(huán)境區(qū)域的環(huán)境污染、生態(tài)環(huán)境、環(huán)境災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展與演變過程，為保護(hù)環(huán)境、應(yīng)對環(huán)境事故、遏止環(huán)境污染和生態(tài)破壞提供科學(xué)的決策依據(jù)，提高北斗短報文通信在國家環(huán)境管理、環(huán)境建設(shè)和應(yīng)急響應(yīng)體系中的應(yīng)用效益。