北斗三號格式化短報文傳輸技術與推廣應用

梁楠 高志軍 代洪衛/文

伴隨著北斗三號全球組網，北斗全球短報文功能開通，區域乃至全球對北斗短報文通信的需求將迎來新增長，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用技術研究，以滿足各行業對短報文通信的定制化應用需求。

本文重點突破動態可擴展的北斗格式化短報文協議定制、北斗RDSS長報文可靠通信機制研究、面向北斗短報文的多媒體壓縮傳輸等關鍵技術，基于北斗二號和北斗三號短報文數據傳輸鏈路，實現可定制、高效、穩定、兼容的信息傳輸；研制應用系統，包括用戶端、中心端應用組件，作為底層應用中間件，為上層業務系統提供數據傳輸支持；依托相關系統建設成果，圍繞國防軍工、應急管理、生態環保等行業領域，開展項目應用，為各類業務應用提供靈活定制、用戶友好、穩定可靠的北斗短報文傳輸服務。

關鍵技術突破

重點突破動態可擴展的北斗格式化短報文協議定制、北斗RDSS長報文可靠通信機制研究、面向北斗短報文的多媒體壓縮傳輸等三項關鍵技術：

動態可擴展的北斗格式化短報文協議定制研究動態可擴展的北斗格式化短報文協議，實現基于用戶自定義的數據、數據關聯關系以及數據處理規則等，生成相應的北斗格式化短報文編碼、解析、數據合法性檢驗以及報文規則處理等應用處理組件，輔助北斗格式化報文的輸入、編碼、解碼、可視化與傳輸調度；能夠自主匹配北斗二號、三號短報文數據傳輸協議，實現北斗格式化報文的編解碼，并支持基于北斗RDSS、移動網絡、互聯網等多種鏈路的格式化短報文協議的遠程更新與擴展。

北斗RDSS 長報文可靠通信機制研究研究利用北斗RDSS，實現北斗長報文可靠通信的機制，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議，實現信息完整性、準確性的校驗機制，保證信息的完整、可靠；在信息傳輸過程中，接收方通過協議判定接收的信息是否完整、正確，如果不完整、不正確，反饋給發送方，發送方自動補發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，突破低碼率的語音、圖像壓縮傳輸技術，結合北斗二號/三號RDSS 的傳輸特點、傳輸容量，在保障基本語音、圖像質量和延時性能的前提下，設計符合北斗RDSS通信信道的語音、圖像壓縮傳輸方案，實現語音、圖像壓縮、編碼、傳輸和解碼等功能，保證語音、圖像數據的保質、高效和穩定傳輸。項目總體架構，如圖1所示。

圖1 總體架構圖

應用系統研制

基于關鍵技術研究成果，研制北斗格式化短報文應用系統，定制用戶端、中心端應用組件。用戶端應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、傳輸調度等服務；中心端應用組件可嵌入后臺指控系統中，主要提供北斗格式化短報文的用戶自定義、協議組件更新（輸入組件、編解碼組件、可視化組件、傳輸調度組件等）以及輸入、編碼、解碼、傳輸調度等服務；依托各類服務，為上層業務系統提供數據傳輸支持。系統組成，如圖2所示（見下頁）。

圖2 系統組成圖

行業應用推廣及社會效益

依托相關系統建設成果，圍繞國防軍工、應急管理、生態環保等行業領域，開展項目的實施與推廣應用，根據行業特點定制北斗格式化短報文傳輸協議，通過北斗RDSS通信鏈路的格式化短報文、多媒體信息的高效、穩定、兼容傳輸，緩解日益增長的北斗短報文應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。

應急管理方面目前城市應急管理存在各職能部門統一聯動難、傳統通信方式可靠性低的問題，北斗短報文作為傳統通信方式的重要補充手段，在有線網絡無法覆蓋、電臺失效的突發情況下，能夠為前方和后端提供可靠的通信方式。將北斗與應急管理結合，面向應急管理典型應用場景，制定符合行業特色的北斗格式化報文協議，通過北斗RDSS 通信鏈路將事件現場的多媒體信息上傳至相關職能部門，有利于現場實況的多樣性表達，為職能部門進行指揮決策及分析評估提供直觀的輔助信息，對提高政府對突發公共事件的應急處置能力，有效降低或緩解其危害與影響，創造并維護良好的公共安全環境具有實際意義。

生態環保方面“北斗+遙感+地理信息+物聯網”能夠全方位、多層次、全天時、全天候的獲取地表資源信息，監測生態環境狀態，通過建立符合生態環保特點的北斗格式化短報文協議，將采集的現場環境污染多媒體信息通過北斗RDSS通信鏈路上傳至相關監管部門，使監管部門及時、全面地掌握敏感環境區域的環境污染、生態環境、環境災害的發生、發展與演變過程，為保護環境、應對環境事故、遏止環境污染和生態破壞提供科學的決策依據，提高北斗短報文通信在國家環境管理、環境建設和應急響應體系中的應用效益。