北斗三号格式化短报文传输技术与推广应用

梁楠 高志军 代洪卫/文

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（见下页）。

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。