樹人論文刊發淺析短報文通信技術研究

　　本篇文章是由《信息通信技術》發表的一篇電子通信論文，(雙月刊)創刊于2007年，是中國聯合網絡通信集團有限公司主管、主辦的國內外公開發行的中英文科技期刊。辦刊宗旨是：“貫徹落實科學發展觀，反映國內外信息通信技術最新研究成果，提供信息通信技術交流平臺，推廣先進信息通信業務和應用，為我國建設信息社會和創新型國家服務”。

　　【摘要】介紹北斗衛星一代短報文通信技術原理和關鍵技術以及應用

　　【關鍵詞】北斗衛星一代;短報文;通信技術; 應用

　　0 前言

　　北斗衛星的短報文通信功能是美國GPS 和俄羅斯GLONASS 都不具備的特殊功能，是全球首個在定位、授時之外具備報文通信為一體的衛星導航系統。

　　北斗衛星短報文通信具有用戶機與用戶機、用戶機與地面控制中心間雙向數字報文通信功能，一般的用戶機可一次可傳輸36 個漢字，申請核準的可以達到傳送120 個漢字或240 個代碼。短報文不僅可點對點雙向通信，而且其提供的指揮端機可進行一點對多點的廣播傳輸，為各種平臺應用提供了極大便利。

　　指揮端機收到用戶機發來的短報文， 通過串口與服務器連接并且以JAVA 或其它語言編寫的通信服務解析數據，通過短信網關轉發至普通手機，以及通過通信服務可實現普通手機往用戶機發送短報文功能。

　　1 短報文通信特點

　　北斗報文通信相比較其它的衛星通信方式具有以下特點：

　　(1)北斗通信申請的信道的分析

　　通信申請的用戶機端通過“北斗”衛星與其他的用戶機建立通信申請的鏈接， 類似互聯網通信的鏈路層，只不過北斗通信是通過衛星無線互連。“衛星TCP/IP 傳輸技術”中定義的鏈路層不僅僅指整個系統的通信鏈接，而是在其的基礎上高了一個層次。“北斗”衛星通信的實際鏈路中并沒有實現鏈路控制功能，類似與互聯網的物理層。可以類比，數據丟失率類似鏈路的差錯率，通信頻度類似于傳播延遲， 信息往返同樣也存在信道的不對稱性。

　　(2)通信頻度和通信量的限制

　　根據北斗卡的不同級別，北斗卡可以支持的報文通信可分為兩個級別，普通用戶通信頻率為120 漢字/ 次;三級北斗卡發送短報文時間頻率為1 分鐘一次。

　　(3)數據格式的種類

　　根據需要，可以選擇北斗通信申請的短報文兩種數據類型，一種是通常漢字通信采用的ASCII 碼的方式，另一種為BCD碼方式。

　　(4)其它通信過程中干擾因素和制約因素

　　北斗短報文通信除了易受天氣等環境因素的影響，數據傳輸誤碼率比較大的限制外，其發送短報文的長度和頻率也影響了其民用的靈活性。但其在救援救急上應用還是起到較好的補充和保障。

　　2 北斗短報文的通信技術原理

　　指揮機端可通過串口獲取發送至其的數據，并通過JAVA 等編碼程序接收并處理數據，以實現各種應用。

　　串口非同步傳送，參數定義如下：

　　(1)傳輸速率：19200bit/s(默認)，可根據用戶機具體情況設置其他速率;

　　(2)1 bit 開始位;

　　(3)8 bit 數據位;

　　(4)1 bit 停止位;

　　(5)無校驗。

　　serialPort.setSerialPortParams(115 200,SerialPort.DATABITS_8,SerialPort. STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE);

　　2.1 短報文通信信息類別

　　2.2 北斗報文的通信服務

　　(1)用戶機發送短報文至用戶機

　　北斗用戶機發送短報文至用戶機一般走衛星通道直接發送。但是如果用戶機卡綁定了一張主卡的話，子卡的用戶機發出的短報文將會往主卡的指揮機發一份短報文。

　　此時，主卡的指揮機將具有了廣播的功能，主卡指揮機可以向綁定其的所以子卡廣播短報文。類似與短信群發的功能。此功能可應用在海洋船舶系統中的天氣播報、緊急通知等。

　　由于北斗卡的級別限制，北斗短報文將有1 分鐘或30 秒才能發送一條短報文的限制。一般用戶機內將會以隊列的方法控制短報文按順序一條條的發送。但是指揮機端或用戶機接收端的接收短報文無時間限制。

　　(2)用戶機與普通手機互發短報文

　　北斗用戶機向普通手機發送短信，需要經過指揮機端的通信服務進行轉發。其原理為：北斗用戶機發送短報文發至指揮機，指揮機端的通信服務通過串口收到短報文。判斷短報文內容的前11 位為手機號碼時，北斗指揮機端基于JAVA 通信服務通過識別手機號，將其短報文通過網絡推送至短信網關，再由短信網關發至目標手機，以實現無信號無網絡覆蓋地的北斗用戶機可與普通的手機之間的短報文通信功能

　　相反，普通手機也可以向北斗用戶機發送短報文。指揮機端的通信服務收到來自手的短信之后，通過識別短信內容的前6 位判斷其發送目標，通過調用指揮機端的接口，采用指揮機發送至用戶，達到普通手機發送短信至用戶機的功能。

　　(3)用戶機與平臺或手機App 互發短報文

　　北斗用戶機與網站平臺或者手機App 互發短報文。其是在用戶機和普通手機通信的基礎上封裝的比較友好的應用， 以滿足使用者的操作。

　　2.3 北斗短報文緊急救援

　　北斗短報文提供了緊急通道，此通道無時間限制，可以按照設定的時間間隔， 不斷發出求救信息。但是此求救信息會消耗普通短報文的時間。

　　比如，正常一條短報文直接的時間間隔是1 分鐘。如果連續發送5 條緊急求救信息，將消耗用戶機5 分鐘的時間，此5 分鐘內用戶機將無法發出任何短報文。

　　一般緊急救援的短報文發送提供設備按鈕或者軟件按鈕，以最簡便快捷的方式提供給用戶，以便緊急情況下使用。

　　3 應用

　　北斗衛星導航系統應用前景十分廣闊。比如，我們可以使用安裝北斗衛星導航的手機或車載衛星導航查詢需要走的路線?；蛘弑O控物流車輛、公共車輛的行駛軌跡，已經通過接有外設傳感設備的北斗設備監控車輛的行駛速度、停車時間、駕駛時間等。

　　此外，你還可以向緊急救援服務單位提供移動信號中斷，如地震、災難時的緊急救援的文字信息等。或者提供喜歡去偏遠地區遠足的人提供查詢最近的停車位、餐廳、旅館等，以及無信息覆蓋的遇險情況下的求救服務等。

　　當在無信號覆蓋的沙漠、偏遠山區、以及海洋等人煙稀少地區進行搜索救援時，北斗設備除導航定位外，還具備短報文通信功能。人們通過衛星導航終端設備可及時報告所處位置和受災情況，有效提高救援搜索效率。

　　【參考文獻】

　　[1] 北京神州天鴻科技有限公司. 神州天鴻終端通信協議(V2.5Release).

　　[2] 熊桂喜等譯. 計算機網絡( 第3 版) [M]. 北京: 清華大學出版社,1998 年7 月.

　　[3] 劉劍, 黃國策, 宋愛民. 寬帶衛星通信概述[J]. 數據通信,2003,6.

　　[4] 張少鋒. 基于衛星的Internet 接入技術的研究[J]. 中國數據通信,2004,2.