CN102594508A

CN102594508A - 用于北斗rdss电文收发的数据传输方法

Info

Publication number: CN102594508A
Application number: CN2012100463610A
Authority: CN
Inventors: 杨磊; 陈义华; 汤益明
Original assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Current assignee: Xiamen Yaxon Networks Co Ltd
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2012-02-28
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-02-28
Also published as: CN102594508B

Abstract

本发明涉及卫星导航定位系统。本发明的用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，包括以下过程：在需要进行通信的各个通信终端上建立北斗RDSS通信模块；各个通信终端通过北斗RDSS通信模块与北斗1号卫星建立通信连接；待发送电文信息的发文通信终端通过其北斗RDSS通信模块将待发送的北斗RDSS电文进行格式转换，并将格式转换后的电文信息发送给北斗1号卫星，其中对北斗RDSS电文信息进行格式转换，具体是使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息、使用改良区位码表示汉字和ASCII字符代码的方式进行格式转换；北斗1号卫星将接收到电文信息转发给目标通信终端，目标通信终端的北斗RDSS通信模块接收到发文通信终端的电文信息后将其还原为发文通信终端的原始信息。

Description

用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法

技术领域

本发明涉及卫星导航定位系统，具体涉及用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法。

背景技术

目前越来越多的无线数据传输系统依靠北斗1号卫星进行无线传输。例如通常的两个通信终端（第一通信终端和第二通信终端）利用北斗1号卫星进行无线传输的过程是：在这两个通信终端上搭建北斗RDSS通信模块，所述的北斗RDSS通信模块具有数据格式转换、数据发送、数据传输、数据接收、数据格式逆向转换等功能，第一通信终端的北斗RDSS通信模块按照一定的数据格式向北斗1号卫星发送电文，北斗1号卫星将该电文转发给第二通信终端，第二通信终端的北斗RDSS通信模块接收后进行格式逆向转换即得到第一通信终端发来的电文。

在上述传输过程中，由于北斗1号卫星的数据传输能力有限，为确保北斗1号卫星能够完成通畅的数据传送，一般做法是对北斗RDSS电文的收发长度进行限制。对于汉字和代码的混合传输，可收发的北斗RDSS电文长度最长为1672bit。由于常规ASCII码编码一个有效字节需占用8bit，GB2312-80标准编码的一个汉字占用16bit，且北斗1号的服务频度最高优先级也要大于1秒，这样，一次电文发送，有效承载的信息量为1672÷8=209个字节，约可传递209个数字、字母、常用符号（ASCII可打印字符集编码）或者其组合，即104个汉字。如果电文需要表达经纬度、高度和日期时间信息，用上述的编码则需耗去较多信息长度。例如，若按照ASCII编码传递时间信息和经纬度信息表示如下内容：“2011年12月23日20时58分59秒、北纬36°20′40.4″、东经127°30′22.2″”，需要长度如下表格所示：

内容	1	1	/	1	2	/	2	3	,	2	0	:	5	8	:	5	9	，
																			bit数	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
内容	N	3	6	2	0	4	0	4	,	E	1	2	7	3	0	2	2	2
																			bit数	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8

一共需要占用36×8=288bit。显然用上述的编码格式表示经纬度、高度和日期时间信息，需耗去较多信息长度。因此，研究如何在有限的长度下使得一次北斗RDSS电文发送中包含更多内容且同时能够包含时间、位置等信息是非常有意义的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，并对传输过程中的电文的数据格式进行改进，从而使得在一次北斗RDSS电文发送中能包含更多内容，且同时能够包含时间、位置等信息。

为了解决上述技术问题，本发明的思路是，对传输过程中的电文（即含有时间信息和位置信息的、含有ASCII代码和汉字混合内容的信息）进行编码，编码后的电文信息可用于北斗1号卫星的用户的通信终端间经中心控制系统进行位置信息传递和汉字代码混合传输。

本发明的一种用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，包括以下过程：

在需要进行通信的各个通信终端上建立北斗RDSS通信模块，该北斗RDSS通信模块至少包括数据格式转换、数据发送、数据传输、数据接收、数据格式逆向转换功能；

各个通信终端通过北斗RDSS通信模块与北斗1号卫星建立通信连接；

待发送电文信息的发文通信终端通过其北斗RDSS通信模块将待发送的北斗RDSS电文进行格式转换，并将格式转换后的电文信息发送给北斗1号卫星，其中所述待发送的北斗RDSS电文信息包括时间信息、位置信息和电文内容之一或者它们的任意组合，其中时间信息包含年、月、日、时、分、秒信息，位置信息包含纬度和经度信息；

北斗1号卫星将接收到电文信息转发给目标通信终端，目标通信终端的北斗RDSS通信模块接收到发文通信终端的电文信息后将其还原为发文通信终端的原始信息，该过程是将发送的北斗RDSS电文进行格式转换的逆过程。

进一步的，对于所述待发送的北斗RDSS电文信息是时间信息、位置信息和电文内容之一或者它们的任意组合，是使用改良区位码表示汉字和ASCII字符代码的方式进行格式转换，具体过程如下：检测该电文信息的每一位，如果是汉字或者单个不连续的ASCII字符代码，则以14bit区位码对其进行格式转换；如果是连续长度≥2字节的ASCII字符代码，则先填充一个自定义的区位码作为标记，然后再将这些ASCII字符代码按照7bit对其进行格式转换。其中，区位码是使用14bit表示一个字符，前7bit是区码，后7bit是位码。区码的范围为1-87，位码范围1-127。如“2901”代表“健”字，“4582”代表“万”字，“8150”代表“楮”字。一级汉字 16-55区、二级汉字 56-87区、三级汉字 1-9区、空闲未用10-15区。本发明采用上述方法来表示汉字和ASCII字符代码，相比较于现有的采用GB2312-80编码，即每个汉字占16bit、ASCII字符占8bit的做法，明显的提高了电文的有效信息承载量。进一步的，上述过程中填充一个自定义的区位码作为标记，该区位码表示为XYxy，其中X、Y、x、y是数字，XY表示空闲未用区，区位码里面的空闲未用区为10-15，则可以使用数字15表示空闲未用区，当然也可以使用10-15中的其他任意数字来表示；xy表示按照7bit对其进行格式转换的连续长度≥2字节的ASCII字符代码的长度。该xy的表示方式是可以达到方便计算和节约程序的目的。

进一步的，如果对于所述待发送的北斗RDSS电文信息同时包含时间信息和位置信息（即时间信息、位置信息的组合，或者时间信息、位置信息和电文内容的组合），使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息、使用改良区位码表示电文内容的方式进行格式转换，具体过程如下：

首先使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息，优选的，该固定长度为83bit，时间的年、月、日、时、分、秒信息分别采用如下格式：

字段说明	年	月	日	时	分	秒
							占bit数	7	4	5	5	6	6

位置信息的纬度和经度信息分别采用如下格式：

Figure 2012100463610100002DEST_PATH_IMAGE001

然后检测除了时间信息和位置信息是否还有电文内容，如果有电文内容则使用改良区位码表示电文内容：即先检测该电文信息的每一位，如果是汉字或者单个不连续的ASCII字符代码，则以14bit区位码对其进行格式转换；如果是连续长度≥2字节的ASCII字符代码，则先填充一个自定义的区位码作为标记，然后再将这些ASCII字符代码按照7bit对其进行格式转换。

上述时间信息、位置信息和电文内容的组合的表示方式，如下表所示：

本发明采用上述使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息、使用改良区位码表示电文内容的方式进行格式转换的方法，与现有的采用GB2312-80编码，即每个汉字占16bit、ASCII字符占8bit的做法相比，能在一次北斗RDSS电文发送中能包含更多内容，且同时能够包含时间、位置等信息。

具体实施方式

现结合具体实施方式对本发明进一步说明。

本发明的一种用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，作为最佳的实施方法，包括以下过程：

过程1：在需要进行通信的各个通信终端上建立北斗RDSS通信模块，该北斗RDSS通信模块至少包括数据格式转换、数据发送、数据传输、数据接收、数据格式逆向转换功能；

过程2：各个通信终端通过北斗RDSS通信模块与北斗1号卫星建立通信连接；

过程3：待发送电文信息的发文通信终端通过其北斗RDSS通信模块将待发送的北斗RDSS电文进行格式转换，并将格式转换后的电文信息发送给北斗1号卫星，其中所述待发送的北斗RDSS电文信息包括时间信息、位置信息和电文内容之一或者它们的任意组合，其中时间信息包含年、月、日、时、分、秒信息，位置信息包含纬度和经度信息；对北斗RDSS电文信息进行格式转换，具体是使用改良区位码表示汉字和ASCII字符代码的方式进行格式转换，具体过程如下：检测该电文信息的每一位，如果是汉字或者单个不连续的ASCII字符代码，则以14bit区位码对其进行格式转换；如果是连续长度≥2字节的ASCII字符代码，则先填充一个自定义的区位码作为标记，然后再将这些ASCII字符代码按照7bit对其进行格式转换。

过程4：北斗1号卫星将接收到电文信息转发给目标通信终端，目标通信终端的北斗RDSS通信模块接收到发文通信终端的电文信息后将其还原为发文通信终端的原始信息，该过程是将发送的北斗RDSS电文进行格式转换的逆过程，具体是根据原北斗RDSS电文的格式，对收到的北斗RDSS电文进行解析。

上述过程3中的所述对北斗RDSS电文信息进行格式转换的过程中，填充一个自定义的区位码作为标记，该区位码表示为XYxy，其中X、Y、x、y是数字，XY表示空闲未用区，区位码里面的空闲未用区为10-15，则可以使用数字15表示空闲未用区，当然也可以使用10-15中的其他任意数字来表示；xy表示按照7bit对其进行格式转换的连续长度≥2字节的ASCII字符代码的长度。

其中，区位码是使用14bit表示一个字符，前7bit是区码，后7bit是位码。区码的范围为1-87，位码范围1-127。如“2901”代表“健”字，“4582”代表“万”字，“8150”代表“楮”字。一级汉字 16-55区、二级汉字 56-87区、三级汉字 1-9区、空闲未用10-15区。

更优选的，对于所述待发送的北斗RDSS电文信息同时包含时间信息和位置信息，即时间信息、位置信息两者的组合，或者时间信息、位置信息和电文内容三者的组合，使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息、使用改良区位码表示电文内容的方式进行格式转换，具体过程如下：

首先使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息，其中时间信息和位置信息的字段作用如下：

名称	字段	作用
			时间信息	包含年月日时分秒信息	用于表示该电文发送时刻的时间信息
位置信息	包含经纬度信息	用于表示发送该电文时的终端位置信息

优选的，该固定长度为83bit，时间的年、月、日、时、分、秒信息分别采用如下格式：

字段说明	Y(年)	M(月)	D(日)	h(时)	m(分)	s(秒)
							占bit数	7	4	5	5	6	6

其中各字段取值范围如下：

Y:定位时刻的年数据，7bit，分化值1年，最多可表示2⁷个值，即取值范围为000-127，再加上2000，则可表示2000-2127年;

M:定位时刻的月数据，4bit，分化值1月，最多可表示2⁴个值，即取值范围为00-16，而这里我们选取1-12作为月数据;

D:定位时刻的日数据，5bit，分化值1日，最多可表示2⁵个值，即取值范围为00-32，而这里我们选取1-31作为日数据;

h:定位时刻的小时数据，5bit，分化值1小时，最多可表示2⁵个值，即取值范围为00-32，而这里我们选取0-23作为小时数据;

m:定位时刻的分钟数据，6bit，分化值1分钟，最多可表示2⁶个值，即取值范围为00-64，而这里我们选取0-59作为分钟数据;

s:定位时刻的秒位数据，6bit，分化值1秒，最多可表示2⁶个值，即取值范围为00-64，而这里我们选取0-59作为秒位数据。

位置信息的纬度和经度信息分别采用如下格式：

其中各字段取值范围如下：

有效位V:位置有效位，1bit，0=无效，1=有效;

纬度N/S:所在位置的纬度半球数据，1bit，0=北纬，1=南纬;

纬度°:所在位置纬度的度数据，7bit，分化值1°，取值范围0-90°;

纬度′:所在位置纬度的分数据，6bit，分化值1′，取值范围0-59′;

纬度″:所在位置纬度的整数秒数据，6bit，分化值1″，取值范围0-59″;

纬度0.1″:所在位置纬度的小数秒数据，4bit，分化值0.1″，取值范围0.0-0.9″;

经度E/S:所在位置的经度半球数据，1bit，0=东经，1=西经;

经度°:所在位置经度的度数据，8bit，分化值1°，取值范围0-179°;

经度′:所在位置经度的分数据，6bit，分化值1′，取值范围0-59′;

经度″:所在位置经度的整数秒数据，6bit，分化值1″，取值范围0-59″;

经度0.1″:所在位置经度的小数秒数据，4bit，分化值0.1″，取值范围0.0-0.9″。

本发明采用了上述方法，在实际应用中，单条电文的发送有效地传递时间、位置信息以及混合汉字代码信息，并且比现有编码技术的效率高约1/8，使用本发明的编码方式后能够在一次北斗1号RDSS电文发送请求中承载更多的有效信息量，而不会带来额外开销。

实例1：

背景技术中描述的若按照ASCII编码传递时间信息和经纬度信息表示双引号内的内容“2011年12月23日20时58分59秒、北纬36°2100+′40.4″、东经127°30′22.2″”，需要长度：36×8=288bit：

本发明的方案1：而按照我们的使用改良区位码表示电文内容的方式进行格式转换，效果如下，首先检测到有连续的36个ASCII字符代码，则填充区位码1536，其中15表示空闲区，36表示有连续36个ASCII字符代码，则需要长度14+36×7=266bit，比现有技术有所改进。具体如下：

内容	1536	1	1	/	1	2	/	2	3	,	2	0	:	5	8	:	5	9	，
																				bit数	14	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
内容	N	3	6	2	0	4	0	4	,	E	1	2	7	3	0	2	2	2
																				bit数	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7

本发明的方案2：更优选的混合表示法，即使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息效果更为显著，只需要83bit即可，其中V为有效位，N表示北纬（如果南纬则用S表示），E表示东经：

内容	11	12	23	20	58	59	V	N	36
										bit数	7	4	5	5	6	6	1	1	7
内容	20	40	4	E	127	30	22	2
										bit数	6	6	4	1	8	6	6	4

因而，本方案的时间/位置表示法，仅需83bit，有效信息量比原有提高3.47倍，比现有技术大大改进。

实例2：

若按照传统编码方式表示双引号内的内容“我已到达战斗区域wo yi dao da zhan dou qu yu.”，需要的长度用传统的两种方法计算如下：

传统方法1：按照14bit区位码，长度为：36×14=504bit；

内容	我	已	到	达	战	斗	区	域	w	o		y	i		d	a	o
																			bit数	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14
内容	d	a		z	h	a	n		d	o	u		q	u		y	u	.
																			bit数	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14	14

传统方法2：按照GB2312-80编码+ASCII编码，长度为：8×16+28×8=352bit；

内容	我	已	到	达	战	斗	区	域	w	o		y	i		d	a	o
																			bit数	16	16	16	16	16	16	16	16	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8
内容	d	a		z	h	a	n		d	o	u		q	u		y	u	.
																			bit数	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8	8

本发明的方案：按照我们的使用改良区位码表示电文内容的方式进行格式转换，效果如下，前面的汉字部分的每个汉字占14bit，检测到有连续的27个ASCII字符代码，则填充区位码1527，其中15表示空闲区，27表示有连续27个ASCII字符代码，则需要长度14×9+28×7=322bit，具体如下：

内容	我	已	到	达	战	斗	区	域	1527	w	o	y	i	d	a	o
																	bit数	14	14	14	14	14	14	14	14	14	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7
内容	d	a		z	h	a	n		d	o	u	q	u	y	u	.
																	bit数	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7	7

从中可以比较看出，本发明的汉字字符混合表示方法可以比GB2312-80码提高约1/8的有效信息量。

实例3：

综合上述实例1和实例2，在发送一条信息为：“时间：2011年12月23日20时58分59秒，位置：北纬36°20′40.4″、东经127°30′22.2″，内容：我已到达战斗区域wo yi dao da zhan dou qu yu.”的混合内容的北斗RDSS电文信息时，如果使用现有的技术，至少需要288+352=640bit；而使用本发明的方案，仅需要83+322=405bit，因此本发明能够实现在北斗RDSS电文通信中，对包含有时间、位置信息，以及汉字和代码混合内容的电文进行有效信息承载量的提高。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，其特征在于：包括以下过程：

待发送电文信息的发文通信终端通过其北斗RDSS通信模块将待发送的北斗RDSS电文进行格式转换，并将格式转换后的电文信息发送给北斗1号卫星，其中所述待发送的北斗RDSS电文信息包括时间信息、位置信息和电文内容之一或者它们的任意组合；

北斗1号卫星将接收到电文信息转发给目标通信终端，目标通信终端的北斗RDSS通信模块接收到发文通信终端的电文信息后将其还原为发文通信终端的原始信息。

2.根据权利要求1所述的用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，其特征在于：对于所述待发送的北斗RDSS电文信息是时间信息、位置信息和电文内容之一或者它们的任意组合，是使用改良区位码表示汉字和ASCII字符代码的方式进行格式转换，具体过程如下：检测该电文信息的每一位，如果是汉字或者单个不连续的ASCII字符代码，则以14bit区位码对其进行格式转换；如果是连续长度≥2字节的ASCII字符代码，则先填充一个自定义的区位码作为标记，然后再将这些ASCII字符代码按照7bit对其进行格式转换。

3.根据权利要求2所述的用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，其特征在于：填充一个自定义的区位码作为标记，该区位码表示为XYxy，其中X、Y、x、y是数字，XY表示区位码的空闲未用区，其取值范围为10-15，xy表示按照7bit对其进行格式转换的连续长度≥2字节的ASCII字符代码的长度。

4.根据权利要求2或3所述的用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，其特征在于：对于所述待发送的北斗RDSS电文信息同时包含时间信息和位置信息，是使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息、使用改良区位码表示电文内容的方式进行格式转换，具体过程如下：

首先使用固定长度的位字段表示时间信息和位置信息；

然后检测除了时间信息和位置信息是否还有电文内容，如果有电文内容则使用改良区位码表示电文内容：先检测该电文信息的每一位，如果是汉字或者单个不连续的ASCII字符代码，则以14bit区位码对其进行格式转换；如果是连续长度≥2字节的ASCII字符代码，则先填充一个自定义的区位码作为标记，然后再将这些ASCII字符代码按照7bit对其进行格式转换。

5.根据权利要求4所述的用于北斗RDSS电文收发的数据传输方法，其特征在于：所述表示时间信息和位置信息的固定长度的位字段具体是83bit，其中时间信息占33bit，位置信息占50bit，其时间信息具体格式如下：

字段说明年月日时分秒占bit数 7 4 5 5 6 6

位置信息具体格式如下：

。