CN105049357A - 基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：1)在基于北斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素；5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位；6)Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。

Description

基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法

技术领域

本发明涉及一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，属于北斗卫星通讯和物联网实时监测领域。

背景技术

物联网配合北斗报文服务很适合远程实时监测，原因有：1)物联网的感知部分-无线传感器网络布置灵活、自组织能力强，能够在条件恶劣、甚至给人带来危险的地方进行监测；2)北斗报文服务范围覆盖亚太地区，选择北斗报文服务作为物联网远程传输主干可以解决偏远地区没有互联网远程传输主干、移动信号甚至信号微弱导致数据无法传输的问题，例如早在汶川抗震救灾任务中，该服务就在灾区基础通信设备被自然灾害破坏的情况下成为灾区和外界通信的主要手段。

北斗报文服务是基于“北斗一代”卫星导航系统“有源定位”方式特有的服务，该服务是其他“无源定位”卫星导航系统如GPS、GLONASS、GALILEO所不具备的。在监测系统中，该服务传输过程分为以下几个步骤：1)北斗报文经过发送端北斗终端上传到北斗卫星；2)北斗卫星向地面中心站转发；3)接收端通过北斗终端从地面中心站获取报文信息。但是北斗报文服务的通信频度是每分钟一次，每次最多传输80字节，因此以北斗报文服务作为物联网远程传输主干的监测系统在传输大量数据时，必须采取有效措施提高北斗报文远程传输有效性。

随着研究的不断发展，很多专家学者通过以下途径提高北斗报文远程传输有效性：1)通过一种多SIM卡复用的北斗终端设计方案，将一台北斗终端的SIM卡数量提高到多张，例如航天科技集团公司772所研制的北斗大容量数据传输模块就采用了类似的处理方法，但是这种方法实际上是通过增加硬件成本来提高传输效率；2)根据汉字GB2312编码的特点，对GB2312编码进行重新映射，以减少每个表示每个汉字所需的二进制位数，从而实现北斗报文发送中汉字文本的压缩，缺点是类似方法仅针对汉字，适用范围比较窄；3)采用Huffman、LZ78、LZW等压缩算法压缩北斗报文数据，不足之处在于发送端必须向接收端额外发送压缩算法的编码表。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够有效提高监测系统中北斗报文远程传输有效性的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：1)在基于北斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素，Data_Que为数值队列；5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位，Head_Que为报头队列；6)Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。

进一步，所述步骤1)将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型，具体划分过程为：1.1)设置指标阈值：将阈值设置为紧急阈值φ₁和普通阈值φ₂，φ₁>φ₂；1.2)量化指标的变动幅度：指标的变动幅度采用指标差的绝对值来量化，如在当前记录mes_t中将各个指标和mes_(t-1)中对应指标分别作差并取绝对值，得到：d_i即表明了mes_t各个指标在北斗报文两次发送时间间隔内的变动幅度；1.3)根据φ₁、φ₂、d_i划分指标I_i的类型：如果d_i≥φ₁，则I_i是紧急指标；如果φ₂<d_i<φ₁，则I_i是普通指标；如果d_i≤φ₂，则d_i≤φ₂是冗余指标。

进一步，所述步骤2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式，具体为：发送队列包括：紧急发送队列Q₁、普通发送队列Q₂、冗余发送队列Q₃，划分的发送队列时应首先判断是否属于Q₁，因为当属于Q₁时就表明是紧急指标，的发送队列确定后，通过以下步骤确定的发送队列：2.1)不属于Q₁时：①如果d_i≥φ₁，表明是紧急指标，属于Q₁；②如果φ₂<d_i<φ₁，表明是普通指标，属于Q₂；③如果d_i≤φ₂，表明是冗余指标，属于Q₃；2.2)属于Q₁时：①如果d_i≥φ₁，表明也是紧急指标，属于Q₁；②如果d_i<φ₁，表明是非紧急指标，属于Q₂。

进一步，三个虚拟调度队列Q₁、Q₂、Q₃中指标不同的发送方式：(a)Q₁、Q₂队列中指标采取“占位发送”即正常发送的方式，而且Q₁拥有比Q₂更高的发送优先级，传输链路拥塞时优先发送Q₁；(b)Q₃队列中的指标是“冗余指标”，采用“不占位发送”的方式压缩该指标：该发送方式下，记录中属于Q₃队列的指标不发送，指标在记录中的位置由记录中下一个属于Q₁或Q₂的指标占用。

进一步，接收端传递变频组帧调度信息，具体过程为：若接收端接收到的当前记录中存在“不占位发送”的指标，通过调取接收到的上一条记录中对应指标补齐当前记录，接收端为补齐当前记录必须从发送端获取以下信息：一是变频组帧调度后记录中各个指标是否“不占位发送”的信息；二是当压缩效果不理想，记录必须分多包发送时发送端的分包信息，ICM通过位映射队列设计实现以上信息从发送端到接收端的传输；位映射队列设计将记录划分为2个存在映射关系的物理队列，即“报头队列”和“数值队列”：3.1)Head_Que采用二进制数码“0”和“1”表示，每2位为一个映射，每个映射都代表一个指标在本记录中的发送状态：第1位用于描述指标是否属于该分包；第2位用于描述指标是否“占位发送”，“11”代表所映射指标属于该分包并且“占位发送”；“10”代表所映射指标属于该分包并且“不占位发送”；“01”代表所映射指标不属于该分包并且“占位发送”；“00”代表所映射指标不属于该分包并且“不占位发送”；3.2)Data_Que存储记录中“占位发送”指标，每一个指标都能在Head_Que中找到代表其发送状态的映射。

进一步，所述步骤5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，具体过程为：假设在实际监测系统中待传指标数n、历史统计各个指标的单指标变频压缩率Com_i％、每个指标的有效要素位宽为Wid_Save_i，北斗报文单次可传输的最大指标个数k(k≤n)由下列公式确定：

式中，为单次记录中Data_Que的宽度；为单次记录中Head_Que的宽度；压缩率取最大值时k得到最小值，即Com_max＝max(Com_i％)时最少可传输的监测指标数k由决定，在极端情况压缩率为1时，k取最小值：

压缩率取最小值时k得到最大值，即Com_min＝min(Com_i％)时全部n个指标都可以通过报文发送，k取最大值：

n＝m

即：一条记录最多分包数Num_pack：

进一步，所述指标包括8个组成要素，分别为：监测的时间Tim、监测的地点Loc、指标名称Nam、正负号Sign、整数部分Int、小数点Poin、小数部分Frac、指标单位Unit。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在基于北斗报文的监测系统中，根据测精度要求和指标变化程度量化指标的重要程度即将汇总的监测数据依据指标的重要程度划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；并根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；因此，一方面在保障监测精度要求前提下找出可压缩的冗余指标；另一方面优先发送紧急指标，一旦监测区域出现异常情况监测中心能够及时获得紧急指标。2、本发明提出在北斗报文中制定位映射队列，实现发送端到接收端的变频组帧队列调度信息传递，“报头队列”用二进制码数“0”和“1”组成，每2位表示一个指标的发送类型，这种设计占用记录的字节少，1个字节可以表示4个指标的发送状态。3、本发明变频组帧队列调度配合位映射队列设计还可以解决分包问题，一方面变频组帧队列调度压缩了北斗报文中指标数量，较少了北斗报文的分包数量，甚至无需分包；另一方面若压缩效果不理想，通过位映射队列还可以实现发送端到接收端的北斗报文分包信息。综上所述，本发明具有适用范围广，能够适用于所有采用北斗报文作为远程传输手段的监测系统，包括水文、地质、交通、海洋、气象等领域都可以通过该优化方法提高基于北斗报文的远程传输有效性。

附图说明

图1是本发明EMRT方法的总体流程示意图；

图2是本发明中北斗报文组成示意图；

图3是本发明变频组帧队列调度流程示意图，图中，表示属于；

图4是本发明变频组帧队列调度指标发送方式示意图；

图5是本发明位映射队列示意图。

具体实施方式

以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。

如图1所示，本发明的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法(EffectivenessOptimizationMethodofRemoteTransmission，简称EMRT)，包括以下步骤：

1、在基于北斗报文的监测系统中，接收端汇总监测指标组成记录，并将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型。

如图2所示，北斗报文具有固定的指令格式，具体包括“报文标志”、“长度”、“地址”、“报文内容”、“校验和”这5个部分。北斗报文组帧过程中，监测数据全部存储于“报文内容”部分，本发明为了描述方便将该部分称为一条记录，采用mes表示。同时为了区分不同时间发送的记录，将记录按照发送时间的先后排序，首次发出的记录用mes₁表示，第t次发出的记录用mes_t表示。记录是由一定数量的指标组成的，指标是监测系统中能够反应监测区域状态的诸如时间、地点、温度等类型的监测数据，用I表示。I的上标表示其所在记录的发送序号、下标表示指标在记录中的序号，如 分别表示第t次发出的记录mes_t的前三个指标。

指标类型的划分依据是指标的重要程度，指标的重要程度体现在两个方面：1)监测系统对该指标的精度要求；2)该指标的变动幅度。针对以上两个方面，本发明指标类型的划分过程为：

1)设置指标阈值：阈值的设置由监测人员根据监测系统对各个指标的精度要求设置，为了区分紧急指标、普通指标和冗余指标，将阈值设置为紧急阈值φ₁和普通阈值φ₂(φ₁>φ₂)。若监测系统对某指标精度要求高，则φ₁、φ₂的值应设置为较低水平；若监测系统对某指标精度要求低，则φ₁、φ₂的值应设置为较高水平。

2)量化指标的变动幅度：指标的变动幅度可以采用指标差的绝对值来量化：如在当前记录mes_t中将各个指标和mes_(t-1)中对应指标分别作差并取绝对值，得到： $d_i=|I_i^t-I_i^{(t-1)}|.$ d_i即表明了mes_t各个指标在北斗报文两次发送时间间隔内的变动幅度。

3)根据φ₁、φ₂、d_i划分指标I_i的类型：如果d_i≥φ₁，则I_i是紧急指标；如果φ₂<d_i<φ₁，则I_i是普通指标；如果d_i≤φ₂，则d_i≤φ₂是冗余指标。

2、根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式。

指标压缩方法(IndexCompressionMethod，简称ICM)的目的是在不影响监测质量的前提下压缩记录中的冗余指标，虽然经过步骤1依据指标重要程度确定了各个指标的类型，但是并非所有冗余指标都属于可压缩指标，本发明通过变频组帧调度赋予各个指标不同的发送类型达到压缩冗余指标的目的。

如图3所示，变频组帧队列调度根据指标类型将各个指标划分到发送队列，发送队列包括：紧急发送队列Q₁、普通发送队列Q₂、冗余发送队列Q₃。划分的发送队列时应首先判断是否属于Q₁，因为当属于Q₁时就表明是紧急指标，表明监测区域已经发生或可能发生诸如火灾、大风等紧急情况，这种情况下必须通过观察监测区域的后续状态。的发送队列确定后，通过以下步骤确定的发送队列。

1)不属于Q₁时：

①如果d_i≥φ₁，表明是紧急指标，监测区域存在发生紧急情况的可能，属于Q₁；

②如果φ₂<d_i<φ₁，表明是普通指标，属于Q₂；

③如果d_i≤φ₂，表明是冗余指标，属于Q₃；

2)属于Q₁时：

①如果d_i≥φ₁，表明也是紧急指标，监测区域存在紧急情况的可能性进一步增大，属于Q₁；

②如果d_i<φ₁，表明是非紧急指标，监测区域存在紧急情况的可能性降低，为继续观察监测区域的后续状态，必须发送，属于Q₂；

Q₁、Q₂、Q₃都是虚拟调度队列，不占用记录的物理队列，其目的是在组帧调度时赋予虚拟队列中指标不同的发送方式：

(a)Q₁、Q₂队列中指标采取“占位发送”即正常发送的方式，而且Q₁拥有比Q₂更高的发送优先级，传输链路拥塞时优先发送Q₁；

(b)Q₃队列中的指标是“冗余指标”，采用“不占位发送”的方式压缩该指标：该发送方式下，记录中属于Q₃队列的指标不发送，指标在记录中的位置由记录中下一个属于Q₁或Q₂的指标占用。例如某基于北斗报文的监测系统选取了11个指标，当前记录mes_t和前一次发送记录mes_(t-1)的变频组帧队列调度过程如图4所示，mes_(t-1)虚拟队列中，属于Q₁；属于Q₂；属于Q₃，因此通过“不占位发送”被压缩掉，mes_(t-1)物理队列中发送的指标依次为： mes_t虚拟队列中，属于Q₁；属于Q₂； 属于Q₃，因此通过“不占位发送”被压缩掉，mes_t物理队里中发送的指标依次为：

假设基于北斗报文的监测系统历史上第i个指标的总记录数为Num_sum，经变频组帧调度后多个记录中该指标“不占位发送”，设历史上该指标“占位发送”的记录数为Num_merg，则可计算第i个指标的单指标变频压缩率Com_i％为：

${\mathrm{Com}}_i\%=\frac{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{merg}}}{{\mathrm{Num}}_{\mathrm{sum}}}\%$

3、根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现从发送端向接收端传递变频组帧调度信息。

若接收端接收到的当前记录中存在“不占位发送”的指标，可以通过调取接收到的上一条记录中对应指标补齐当前记录。以接收端接收到的记录mes_t为例，若mes_t中指标“不占位发送”，接收端可以通过调取mes_t-1中指标补齐记录mes_t。

接收端为补齐当前记录必须从发送端获取以下信息：一是变频组帧调度后记录中各个指标是否“不占位发送”的信息；二是当压缩效果不理想，记录必须分多包发送时发送端的分包信息。ICM通过位映射队列设计实现以上信息从发送端到接收端的传输。

位映射队列设计将记录划分为2个存在映射关系的物理队列，即“报头队列”和“数值队列”：

1)报头队列(Head_Que)：Head_Que采用二进制数码“0”和“1”表示，每2位为一个映射，每个映射都代表一个指标在本记录中的发送状态：第1位用于描述指标是否属于该分包；第2位用于描述指标是否“占位发送”。“11”代表所映射指标属于该分包并且“占位发送”；“10”代表所映射指标属于该分包并且“不占位发送”；“01”代表所映射指标不属于该分包并且“占位发送”；“00”代表所映射指标不属于该分包并且“不占位发送”。

步骤2确定了各个指标是否“占位发送”，因此Head_Que中各个映射的第2位即可确定。Head_Que各个映射的第1位即分包信息在步骤5中补齐。

2)数值队列(Data_Que)：Data_Que存储记录中“占位发送”指标，每一个指标都能在Head_Que中找到代表其发送状态的映射。

如图5所示，某基于北斗报文监测系统选定的指标数量为n，这些指标由北斗报文分2个分包即mes_t-1和mes_t发送，接收端根据Head_Que获得以下信息：

(1)发送端分包信息：mes_t-1的Head_Que前m个映射第1位全部为“1”、后n-m个映射的第1位全部为“0”，表明mes_t-1只负责发送监测数据的前m个指标，后n-m个指标由其他分包负责发送；mes_t的Head_Que后n-m个映射第1位全部为“1”、前m个映射的第1位全部为“0”，表明mes_t只负责发送监测数据的后n-m个指标，前m个指标由其他分包负责发送。

(2)各个指标是否不占位发送的信息：因为mes_t-1只负责发送监测数据的前m个指标，而且前m个映射中第2个、第3个映射第2位为“0”，表明mes_t-1中“不占位发送”；因为mes_t只负责发送监测数据的后n-m个指标，而且Head_Que第4个、第5个映射第2位为“0”，表明mes_t中“不占位发送”。

4、采用指标有效元素压缩方法(ElementCompressionMethod，简称ECM)压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素。

指标包括8个组成要素，即监测的时间Tim、监测的地点Loc、指标名称Nam、正负号Sign、整数部分Int、小数点Poin、小数部分Frac、指标单位Unit，这8个组成要素构成一个完整的指标。在基于北斗报文服务的实时监测中由于远程传输带宽受限，将指标以8要素的形式发送很浪费通信资源，应采取去除指标“外部包装”的方法。例如某基于北斗的水文监测系统将水位观测量这一指标统一仅以五位数值的形式发送，如果不满五位则前面补零，但是这种方法比较简单，没有考虑到不同指标间数值长度不同的情况因而适用范围较窄。

ECM将指标的8个组成要素按压缩条件分为无条件压缩、有条件压缩和不可压缩三种类型，指标经过ECM压缩后保留的待传指标要素即为监测系统的有效指标要素，其宽度用Wid_Save表示。

1)无条件压缩指标要素(Index_Uncond)：即经过发送和接收端协商确认后在任何条件下都可以被压缩的指标要素，包括Nam、Poin和Unit。无条件压缩指标要素宽度用Widcom_Uncond表示。

针对Nam，只要该指标在所有发送的指标相对位置固定且总长度确定，接收端就可以通过指标的相对位置和宽度从接收的信息中把该要素分离出来，因此该要素可以省略；

针对Poin，只要指标小数部分Frac的保留位数确定就可以通过对该指标值扩大10^Wid_Frac倍将浮点数变成整数来省略，接收端将接收到的数据缩小10^Wid_Frac倍即可还原出浮点数，因此该要素可以省略；

Unit一般都是确定的，只要发送和接收端协商确认后就可以省略。

2)有条件压缩指标要素(Index_Cond)：即根据情况可以压缩的指标要素，包括Tim、Loc、Sign，Index_Cond宽度用Widcom_Cond表示；

①Tim的省略：监测方与接收端如果进行了时钟同步，并且监测的频率固定就可以省略，否则就不能省略，例如若监测的指标是触发式的而不是固定监测频率就不能省略；

②Loc的省略：如果监测地点固定，则监测地点的名称只要发送和接收端协议协商确认后就可以省略，如果是机动监测和应急监测则不能省略；

③Sign的省略：如果监测指标没有负值，则可以省略，否则不能省略并用数值“0”代替正号、“1”代替负号；

3)不可压缩指标要素(Index_Uncomp)：即ECM中不可压缩的要素，包括Int和Frac，Index_Uncomp宽度用Wid_Uncomp表示。

不可压缩指标要素并不是绝对不能压缩，本发明的变频组帧调度即是对这两个部分进行不丢数值的“省略”。

5、根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位。

设在实际监测系统中待传指标数n、历史统计各个指标的单指标变频压缩率Com_i％、每个指标的有效要素位宽为Wid_Save_i。北斗报文单次可传输的最大指标个数k(k≤n)由下列公式确定：

式中，为单次记录中Data_Que的宽度；为单次记录中Head_Que的宽度。

压缩率取最大值时k得到最小值，即Com_max＝max(Com_i％)时最少可传输的监测指标数k由决定，在极端情况压缩率为1时，k取最小值：

压缩率取最小值时k得到最大值，即Com_min＝min(Com_i％)时全部n个指标都可以通过报文发送，k取最大值：

n＝m

由此可以计算一条记录最多分包数Num_pack：

6、Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式，EMRT优化完毕。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中方法的各实施步骤等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，该有效性分析方法包括以下步骤：

1)在基于北斗报文的监测系统中，将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型；

2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式；

3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现发送端向接收端传递变频组帧调度信息；

4)采用指标有效元素压缩方法压缩Data_Que中“占位发送”的指标要素，保留有效指标要素，Data_Que为数值队列；

5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，补齐Head_Que各个指标映射的第1位，Head_Que为报头队列；

6)Head_Que和Data_Que即为经过优化后监测数据在北斗报文远程传输中的实际形式。

2.如权利要求1所述的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述步骤1)将汇总的监测数据依据指标的重要程度将指标划分为紧急指标、普通指标和冗余指标三种类型，具体划分过程为：

1.1)设置指标阈值：将阈值设置为紧急阈值φ₁和普通阈值φ₂，φ₁>φ₂；

1.2)量化指标的变动幅度：指标的变动幅度采用指标差的绝对值来量化，如在当前记录mes_t中将各个指标和mes_(t-1)中对应指标分别作差并取绝对值，得到：d_i即表明了mes_t各个指标在北斗报文两次发送时间间隔内的变动幅度；

1.3)根据φ₁、φ₂、d_i划分指标I_i的类型：如果d_i≥φ₁，则I_i是紧急指标；如果φ₂<d_i<φ₁，则I_i是普通指标；如果d_i≤φ₂，则d_i≤φ₂是冗余指标。

3.如权利要求2所述的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述步骤2)根据各个指标的类型通过变频组帧调度制定各个指标的发送方式，具体为：

发送队列包括：紧急发送队列Q₁、普通发送队列Q₂、冗余发送队列Q₃，划分的发送队列时应首先判断是否属于Q₁，因为当属于Q₁时就表明是紧急指标，的发送队列确定后，通过以下步骤确定的发送队列：

2.1)不属于Q₁时：

①如果d_i≥φ₁，表明是紧急指标，属于Q₁；

②如果φ₂<d_i<φ₁，表明是普通指标，属于Q₂；

③如果d_i≤φ₂，表明是冗余指标，属于Q₃；

2.2)属于Q₁时：

①如果d_i≥φ₁，表明也是紧急指标，属于Q₁；

②如果d_i<φ₁，表明是非紧急指标，属于Q₂。

4.如权利要求3所述的一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，三个虚拟调度队列Q₁、Q₂、Q₃中指标不同的发送方式：

(a)Q₁、Q₂队列中指标采取“占位发送”即正常发送的方式，而且Q₁拥有比Q₂更高的发送优先级，传输链路拥塞时优先发送Q₁；

(b)Q₃队列中的指标是“冗余指标”，采用“不占位发送”的方式压缩该指标：该发送方式下，记录中属于Q₃队列的指标不发送，指标在记录中的位置由记录中下一个属于Q₁或Q₂的指标占用。

5.如权利要求1或2或3或4所述的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述步骤3)根据指标发送方式划分位映射队列，通过位映射队列实现从发送端向接收端传递变频组帧调度信息，具体过程为：

若接收端接收到的当前记录中存在“不占位发送”的指标，通过调取接收到的上一条记录中对应指标补齐当前记录，接收端为补齐当前记录必须从发送端获取以下信息：一是变频组帧调度后记录中各个指标是否“不占位发送”的信息；二是当压缩效果不理想，记录必须分多包发送时发送端的分包信息，ICM通过位映射队列设计实现以上信息从发送端到接收端的传输；

位映射队列设计将记录划分为2个存在映射关系的物理队列，即“报头队列”和“数值队列”：

3.1)Head_Que采用二进制数码“0”和“1”表示，每2位为一个映射，每个映射都代表一个指标在本记录中的发送状态：第1位用于描述指标是否属于该分包；第2位用于描述指标是否“占位发送”，“11”代表所映射指标属于该分包并且“占位发送”；“10”代表所映射指标属于该分包并且“不占位发送”；“01”代表所映射指标不属于该分包并且“占位发送”；“00”代表所映射指标不属于该分包并且“不占位发送”；

3.2)Data_Que存储记录中“占位发送”指标，每一个指标都能在Head_Que中找到代表其发送状态的映射。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述步骤5)根据Data_Que中各个指标有效指标要素的宽度计算记录分包数，具体过程为：

假设在实际监测系统中待传指标数n、历史统计各个指标的单指标变频压缩率Com_i％、每个指标的有效要素位宽为Wid_Save_i，北斗报文单次可传输的最大指标个数k(k≤n)由下列公式确定：

式中，为单次记录中Data_Que的宽度；为单次记录中Head_Que的宽度；

压缩率取最大值时k得到最小值，即Com_max＝max(Com_i％)时最少可传输的监测指标数k由决定，在极端情况压缩率为1时，k取最小值：

压缩率取最小值时k得到最大值，即Com_min＝min(Com_i％)时全部n个指标都可以通过报文发送，k取最大值：

n＝m

即：一条记录最多分包数Num_pack：

7.如权利要求1或2或3或4所述的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述指标包括8个组成要素，分别为：监测的时间Tim、监测的地点Loc、指标名称Nam、正负号Sign、整数部分Int、小数点Poin、小数部分Frac、指标单位Unit。

8.如权利要求5所述的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述指标包括8个组成要素，分别为：监测的时间Tim、监测的地点Loc、指标名称Nam、正负号Sign、整数部分Int、小数点Poin、小数部分Frac、指标单位Unit。

9.如权利要求6所述的基于北斗报文的物联网实时监测远程传输有效性优化方法，其特征在于，所述指标包括8个组成要素，分别为：监测的时间Tim、监测的地点Loc、指标名称Nam、正负号Sign、整数部分Int、小数点Poin、小数部分Frac、指标单位Unit。