CN114884630A - 基于北斗短报文通信的数据播发方法、系统、介质及设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于卫星通信与数据传输技术领域，公开了一种基于北斗短报文通信的数据播发方法、系统、介质及设备，对用户终端根据时间先后顺序编码数据，并根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息，服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息，终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送，服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。本发明为数据传输备份链路提供一种不易受到网络中断影响的通信手段。本发明采用一种北斗短报文数据播发机制，以便于发现数据丢包并重发数据，降低了数据丢包率及数据传输成本。

Description

基于北斗短报文通信的数据播发方法、系统、介质及设备

技术领域

本发明属于卫星通信与数据传输技术领域，尤其涉及一种基于北斗短报文通信的数据播发方法、系统、介质及设备。

背景技术

目前的数据传输方法主要采用无线短波、微波或扩频微波等电台方式进行传输，但超短波、微波属于视距传播，需要架设一定高度的天线且易受干扰。随着通信及网络技术的不断进步，数据传输技术得到发展。目前，主要采用有线通信和无线移动通信两种技术，但是两种技术在山区、沙漠、海洋等网络受限的偏远地区，以及存在地震、海啸等网络设施可能被损毁的灾害频发地区，均无法进行通信，数据传输将会存在问题。因此，需要选择一种不易受到网络影响的通信手段作为数据传输的备份链路，卫星通信可以满足这一要求。但是，专业通信卫星(如铱星、海事卫星等)费用昂贵，难以大规模采用。

随着北斗卫星导航系统的不断发展完善，其独特的北斗短报文通信功能具备低廉的服务价格，可以将其作为一种常用通信手段进行数据的传输。北斗短报文的发送和接收具备较强的稳定可靠性，但也会存在丢包的情况，如何发现丢包情况并进行数据重发，需要设计合适的播发机制。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：北斗短报文的发送和接收存在丢包的情况，导致数据传输中断。

解决以上问题及缺陷的难度为：

基于尽可能降低播发数据量的原则，如何设计合适的播发错误(ERROR)消息和播发结束(END)消息数据编码格式，对丢包的短报文信息进行准确的检查，将缺失消息进行标注并重发，形成合适的数据播发机制。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于北斗短报文通信的数据播发方法、系统、介质及设备。

本发明是这样实现的，一种基于北斗短报文通信的数据播发方法，所述基于北斗短报文通信的数据播发方法对用户终端根据时间先后顺序编码数据，并根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息，主要作用为告知用户终端全部短报文消息首次发送结束；服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息，主要作用为告知服务端发送缺失的消息号，以便再次启动发送该条信息；终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送；服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，主要作用为告知服务端缺失消息已经重新发送成功，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。

进一步，所述用户终端根据时间先后顺序依次将数据编码为消息，并发送给服务端。

进一步，所述服务端收到用户终端发送过来的消息后，检查最大消息序号之前的消息是否都已收到，若均已收到，则不需要作回复；若检查发现消息未收到，则回复缺失消息最小序号的Error消息。

进一步，若终端未收到Error消息，则按照消息顺序继续发送编码数据的北斗短报文；否则，终端收到Error消息后，补发对应消息号的编码数据北斗短报文消息，然后继续按照消息顺序发送编码数据北斗短报文。

进一步，所述终端发送完所有编码数据北斗短报文消息后，发送End消息；

服务端收到End消息后，检查End消息序号之前的所有消息是否都已经收到，若都已经收到，回复End消息；否则回复缺失信息最小序号的Error消息。

进一步，所述用户终端接收到Error消息后，补发对应序号的编码数据北斗短报文消息；服务端定期检查收到的消息直至确认所有消息都已经收到后，发送End消息。

进一步，所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的End消息和Error消息均由两个字段组成，包括消息序号和三字符消息标识，如下：

(1)End消息的消息标识为END，具体编码格式为：

End消息序号为6比特的无符号整形数据，数值范围为0-63；END字符串包含E、N和D三个8比特的字符数据，其数值范围为E、N和D，需要说明的是，End消息序号等于编码数据北斗短报文消息最大序号加一；

(2)Error消息的消息标识为ERR，具体编码格式为：

Error消息序号为6比特的无符号整型数据，其数值范围为0-63；ERR字符串包含E、R、R三个8比特的字符数据，其数值范围为E、R和R，作为缺失消息号。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的步骤。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的步骤。

本发明的另一目的在于提供一种实施所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的基于北斗短报文通信的数据播发系统，所述基于北斗短报文通信的数据播发系统包括：

数据编码模块，用于对用户终端根据时间先后顺序编码数据；

缺失消息号检查模块，用于根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息，服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息；

消息号补发模块，用于将用户终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送；

数据重发模块，用于服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：与现有的技术相比，本发明采用一种北斗短报文数据播发机制，以便于发现数据丢包并重发数据，降低了数据丢包率及数据传输成本。

本发明可适用于山区、沙漠和海洋等网络受限的偏远地区，突破海啸、地震等灾害发生时近场区域网络设施损坏的限制，为数据传输备份链路提供一种不易受到网络通讯限制的数据播发机制。

本发明的Error、End消息的发送与接收均是基于费用低廉的北斗短报文服务，与专业通信卫星(铱星、海事卫星)通信手段相比，降低了用户的负担。本发明提供的北斗短报文数据播发机制，利用ASCII码对发送的信息进行编码，减少了发送数据量。

本发明提供的方法对于解决目前现有技术问题及缺陷的意义为：

不管是有线通信网络还是无线通信网络，在网络受限的情况下均不能较好的完成数据传输任务。随着北斗三号系统的全面建成，北斗短报文通信服务逐渐崭露头角。然而，北斗短报文存在丢包从而导致数据遗漏现象的发生，当数据丢包时，缺失消息所遗漏的数据将无法传输至用户终端。因此，为了防止数据丢包现象，需要设计发送错误(ERROR)消息和发送结束(END)消息格式，检查并标注缺失消息号，对缺失的消息进行重发，形成基于北斗短报文通信的数据播发机制。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于北斗短报文通信的数据播发方法流程图。

图2是本发明实施例提供的基于北斗短报文通信的数据播发系统的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的北斗短报文数据播发机制示意图。

图4是本发明实施例提供的北斗短报文数据播发原型系统示意图。

图中：1、数据编码模块；2、缺失消息号检查模块；3、消息号补发模块；4、数据重发模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于北斗短报文通信的数据播发方法、系统、介质及设备，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1所示，本发明提供的基于北斗短报文通信的数据播发方法包括以下步骤：

S101：对用户终端根据时间先后顺序编码数据；

S102：根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息，服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息；

S103：用户终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送；

S104：服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。

本发明提供的基于北斗短报文通信的数据播发方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施，图1的本发明提供的基于北斗短报文通信的数据播发方法仅仅是一个具体实施例而已。

如图2所示，本发明提供的基于北斗短报文通信的数据播发系统包括：

数据编码模块1，用于对用户终端根据时间先后顺序编码数据；

缺失消息号检查模块2，用于根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息，服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息；

消息号补发模块3，用于将用户终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送；

数据重发模块4，用于服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

如图3所示，本发明提供的基于北斗短报文通信的数据播发方法具体包括以下步骤：

第一步，用户终端根据时间先后顺序依次将数据编码为消息，并发送给服务端。

第二步，服务端收到用户终端发送过来的消息后，检查最大消息序号之前的消息是否都已收到，若均已收到，则不需要作回复；若检查发现消息未收到，则回复缺失消息最小序号的Error消息。

第三步，若用户终端未收到Error消息，则按照消息顺序继续发送编码数据的北斗短报文；否则用户，终端收到Error消息后，补发对应消息号的编码数据北斗短报文消息，然后继续按照消息顺序发送编码数据北斗短报文。

第四步，用户终端发送完所有编码数据北斗短报文消息后，发送End消息。

第五步，服务端收到End消息后，检查End消息序号之前的所有消息是否都已经收到，若都已经收到，回复End消息；否则回复缺失信息最小序号的Error消息。

第六步，用户终端接收到Error消息后，补发对应序号的编码数据北斗短报文消息。服务端定期检查收到的消息直至确认所有消息都已经收到后，发送End消息。

在整个播发机制中，End消息和Error消息均由两个字段组成，包括消息序号和三字符消息标识，如下：

(1)End消息的消息标识为“END”，具体编码格式为：

End消息序号为6比特的无符号整形数据，数值范围为0-63；END字符串包含E、N和D三个8比特的字符数据，其数值范围为‘E’、‘N’和‘D’，需要说明的是，End消息序号等于编码数据北斗短报文消息最大序号加一。

(2)Error消息的消息标识为“ERR”，具体编码格式为：

Error消息序号为6比特的无符号整型数据，其数值范围为0-63；ERR字符串包含E、R、R三个8比特的字符数据，其数值范围为‘E’、‘R’和‘R’，作为缺失消息号。

表1End消息格式设计

表2Error消息格式设计

为了验证本发明实施例提出方法的有效性，发明人对提出方法进行了测试。作为对比，首先采用常规的北斗短报文通信方式，测试9次，每次均在2小时以上，测试结果见表3。前五次测试两台终端均架设在地面，由于附近有树木和建筑遮挡，发送成功率相对较低，但也高于97％；从第六到第九次测试，架设地点改在顶楼，无任何楼房和树木等信号遮盖影响，发送成功率接近100％，不过第7次仍然存在1次发送失败。从结果来看，北斗短报文的通信成功率较高，特别是无遮挡环境，但仍存在丢包的可能性，因此需要设计合适的发送机制，以便发现数据丢包并重发数据。采用同样的北斗短报文通信终端，按照本发明设计的北斗短报文发送机制发送数据，共测试3次，每次时长3小时左右，结果见表4。在三次测试中，前两次均存在1次发送失败，但均被发现并进行了重发，实际内容接收成功率为100％，可见采用设计的发送机制可以保证内容发送成功率。

表3未采用发送机制北斗短报文通信成功率测试结果

表4采用发送机制北斗短报文通信成功率测试结果

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，所述基于北斗短报文通信的数据播发方法对用户终端根据时间先后顺序编码数据，并根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息；服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息；终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送；服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。

2.如权利要求1所述的基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，所述用户终端根据时间先后顺序依次将数据编码为消息，并发送给服务端。

3.如权利要求1所述的基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，所述服务端收到用户终端发送过来的消息后，检查最大消息序号之前的消息是否都已收到，若均已收到，则不需要作回复；若检查发现消息未收到，则回复缺失消息最小序号的Error消息。

4.如权利要求3所述的基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，若终端未收到Error消息，则按照消息顺序继续发送编码数据的北斗短报文；否则，终端收到Error消息后，补发对应消息号的编码数据北斗短报文消息，然后继续按照消息顺序发送编码数据北斗短报文。

5.如权利要求1所述的基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，所述终端发送完所有编码数据北斗短报文消息后，发送End消息；

服务端收到End消息后，检查End消息序号之前的所有消息是否都已经收到，若都已经收到，回复End消息；否则回复缺失信息最小序号的Error消息。

6.如权利要求1所述的基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，所述终端接收到Error消息后，补发对应序号的编码数据北斗短报文消息；服务端定期检查收到的消息直至确认所有消息都已经收到后，发送End消息。

7.如权利要求1所述的基于北斗短报文通信的数据播发方法，其特征在于，所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的End消息和Error消息均由两个字段组成，包括消息序号和三字符消息标识，如下：

(1)End消息的消息标识为END，具体编码格式为：

End消息序号为6比特的无符号整形数据，数值范围为0-63；END字符串包含E、N和D三个8比特的字符数据，其数值范围为E、N和D，需要说明的是，End消息序号等于编码数据北斗短报文消息最大序号加一；

(2)Error消息的消息标识为ERR，具体编码格式为：

Error消息序号为6比特的无符号整型数据，其数值范围为0-63；ERR字符串包含E、R、R三个8比特的字符数据，其数值范围为E、R和R，作为缺失消息号。

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～7任意一项所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～7任意一项所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的步骤。

10.一种实施权利要求1～7任意一项所述基于北斗短报文通信的数据播发方法的基于北斗短报文通信的数据播发系统，其特征在于，所述基于北斗短报文通信的数据播发系统包括：

数据编码模块，用于对用户终端根据时间先后顺序编码数据；

缺失消息号检查模块，用于根据消息号依次发送，发送完成后发送END消息，服务端收到当前消息后，检查最大消息号之前的缺失消息号，并发送Error消息；

消息号补发模块，用于将终端接收Error消息后补发对应消息号的数据，再次按照顺序发送；

数据重发模块，用于服务端检查收到信息，确认无误后回复END消息，形成北斗短报文数据丢包检查及数据重发机制。

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