CN115118332B - 一种基于北斗卫星实现数据传输的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于北斗卫星实现数据传输的方法和系统，属于数据传输技术领域。所述方法基于北斗卫星通信网在RDSS（Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务）短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频。该方法基于不改变原有通信协议的原则进行扩展，实现基于北斗卫星的图像或音频数据传输。

Description

一种基于北斗卫星实现数据传输的方法和系统

技术领域

本发明属于数据传输技术领域，尤其涉及一种基于北斗卫星实现数据传输的方法和系统。

背景技术

北斗卫星通信系统中用户间的通信是通过北斗RDSS卫星通信网（RadioDetermination Satellite Service，卫星无线电测定服务。缩写：RDSS）的短消息功能实现的，该功能目前只支持文字、代码等内容的传输，而现代的互联网通信方式却更加的多元化，人们之间的交流由图像、音频、表情等各种多元化的方式组成。随着北斗系统在各个领域的应用越来越广泛，其通信方式的单一性显然成了其短板，从而使得北斗系统能够对图像、音频等信息进行传输的需求变得愈加迫切。同时将北斗卫星通信融入到人们的日常生活中，将卫星通信数据推送至用户手机上，使卫星网络与地面互联网络更好的融合在一起，也是我们需要实现的目标。

目前最新一代的北斗三号系统在RDSS短消息通信上，由于受到系统带宽与速率的限制，在最优情况下单次通信可传输的最大数据量限制为1000个汉字所占空间的大小，而图像、音频等文件的大小大多会超过此限制。如何在此限制的基础上完成大数据量的传输，是当前需要解决的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于北斗卫星实现数据传输的方案。该方案在原有通信协议上稍作改动，从而在发送端与接收端分别实现对图像、音频等文件的动态分帧与组帧操作，解决用户想要传输图像、音频等数据的需求。

本发明第一方面公开了一种基于北斗卫星实现数据传输的方法。所述方法基于北斗卫星通信网在RDSS（Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务）短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频；所述方法包括：

在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无；

基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方；

所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据；

其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位。

根据本发明第一方面的方法，确定所述传输的数据的组包发送方式，具体包括，计算所述传输的数据的总比特大小N除以所述单帧允许发送的数据比特大小M后得到的整数P和余数Q；其中：

（1）当整数P=1且余数Q=0时，或者当整数P=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为单帧组包，在经所述单帧组包的数据包的第一比特位填1并在第二比特位填0，随后所述经所述单帧组包的数据包发送至所述接收方；

（2）当整数P=1且余数Q>0时，或者当整数P=2且余数Q=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第一拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据与尾帧数据，所述首帧数据长度为M，所述尾帧数据长度为M，依次对所述首帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和第二比特位均填1，在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方；

（3）当整数P>1且余数Q>0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第二拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据、P-1个中间帧数据和尾帧数据，共P+1帧数据，所述首帧数据长度为M，所述P-1个中间帧数据中的每一帧数据长度均为M，所述尾帧数据长度为Q，依次对所述首帧数据、所述P-1个中间帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包、P-1个中间帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和所述第二比特位均填1，在所述P-1个中间帧数据包中的每个数据包的第一比特位填0并在第二比特位填1；在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包、所述P-1个中间帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

根据本发明第一方面的方法，对所述若干数据包中的数据进行合并重组具体包括：

（1）当接收到的数据包的第一比特位为1时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则将所述前序数据丢弃，并读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则直接读取所述接收到的数据包的第二比特位；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留为所述前序数据，并处于等待后续帧到达状态；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据为单帧数据，直接提取出所述单帧数据；

（2）当接收到的数据包的第一比特位为0时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则将所述接收到的数据包直接丢弃；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留在所述内存中，并等待后续帧全部到达后进行数据合并；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据与所述前序数据合并，以还原出所述传输的数据。

根据本发明第一方面的方法，当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，判断后续帧到达是否超时，若是，则将所述内存中保留的所有前序数据丢弃。

本发明第二方面公开了一种基于北斗卫星实现数据传输的系统。所述系统基于北斗卫星通信网在RDSS（Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务）短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频；所述系统包括：

第一处理单元，被配置为，在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无；

第二处理单元，被配置为，基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方；

第三处理单元，被配置为，所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据；

其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位。

根据本发明第二方面的系统，所述第二处理单元具体被配置为，利用如下方式确定所述传输的数据的组包发送方式：计算所述传输的数据的总比特大小N除以所述单帧允许发送的数据比特大小M后得到的整数P和余数Q；其中：

（1）当整数P=1且余数Q=0时，或者当整数P=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为单帧组包，在经所述单帧组包的数据包的第一比特位填1并在第二比特位填0，随后所述经所述单帧组包的数据包发送至所述接收方；

（2）当整数P=1且余数Q>0时，或者当整数P=2且余数Q=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第一拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据与尾帧数据，所述首帧数据长度为M，所述尾帧数据长度为M，依次对所述首帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和第二比特位均填1，在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方；

（3）当整数P>1且余数Q>0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第二拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据、P-1个中间帧数据和尾帧数据，共P+1帧数据，所述首帧数据长度为M，所述P-1个中间帧数据中的每一帧数据长度均为M，所述尾帧数据长度为Q，依次对所述首帧数据、所述P-1个中间帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包、P-1个中间帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和所述第二比特位均填1，在所述P-1个中间帧数据包中的每个数据包的第一比特位填0并在第二比特位填1；在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包、所述P-1个中间帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元具体被配置为，利用如下方式对所述若干数据包中的数据进行合并重组：

（1）当接收到的数据包的第一比特位为1时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则将所述前序数据丢弃，并读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则直接读取所述接收到的数据包的第二比特位；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留为所述前序数据，并处于等待后续帧到达状态；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据为单帧数据，直接提取出所述单帧数据；

（2）当接收到的数据包的第一比特位为0时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则将所述接收到的数据包直接丢弃；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留在所述内存中，并等待后续帧全部到达后进行数据合并；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据与所述前序数据合并，以还原出所述传输的数据。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元具体被配置为，当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，判断后续帧到达是否超时，若是，则将所述内存中保留的所有前序数据丢弃。

本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法中的步骤。

本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法中的步骤。

综上，本发明提供的技术方案对于协议的改动与现有协议完全兼容；对目前在线运行的北斗系统不构成任何影响；包含了北斗终端之间，以及北斗终端向手机推送的两种通信模式，实现了北斗卫星通信网络与地面互联网的双网融合。进一步地，对现有的北斗RDSS短消息服务完全兼容，并在原有的只能发送文字、代码等数据的基础上，增加了对图像、音频等数据传输的支持，扩展了北斗卫星RDSS短消息通信领域的业务形态，使卫星通信方式更加多元化，且更加趋近于大众熟悉的互联网通信方式，为今后北斗卫星通信在各领域的普及与推广提供技术基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明实施例的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的北斗终端之间/北斗终端向手机传输图像/音频数据的示意图；

图3为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一方面公开了一种基于北斗卫星实现数据传输的方法。所述方法基于北斗卫星通信网在RDSS（Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务）短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频。

图1为根据本发明实施例的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法的流程图；如图1所示，所述方法包括：

S1、在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无；

S2、基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方；

S3、所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据；

其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位。

在S1中，在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无。

具体地，所述RDSS短消息的通信协议为能够兼容北斗三号RDSS短消息通信系统的协议，基于不改变原有协议的原则进行扩展，实现基于北斗卫星的图像、音频数据传输。

具体地，北斗RDSS短消息通信协议中，通过4 bit（比特）编码类型对数据格式进行定义，可知4 bit数据可包含16数据定义方式，目前仅定义了汉字、代码、压缩汉字、压缩代码4种，本发明在此基础上增加图像、音频等类型的定义。

具体地，在北斗RDSS短消息通信协议中，在通信类型与入站确认申请之间，有2个未定义的bit位，本发明对这两个bit为重新定义，第一个bit表示是否首帧（1:是，0:否），第二个bit表示有无续帧（1:有，0:无），综合这两个bit可以实现对数据的拆分与合并。

在S2中，基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方。

在一些实施例中，确定所述传输的数据的组包发送方式，具体包括，计算所述传输的数据的总比特大小N除以所述单帧允许发送的数据比特大小M后得到的整数P和余数Q。

（1）当整数P=1且余数Q=0时，或者当整数P=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为单帧组包，在经所述单帧组包的数据包的第一比特位填1并在第二比特位填0，随后所述经所述单帧组包的数据包发送至所述接收方。

（2）当整数P=1且余数Q>0时，或者当整数P=2且余数Q=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第一拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据与尾帧数据，所述首帧数据长度为M，所述尾帧数据长度为M，依次对所述首帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和第二比特位均填1，在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

（3）当整数P>1且余数Q>0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第二拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据、P-1个中间帧数据和尾帧数据，共P+1帧数据，所述首帧数据长度为M，所述P-1个中间帧数据中的每一帧数据长度均为M，所述尾帧数据长度为Q，依次对所述首帧数据、所述P-1个中间帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包、P-1个中间帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和所述第二比特位均填1，在所述P-1个中间帧数据包中的每个数据包的第一比特位填0并在第二比特位填1；在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包、所述P-1个中间帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

具体地，通过提供数据分帧的方式，解决对超过限制长度的图像、音频等数据的拆分问题。具体包括：

获取待发送的图像或音频等数据的总bit大小N；根据北斗三号短消息通信协议得到单帧可发送的数据最大bit长度M；计算总bit大小N除以单帧bit长度M，得到整数P与余数Q。

当整数P = 1且余数Q = 0或者整数P = 0时，该数据可通过单帧完成组包，在上述协议中的是否首帧bit位填入1:是首帧，有无续帧bit位填入0:无续帧，之后将数据组包发送。

当整数P = 1且余数Q > 0或者整数P = 2且余数Q = 0时，数据可拆分为首帧与尾帧两帧，其中首帧长度为M，在协议中的是否首帧bit位填入1:是首帧，有无续帧bit位填入1:有续帧；尾帧长度为M，在协议中的是否首帧bit位填入0:非首帧，有无续帧bit位填入0:无续帧，之后依次组包发送。

注意，在此可继续细分为两种情况，当整数P = 1且余数Q > 0时，尾帧长度为Q；当整数P = 2且余数Q = 0时，尾帧长度为M。

当整数P > 1且余数Q > 0时，首帧、P-1个中间帧、尾帧，共P+1帧，其中首帧长度为M，在协议中的是否首帧bit位填入1:是首帧，有无续帧bit位填入1:有续帧；中间帧长度为M，在协议中的是否首帧bit位填入0:非首帧，有无续帧bit位填入1:有续帧；尾帧长度为Q，在协议中的是否首帧bit位填入0:非首帧，有无续帧bit位填入0:无续帧，之后依次组包发送。

在S3中，所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据。其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位。

在一些实施例中，对所述若干数据包中的数据进行合并重组具体包括：

（1）当接收到的数据包的第一比特位为1时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则将所述前序数据丢弃，并读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则直接读取所述接收到的数据包的第二比特位；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留为所述前序数据，并处于等待后续帧到达状态；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据为单帧数据，直接提取出所述单帧数据；

（2）当接收到的数据包的第一比特位为0时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则将所述接收到的数据包直接丢弃；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留在所述内存中，并等待后续帧全部到达后进行数据合并；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据与所述前序数据合并，以还原出所述传输的数据。

在一些实施例中，当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，判断后续帧到达是否超时，若是，则将所述内存中保留的所有前序数据丢弃。

具体地，通过提供数据组帧的方式将分帧后的数据进行合并，还原出图像、音频等数据。具体包括：对接收到的北斗短消息数据进行解码，对协议中代表是否首帧、有无续帧的2个bit位进行判断。

如果接收到的是非首帧数据，则判断内存中是否有发方ID相同且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若无此类前序数据，则丢弃本次入站的数据帧；若有此类前序数据，则继续判断本次入站的数据帧是否有续帧；若无续帧，则与前序帧完成合并，同时由前端根据数据类型进行展示；若有续帧，则将其保留至内存，等待后续数据进行合并。

如果接收到的是首帧数据，则继续判断内存中是否有发方ID相同且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在此类前序数据，为避免其占用资源导致内存升高，需将其从内存中丢弃，之后再判断有无续帧；若不存在此类前序数据，则直接判断本次入站的数据有无续帧；若无续帧，则该数据为单帧数据，由前端根据数据类型进行展示；若有续帧，则将其保留至内存，等待后续数据进行合并；

判断后续帧到达是否超时；若后续帧到达未超时则继续接收数据；若后续帧到达超时，则将内存中已保留的前序数据丢弃，避免占用资源导致内存升高。

通过其在北斗用户终端与北斗地面中心站的不同部署方式，提出以下两种应用方式。

第一应用方式：北斗终端与北斗终端之间互传图像、音频数据。

部署数据分帧模块的发送北斗终端将待发送的图像数据进行分帧，将拆分好的帧数据依次发送至北斗卫星。北斗地面中心站通过北斗卫星，依次接收到发送北斗终端的入站图像数据，通过部署在地面中心站的数据组帧模块，完成对收到入站数据首帧、中间帧、尾帧等数据的拼接合并。将合并后的数据在地面站系统中进行数据备案。由于受到出站容量限制，使用部署在地面中心站的数据分帧模块，再次将数据进行拆分。将拆分后的每一帧数据按照出站协议进行数据组包。通过北斗卫星发送至收信的北斗用户终端。接收北斗终端经由北斗卫星依次接收到发送北斗终端的首帧、中间帧、尾帧等数据，通过部署在收方北斗终端的数据组帧模块完成数据的拼接合并后，交由前端程序完成的图像数据进行展示。

第二应用方式：北斗终端向手机传输图像、音频数据。

部署数据分帧模块的发送北斗终端将待发送的图像数据进行分帧，将拆分好的帧数据依次发送至北斗卫星。北斗地面中心站通过北斗卫星，依次接收到发送北斗终端的入站图像数据，通过部署在地面中心站的数据组帧模块，完成对收到入站数据首帧、中间帧、尾帧等数据的拼接合并。将合并后的数据在地面站系统中进行数据备案。将合并后的数据通过地面互联网发送至公网云服务器。再由公网云服务器推送至接收数据的用户手机上，对图像数据进行展示。

第一实施例

发方ID为1的用户，选取了一张大小为50KB（即409600bit）的图片准备发送至ID为2的用户。已知北斗三号单帧短消息内容最大长度为14000bit。通过409600除以14000得到整数29，余数3600，即该数据可分为首帧、中间帧以及尾帧共30帧；其中首帧数据电文的长度为14000bit，在协议中的是否首帧bit位填入1:是首帧，有无续帧bit位填入1:有续帧，数据类型填入图片类型，之后将数据组包发送。中间帧的数据电文长度为14000bit，中间帧个数为28帧，通过整数29减去1帧首帧得到，在协议中的是否首帧bit位填入0:非首帧，有无续帧bit位填入1:有续帧，数据类型填入图片类型，之后将数据组包发送。尾帧的数据长度为余数3600bit，在协议中的是否首帧bit位填入0:非首帧，有无续帧bit位填入0:无续帧，数据类型填入图片类型，之后将数据组包发送。

第二实施例

北斗地面中心站对接收到的发方ID为1收方ID为2入站数据进行解码，得到图片数据的首帧，将其保留在内存中。北斗地面中心站在后端处理软件的内存中没有找到由ID为1的用户发送的未完成合并的数据，无需特殊处理。继续解码得知该首帧还有续帧，设置续帧等待超时时间，等待后续数据到来。在超时时间范围内，依次接收到由ID为1的用户向ID为2的用户发送的图片数据的28个中间帧。每收到一次中间帧，都会重置等待超时时间，同时完成与前序帧的拼接，并将拼接后的数据以发送用户的ID作为数据索引保留至内存中。在超时时间范围内，接收到由ID为1的用户向ID为2的用户发送的图片数据的尾帧。将尾帧与前序数据进行拼接，完成图片数据的收集合并，再交后端软件做数据备案处理。备案后的数据再次完成数据分帧操作后，组包出站，经由北斗卫星发送至收方ID为2的用户，由部署在收方用户终端上的数据组帧模块完成上述组帧流程后，显示图片信息。

第三实施例

基于北斗终端之间传输图像、音频等数据的实施方式，如图2中的流程a1-a7所示：a1、部署了数据分帧模块的ID为1的北斗终端，对待发送的图片数据进行分帧，将拆分好的帧数据依次发送至北斗卫星。a2、北斗地面中心站通过北斗卫星，依次接收到ID为1的北斗终端的入站图片数据，通过部署在地面中心站的数据组帧模块，完成对收到的ID为1的北斗终端入站的首帧、中间帧、尾帧等数据的拼接合并。a3、将合并后的数据在地面站系统中进行数据备案。a4、由于受到出站容量限制，使用部署在地面中心站的数据分帧模块，再次将数据进行拆分。a5、将拆分后的每一帧数据按照出站协议进行数据组包。a6、通过北斗卫星发送至收信的北斗用户终端。a7、收方ID为2的北斗终端经由北斗卫星依次接收到发送ID为1的北斗终端的首帧、中间帧、尾帧等数据，通过部署在收方北斗终端的数据组帧模块完成数据的拼接合并后，交由前端程序完成的图片数据进行展示。

第四实施例

基于北斗终端向手机传输图像、音频等数据的实施方式，如图2中的流程b1-b5所示：b1、部署了数据分帧模块的ID为1的北斗终端，对待发送的图片数据进行分帧，将拆分好的帧数据依次发送至北斗卫星。b2、北斗地面中心站通过北斗卫星，依次接收到ID为1的北斗终端的入站图片数据,通过部署在地面中心站的数据组帧模块，完成对收到的ID为1的北斗终端入站的首帧、中间帧、尾帧等数据的拼接合并。b3、将合并后的数据在地面站系统中进行数据备案。b4、同时将合并后的数据通过地面互联网发送至公网云服务器。b5、再由公网云服务器推送至接收方用户的手机上，对图片数据进行展示。

本发明第二方面公开了一种基于北斗卫星实现数据传输的系统。所述系统基于北斗卫星通信网在RDSS（Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务）短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频；所述系统包括：

第一处理单元，被配置为，在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无；

第二处理单元，被配置为，基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方；

第三处理单元，被配置为，所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据；

其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位。

根据本发明第二方面的系统，所述第二处理单元具体被配置为，利用如下方式确定所述传输的数据的组包发送方式：计算所述传输的数据的总比特大小N除以所述单帧允许发送的数据比特大小M后得到的整数P和余数Q；其中：

（1）当整数P=1且余数Q=0时，或者当整数P=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为单帧组包，在经所述单帧组包的数据包的第一比特位填1并在第二比特位填0，随后所述经所述单帧组包的数据包发送至所述接收方；

（2）当整数P=1且余数Q>0时，或者当整数P=2且余数Q=0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第一拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据与尾帧数据，所述首帧数据长度为M，所述尾帧数据长度为M，依次对所述首帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和第二比特位均填1，在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方；

（3）当整数P>1且余数Q>0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第二拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据、P-1个中间帧数据和尾帧数据，共P+1帧数据，所述首帧数据长度为M，所述P-1个中间帧数据中的每一帧数据长度均为M，所述尾帧数据长度为Q，依次对所述首帧数据、所述P-1个中间帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包、P-1个中间帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和所述第二比特位均填1，在所述P-1个中间帧数据包中的每个数据包的第一比特位填0并在第二比特位填1；在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包、所述P-1个中间帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元具体被配置为，利用如下方式对所述若干数据包中的数据进行合并重组：

（1）当接收到的数据包的第一比特位为1时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则将所述前序数据丢弃，并读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则直接读取所述接收到的数据包的第二比特位；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留为所述前序数据，并处于等待后续帧到达状态；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据为单帧数据，直接提取出所述单帧数据；

（2）当接收到的数据包的第一比特位为0时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则将所述接收到的数据包直接丢弃；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留在所述内存中，并等待后续帧全部到达后进行数据合并；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据与所述前序数据合并，以还原出所述传输的数据。

根据本发明第二方面的系统，所述第三处理单元具体被配置为，当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，判断后续帧到达是否超时，若是，则将所述内存中保留的所有前序数据丢弃。

本发明第三方面公开了一种电子设备。所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法中的步骤。

图3为根据本发明实施例的一种电子设备的结构图，如图3所示，电子设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力。该电子设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该电子设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、近场通信（NFC）或其他技术实现。该电子设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该电子设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是电子设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本公开的技术方案相关的部分的结构图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本发明第四方面公开了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法中的步骤。

综上，本发明提供的技术方案对于协议的改动与现有协议完全兼容；对目前在线运行的北斗系统不构成任何影响；包含了北斗终端之间，以及北斗终端向手机推送的两种通信模式，实现了北斗卫星通信网络与地面互联网的双网融合。进一步地，对现有的北斗RDSS短消息服务完全兼容，并在原有的只能发送文字、代码等数据的基础上，增加了对图像、音频等数据传输的支持，扩展了北斗卫星RDSS短消息通信领域的业务形态，使卫星通信方式更加多元化，且更加趋近于大众熟悉的互联网通信方式，为今后北斗卫星通信在各领域的普及与推广提供技术基础。

请注意，以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于北斗卫星实现数据传输的方法，其特征在于，所述方法基于北斗卫星通信网在RDSS(Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务)短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频；所述方法包括：

在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无；

基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方；

所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据；

其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位；

其中，确定所述传输的数据的组包发送方式，具体包括，计算所述传输的数据的总比特大小N除以所述单帧允许发送的数据比特大小M后得到的整数P和余数Q；其中：

(1)当整数P＝1且余数Q＝0时，或者当整数P＝0时：

所述传输的数据的组包发送方式为单帧组包，在经所述单帧组包的数据包的第一比特位填1并在第二比特位填0，随后所述经所述单帧组包的数据包发送至所述接收方；

(2)当整数P＝1且余数Q>0时，或者当整数P＝2且余数Q＝0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第一拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据与尾帧数据，所述首帧数据长度为M，所述尾帧数据长度为M，依次对所述首帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和第二比特位均填1，在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方；

(3)当整数P>1且余数Q>0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第二拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据、P-1个中间帧数据和尾帧数据，共P+1帧数据，所述首帧数据长度为M，所述P-1个中间帧数据中的每一帧数据长度均为M，所述尾帧数据长度为Q，依次对所述首帧数据、所述P-1个中间帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包、P-1个中间帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和所述第二比特位均填1，在所述P-1个中间帧数据包中的每个数据包的第一比特位填0并在第二比特位填1；在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包、所述P-1个中间帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法，其特征在于，对所述若干数据包中的数据进行合并重组具体包括：

(1)当接收到的数据包的第一比特位为1时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则将所述前序数据丢弃，并读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则直接读取所述接收到的数据包的第二比特位；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留为所述前序数据，并处于等待后续帧到达状态；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据为单帧数据，直接提取出所述单帧数据；

(2)当接收到的数据包的第一比特位为0时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则将所述接收到的数据包直接丢弃；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留在所述内存中，并等待后续帧全部到达后进行数据合并；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据与所述前序数据合并，以还原出所述传输的数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法，其特征在于，当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，判断后续帧到达是否超时，若是，则将所述内存中保留的所有前序数据丢弃。

4.一种基于北斗卫星实现数据传输的系统，其特征在于，所述系统基于北斗卫星通信网在RDSS(Radio Determination Satellite Service，卫星无线电测定服务)短消息上实现所述数据传输，传输的数据为图像或音频；所述系统包括：

第一处理单元，被配置为，在所述RDSS短消息的通信协议中，对通信类型与入站确认申请之间未定义的两个比特位进行定义；其中，将第一比特位定义为判断是否首帧，1表示是，0表示否；将第二比特位定义为判断有无续帧，1表示有，0表示无；

第二处理单元，被配置为，基于所述传输的数据的总比特大小N和所述RDSS短消息的通信协议中定义的单帧允许发送的数据比特大小M，确定所述传输的数据的组包发送方式，按照所述组包发送方式将所述传输的数据切分成若干数据包并发送至接收方；

第三处理单元，被配置为，所述接收方在接收到组包发送的所述若干数据包后，依次读取每个数据包的所述第一比特位和所述第二比特位上的数值，并基于所述数值对所述若干数据包中的数据进行合并重组，从而还原出所述传输的数据；

其中，在所述若干数据包的包头中包含用于判断数据包中的数据是否为首帧的第一比特位和用于判断所述数据包中的数据有无续帧的第二比特位；

其中，所述第二处理单元具体被配置为，利用如下方式确定所述传输的数据的组包发送方式：计算所述传输的数据的总比特大小N除以所述单帧允许发送的数据比特大小M后得到的整数P和余数Q；其中：

(1)当整数P＝1且余数Q＝0时，或者当整数P＝0时：

所述传输的数据的组包发送方式为单帧组包，在经所述单帧组包的数据包的第一比特位填1并在第二比特位填0，随后所述经所述单帧组包的数据包发送至所述接收方；

(2)当整数P＝1且余数Q>0时，或者当整数P＝2且余数Q＝0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第一拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据与尾帧数据，所述首帧数据长度为M，所述尾帧数据长度为M，依次对所述首帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和第二比特位均填1，在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方；

(3)当整数P>1且余数Q>0时：

所述传输的数据的组包发送方式为第二拆分组包，具体为：将所述传输的数据拆分为首帧数据、P-1个中间帧数据和尾帧数据，共P+1帧数据，所述首帧数据长度为M，所述P-1个中间帧数据中的每一帧数据长度均为M，所述尾帧数据长度为Q，依次对所述首帧数据、所述P-1个中间帧数据和所述尾帧数据进行组包，得到首帧数据包、P-1个中间帧数据包和尾帧数据包，在所述首帧数据包的第一比特位和所述第二比特位均填1，在所述P-1个中间帧数据包中的每个数据包的第一比特位填0并在第二比特位填1；在所述尾帧数据包的第一比特位和第二比特位均填0，并将所述首帧数据包、所述P-1个中间帧数据包和所述尾帧数据包发送至所述接收方。

5.根据权利要求4所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的系统，其特征在于，所述第三处理单元具体被配置为，利用如下方式对所述若干数据包中的数据进行合并重组：

(1)当接收到的数据包的第一比特位为1时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则将所述前序数据丢弃，并读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则直接读取所述接收到的数据包的第二比特位；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留为所述前序数据，并处于等待后续帧到达状态；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据为单帧数据，直接提取出所述单帧数据；

(2)当接收到的数据包的第一比特位为0时，判断所述接收方的内存中是否存在与所述接收到的数据包具有相同发送方且处于等待后续帧到达状态的前序数据；若存在，则读取所述接收到的数据包的第二比特位；若不存在，则将所述接收到的数据包直接丢弃；

当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，将所述接收到的数据包中的数据保留在所述内存中，并等待后续帧全部到达后进行数据合并；当所述接收到的数据包的第二比特位为0时，所述接收到的数据包中的数据与所述前序数据合并，以还原出所述传输的数据。

6.根据权利要求5所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的系统，其特征在于，所述第三处理单元具体被配置为，当所述接收到的数据包的第二比特位为1时，判断后续帧到达是否超时，若是，则将所述内存中保留的所有前序数据丢弃。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1-3任一项所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法中的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-3任一项所述的一种基于北斗卫星实现数据传输的方法中的步骤。

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