CN115765839A - 一种基于北斗短报文通信的动态网络及组网方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗短报文通信的动态网络及组网方法，动态网络包括数量动态可调的多个网络节点，每个网络节点包括一个北斗通信终端，各北斗通信终端中均安装有指挥卡；各网络节点之间适于双向通讯。本发明依托于具备指挥机属性的北斗通信终端，基于北斗短报文通信原理，采取互为下属关系的指挥关系来构建北斗数据通讯网络体系，每台北斗通信终端均是该网络的一个节点，每个节点均可以实时完成指挥机和普通下属用户机两种身份的无缝切换，即每一台北斗通信终端既作为指挥机，同时也是其他北斗通信终端的下属用户，当其中一台终端发送北斗短报文时，则属于其下属用户的网络中其他终端便可以接收到该短报文消息，可根据需要灵活动态组网。

Description

一种基于北斗短报文通信的动态网络及组网方法

技术领域

本发明属于卫星通信领域，具体涉及一种基于北斗短报文通信的动态网络及组网方法。

背景技术

最常见且应用最广泛的组网是互联网，此种组网方式完全依托于大量的计算机终端与互联网基站，保密性差，尤其针对广阔海域无法提供网络信号，满足不了使用需求。

北斗卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的卫星导航系统，能够为用户提供定位、测速、授时、短报文通信等服务。短报文通信功能是依托北斗空间段卫星、北斗地面段主控站、北斗用户段通信终端实现的一种无线通信功能。

组网是指将多个网络节点编排形成一个特定的关系网，从而方便完成某一项工作。动态组网是指网络节点可以进行实时变动，依据不同使用需求完成节点的动态调整。该项技术的实现涉及北斗短报文通信领域，需综合运用北斗通信技术、信息处理技术、组网通信技术。

目前利用北斗通信实现组网已经得到广泛应用，但大部分只是利用北斗指挥兼收(指挥即向下属用户通播指挥信息，兼收即同时能接收下属北斗用户信息)的功能，采用北斗指挥机+北斗普通下属用户机的固定(非动态)组网形式，只允许特定的北斗指挥机对其北斗下属用户机进行指挥操作，下属用户机之间的信息无法共享，下属用户机只能通过点对点的通信方式向指挥机进行信息的上报，一旦某个北斗通信终端申领成为指挥机，网络结构便固定不变了，无法灵活组网。此种通信方式存在如下缺陷：丢包以及接收波束不一致而导致通信失败；无法满足多用户交叉指挥、下属信息共享、灵活动态组网、北斗信息可靠传输等需求，可靠性差；无法提供全天候、全天时、全地形服务。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，依托于具备指挥机属性的北斗通信终端，基于北斗短报文通信原理，采取互为下属关系的指挥关系来构建北斗数据通讯网络体系，每台北斗通信终端均是该网络的一个节点，每个节点均可以实时完成指挥机和普通下属用户机两种身份的无缝切换，即每一台北斗通信终端既作为指挥机，同时也是其他北斗通信终端的下属用户，当其中一台终端发送北斗短报文时，则属于其下属用户的网络中其他终端便可以接收到该短报文消息，可根据需要灵活动态组网。

为实现上述发明目的，第一方面，本发明提供一种基于北斗短报文通信的动态网络，包括数量动态可调的多个网络节点，每个网络节点包括一个北斗通信终端，各所述北斗通信终端中均安装有指挥卡；各所述网络节点之间适于双向通讯。

进一步地，各所述网络节点被配置为适于在指挥机和下属机两种身份之间进行实时无缝切换。

进一步地，任意一部分所述网络节点适于组成任务子网。

进一步地，所述任务子网中仅有一个固定的网络节点被配置为指挥机，其他网络节点均被配置为下属机。

进一步地，所述指挥机中安装有用于组网信息配置的可视化软件模块，所述可视化软件模块适于编辑组网申请信息，并将所述组网申请信息以短报文发送出去，所述组网申请信息包括需加入所述任务子网的至少一个网络节点的北斗通信终端的指挥卡ID号；所述下属机适于识别所述组网申请信息中是否含有自身的指挥卡ID号，如是，则向所述指挥机反馈确认信息，指挥机收到确认信息后则将该下属机所在的网络节点加入所述任务子网。

进一步地，所述指挥机适于对所述任务子网内的任一成员进行实时监控。

进一步地，所述实时监控包括要求成员共享位置、上报状态。

第二方面，本发明提供一种基于北斗短报文通信的动态组网方法，将数量动态可调的多个安装有指挥卡的北斗通信终端作为不同的网络节点，使各所述网络节点之间进行双向通讯。

进一步地，将任意一部分所述网络节点组成任务子网；所述任务子网中仅有一个固定的网络节点被配置为指挥机，其他网络节点均被配置为下属机。

进一步地，所述任务子网的组网过程为：所述指挥机以短报文向各所述下属机发送组网申请信息，所述下属机识别所述组网申请信息中是否含有自身的指挥卡ID号，如是，则向所述指挥机反馈确认信息，指挥机收到确认信息后则将该下属机所在的网络节点加入所述任务子网。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、依托于具备指挥机属性的北斗通信终端，基于北斗短报文通信原理，采取互为下属关系的指挥关系来构建北斗数据通讯网络体系，每台北斗通信终端均是该网络的一个节点，每个节点均可以实时完成指挥机和普通下属用户机两种身份的无缝切换，即每一台北斗通信终端既作为指挥机，同时也是其他北斗通信终端的下属用户，当其中一台终端发送北斗短报文时，则属于其下属用户的网络中其他终端便可以接收到该短报文消息，可根据需要灵活动态组网。

2、利用北斗短报文通信实现的动态组网具备全天候、全天时、全地形服务等特点，且通过北斗通播形式的信息发送极大提高了通讯可靠性，成功率达到99％，对于特定用户可提供加密形式的数据传输，极大确保了动态组网的私密性。

3、用户可以从北斗数据通讯网络中挑选部分节点组成特定的局部组网关系，对于组网内成员实行信息共享、指挥监控、位置报告等操作，从而可以实现北斗数据通讯网络中不同用户间动态组网的功能，满足集群作业机动性强、可交叉指挥、组网关系灵活等需求。

附图说明

图1为本发明动态网络一个实施例的拓扑图；

图2为本发明动态网络/组网方法一个实施例中任务子网的组网流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。

为满足集群作业机动性强、可交叉指挥、组网关系灵活等需求，用户可以从北斗数据通讯网络中挑选部分节点组成特定的局部组网关系，对于组网内成员实行信息共享、指挥监控、位置报告等操作，从而可以实现北斗数据通讯网络中不同用户间动态组网的功能。北斗短报文通信依托于具备指挥机属性的北斗通信终端，基于北斗短报文通信原理，可完成北斗短报文收发处理、通播发送处理。北斗短报文通信采取通播发送的方式，全波束下发北斗通信信息，确保目标用户在信号微弱地区依旧能稳定接收北斗通信信息，可靠性好。

动态组网即采取互为下属的指挥关系来构建北斗数据通讯网络体系，每台北斗通信终端均是该网络的一个节点，每个节点均可以实时完成指挥机和普通下属用户机两种身份的无缝切换，依据使用需求可编排北斗数据通讯网络中的部分节点构建特定的组网关系，从而实现动态组网功能。所述北斗通信终端可实时完成指挥用户或普通下属用户的身份切换。所述身份切换指北斗通信终端既可识别北斗指挥卡成为北斗指挥型通信终端，也可以识别北斗普通卡成为北斗普通型通信终端。所述可靠的北斗短报文通信是指采取通播形式全波束下发北斗通信信息，确保目标用户有效接收通信信息。所述通播形式是指北斗短报文通信出站形式从所有北斗通信信道下发，全波束即指所有的北斗通信信道。所述动态组网可依据使用需求编排北斗数据通讯网络中的部分节点构建特定的组网关系，从而实现灵活的组网。

如图1所示，由三台北斗通信终端组成北斗通讯数据网络，其中每台北斗通信终端都是该网络中的一个节点，每个节点都装备北斗指挥芯片而成为北斗指挥机，每个节点同时也是剩余节点的下属用户。

第一节点以北斗通播的方式发送北斗通信信息时，由于第二节点和第三节点都是第一节点的下属用户，所以第二节点和第三节点均可以接收到第一节点所发送的北斗通信信息，同理，第二节点或第三节点以同样方式发送北斗通信信息时，其余的两个节点同样由于是下属用户，也能接收到相应北斗通信信息，这样便通过北斗通信数据的传输建立了一个最小化的北斗通讯数据网络。

由上述推理可作延伸设计，即假设北斗通信终端的数量增加到数百套甚至更多，这样便可以建立了一个更大的北斗数据通讯网络，该北斗数据网络中的每台北斗通信终端均作为一个节点，用户可以根据不同的使用场景和需求，配置北斗数据通讯网络中的部分节点单独组成特定的任务小组，将北斗芯片的ID号作为特定小组的准入密码，这样便可以实现在北斗数据通讯网络中完成动态组网的功能。

以位置报告系统为例，如图1所示，由三台北斗通信终端组成位置报告系统，其中每一台北斗通信终端既是剩余两台北斗通信终端的指挥机，同时又是剩余北斗通信终端的下属用户机，这样便由三台北斗通信终端组成了一个小型的北斗通信数据网络用于位置报告，其使用流程图如图2，设备上电后，首先确定好指挥终端，然后通过指挥终端控制软件配置好需要组网的北斗通信终端或是装载北斗通信终端的载体，将每台北斗通信终端的北斗ID作为入门身份密码并编辑到组网管理信息中，再由指挥终端通过北斗短报文形式，向对应的需进入编组的北斗用户进行编组申请，被请求加入组网的设备接收到指挥终端的编组请求后，比对编组请求信息中是否包含本设备ID，并将正确的编组请求确认信息(包含本机ID信息、确认加入编组的应答信息等)反馈给指挥终端，指挥终端接收到确认信息后即完成整个编组过程。编组完成后便可以针对组内成员进行管理，包括要求共享位置、上报状态等，这样便可以有效的针对使用需求完成动态组网作业。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，包括数量动态可调的多个网络节点，每个网络节点包括一个北斗通信终端，各所述北斗通信终端中均安装有指挥卡；各所述网络节点之间适于双向通讯。

2.根据权利要求1所述的基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，各所述网络节点被配置为适于在指挥机和下属机两种身份之间进行实时无缝切换。

3.根据权利要求1所述的基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，任意一部分所述网络节点适于组成任务子网。

4.根据权利要求3所述的基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，所述任务子网中仅有一个固定的网络节点被配置为指挥机，其他网络节点均被配置为下属机。

5.根据权利要求4所述的基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，所述指挥机中安装有用于组网信息配置的可视化软件模块，所述可视化软件模块适于编辑组网申请信息，并将所述组网申请信息以短报文发送出去，所述组网申请信息包括需加入所述任务子网的至少一个网络节点的北斗通信终端的指挥卡ID号；所述下属机适于识别所述组网申请信息中是否含有自身的指挥卡ID号，如是，则向所述指挥机反馈确认信息，指挥机收到确认信息后则将该下属机所在的网络节点加入所述任务子网。

6.根据权利要求4所述的基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，所述指挥机适于对所述任务子网内的任一成员进行实时监控。

7.根据权利要求6所述的基于北斗短报文通信的动态网络，其特征在于，所述实时监控包括要求成员共享位置、上报状态。

8.一种基于北斗短报文通信的动态组网方法，其特征在于，将数量动态可调的多个安装有指挥卡的北斗通信终端作为不同的网络节点，使各所述网络节点之间进行双向通讯。

9.根据权利要求8所述的基于北斗短报文通信的动态组网方法，其特征在于，将任意一部分所述网络节点组成任务子网；所述任务子网中仅有一个固定的网络节点被配置为指挥机，其他网络节点均被配置为下属机。

10.根据权利要求9所述的基于北斗短报文通信的动态组网方法，其特征在于，所述任务子网的组网过程为：所述指挥机以短报文向各所述下属机发送组网申请信息，所述下属机识别所述组网申请信息中是否含有自身的指挥卡ID号，如是，则向所述指挥机反馈确认信息，指挥机收到确认信息后则将该下属机所在的网络节点加入所述任务子网。

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