北斗通信论文范文

北斗通信论文范文（精选9篇）

北斗通信论文 第1篇

关键词：北斗卫星,网络结构,空中接口

1 系统总体架构

(1) 在分析“北斗”卫星现有冗余资源的基础上, 利用“北斗”卫星的转发器作为空间段;

(2) 地面段包括综合信关站、地面运控站、信标站等;

(3) 应用段包括三类用户终端 (便携式、车载式、固定式) , 实现用户终端之间、用户终端与地面通信网络之间的互联互通。

1.1 系统特点

(1) 利用我国北斗卫星冗余资源支持的空间段;

(2) 具有系统接续控制和交换能力、并与地面公用网接口的信关站;

(3) 具有创新型高技术应用的移动终端;

(4) 具有移动通信系统空中接口规范、完整的信令体系和安全保密体制。

1.2 系统组成

系统由空间段、地面段和应用段组成, 见下图:

空间段:利用北斗卫星所搭载的转发器实现用户与用户、用户与信关站间信号的转发。

应用段:即用户终端, 将可识别的信息 (语音、数据、短消息) 处理成可在空间传输的、符合系统要求的无线信号, 并向卫星发射;同时, 将卫星发射 (转发) 来的符合系统要求的空间无线信号接收处理成可识别的信息 (语音、数据、短消息) 。

用户终端有三种形式:

(1) 固定式用户终端:在固定地点使用;

(2) 便携式用户终端:可搬移, 机动性好;

(3) 车载式用户终端:可在运动中使用, 实现动中通。

地面段:由信标站、地面运控系统和综合信关站组成。综合信关站是试验系统与地面通信网之间的汇接交换中心, 负责与PSTN (Public Switched Telephone Network公共交换电话网) 之间的接口, 完成认证与授权、资源管理、协议转换、呼叫控制、计费处理以及移动终端之间、移动终端与PSTN之间的互联互通。

2 系统空中接口

2.1 系统网络结构

从网络结构上, 系统可划分为终端和综合信关站两大部分。终端包含用户识别模块, 综合信关站由收发系统、业务控制系统、卫星信号监测管理、移动交换中心等网络部件组成, 系统网络体系结构见图2。

用户话音和数据通过业务信道在终端和信关站之间传输, 当系统内部终端之间相互通信时, 由信关站转发信号, 传输路径经历了2跳卫星链路。当卫星终端与网外用户通信时, 信号经历1跳卫星链路由信关站的移动交换中心GMSC (Gateway Mobile Switching Center网关移动交换中心) 与PSTN、PLMN (Public Land Mobile Networks公共陆上移动网络) 和SMC (Sort Message Center) 建立连接。同步轨道卫星通信系统单跳延迟大约270毫秒。

2.2 卫星移动终端SMT (Satellite Mobile Terminal)

SMT是基于“北斗”的卫星移动通信试验系统的用户终端, 用户使用SMT接入试验网得到所需的通信服务。

为区别试验网内不同的用户, 使用用户识别模块UIM (User Identity Module) 予以识别。每个移动终端都有各自的卫星设备识别号SMEI (Satellite Mobile Equipment Identity) 。每个移动用户都有自己的卫星移动用户识别号SMSI (Satellite Mobile Subscriber Identity) , 分别存储在UIM上和SHLR (Satellite Home Location Register) 上。

2.3 综合信关站SGS (Synthesize Gateway Station)

综合信关站由收发系统、业务控制系统、卫星资源监测与管理、移动交换中心等网络部件组成。

2.3.1 收发系统GTS (Gateway Transceiver System)

它受控于GSC, 包含射频子系统和信道处理子系统。射频子系统完成卫星射频信号和中频或基带信号之间的转换功能, 信道处理子系统完成信道调制/解调、帧处理、交织/解交织、编码/译码和信道映射等功能。它完成GSC与无线信道之间的转换, 实现SMT和GTS之间通过卫星传输及相关控制功能。

2.3.2 业务控制系统GSC (Gateway Service Control)

GSC是地面信关站的控制部分, 它处于GTS和移动业务交换中心GMSC之间。一个GSC可以连接和控制几个GTS, 在试验系统中只有一个GTS。它的主要功能是无线信道的管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除, 移动台切换管理, 话务量统计等。

2.3.3 卫星资源监测与管理SRMM (Satellite Resource Monitor&Management)

卫星资源监控与管理完成对卫星资源的监控与协调管理工作, 包括了:卫星频谱与信号监测、卫星工作状况监测与系统管理、运行状况与工作模式管理、信关站与地面运控网进行信息交互与处理、天线与射频状态监视。

2.3.4 移动交换中心GMSC (Gateway Mobile Service Switching Center)

移动业务交换中心由软交换SS (Soft Switch) 、AAA (Authentication Authorization Accounting) 服务器、操作维护中心OMC (Operation&Maintenance Center) 、卫星接入网关SAG (Satellite Access Gateway) 、地面接入网关TAG (Terrestrial Access Gateway) 等实体组成。

①软交换SS (Soft Switcher)

完成移动呼叫接续、控制、无线资源和移动性管理等功能, 是卫星移动通信试验网的核心, 同时也是与地面固网和实验网的接口设备。

②AAA服务器

认证:用户在使用网络系统中的资源时对用户身份的确认。

授权:网络系统授权用户以特定的方式使用其资源。

计费:网络系统收集、记录用户对网络资源的使用, 以便向用户收取资源使用费用, 或者用于审计等目的。

AAA服务器含卫星归属位置寄存器SHLR (Satellite Home Location Register) 与地面移动网的HLR类似, SHLR是用来存储本地用户位置信息的数据库, 每个卫星移动用户必须在某一个SHLR登记, 不同之处是试验网将卫星移动设备标识寄存器集成到SHLR之中。登记的主要内容有:用户号码、移动设备号码、位置信息、业务信息等。试验系统暂不考虑卫星访问位置寄存器SVLR (Satellite Visitor Location Register) , 但设计时应该留有扩充的空间。

③地面接入网关TAG

地面接入网关实现与地面PSTN, PLMN和短消息中心的接口, 信令转换, 业务合成、分解、存储和传输的实体。地面接入网关实现试验系统与地面其它网络的多种业务转换和互通。

④卫星接入网关SAG

卫星接入网关是业务控制分系统GSC和移动交换中心GMSC的接口实体。

⑤操作管理中心OMC

OMC是网络拥有者对全网进行监测和操作的功能实体。

2.4 系统接口定义

2.4.1 UIM-SMT接口

卫星移动终端SMT到用户识别模块UIM接口, SMT在注册、实现双向鉴权、加密、信息存储时要与UIM交互信息和数据。

2.4.2 S-Um接口

S-Um接口又称SMT-GS卫星空中接口, 是卫星移动试验网的主要接口之一。对卫星移动通信而言, 大部分信令都是和SMT相关, S-Um接口传递的信息包括了无线资源管理、移动性管理和接续管理等。S-Um接口与卫星移动通信试验系统采用的体制密切关联, 相互决定。

2.4.3 Am接口

Am接口是信关站内部GTS和GSC之间的内部接口。

2.4.4 A接口

A接口是卫星地面信关站和GMSC之间的接口, 该接口携带关于信关站的管理、呼叫处理和移动性管理等信息。采用SIP和RTP协议分别传输信令和业务数据, 通过TCP/IP承载传输。

2.4.5 R接口

R接口为GMSC与AAA之间的接口, GMSC通过该接口向AAA服务器和SHLR查询被叫卫星移动用户的选路信息, 以便确定呼叫路由, 呼叫时对用户进行鉴权, 并在呼叫结束时向AAA发送计费信息。试验系统的SHLR与信关站放在一起。

2.4.6 P接口

为综合信关站的地面接入网关与地面网络的接口, 传递业务及控制信息。

2.5 系统通信体制

为了适应卫星资源, 试验系统采用CDMA通信体制。前向信道 (卫星到终端) 和反向信道 (终端到卫星) 各占用不大于8MHz频谱带宽。见图3。

前向和反向信道采用扩频方式, 将2.4kbps的数据经成帧、编码、交织、加密处理后, 由扩频序列将频谱展宽。

前向信道由以下信道组成:

PICH (Pilot Channel) :前向导频信道, 为参考信道, 终端由它获取相干解调及同步信息;

SCH (Synchronization Channel) :同步信道, 发送定时参数, 系统参数;

PCH (Paging Channel) :寻呼信道, 用于寻呼用户, 发送短消息和系统消息;

BCH (Broadcast Channel) :广播信道, 为终端提供广播业务;

DSCH (Forward Dedicated Signal Channel) :前向专用信令信道, 传送专用信令, 在通信过程中传输交换信令;

TCH (Traffic Channel) :业务信道, 承载语音和短消息业务, 试验系统使用1~30条。

反向信道由以下信道组成:

RACH (Random Access Channel) :反向随机接入信道, 用于终端发起呼叫、被叫和注册时传输信令;

RTCH (Reversed Traffic Channel) :反向业务信道, 承载语音和短消息业务;

RDSCH: (Reversed Dedicated Signal Channel) :反向专用信令信道, 用于通信过程中交换信令。

前向信道采用正交的Walsh码区分用户和控制信道, 码片速率4.9152Mcps, 调制方式为QPSK, 信道编码为1/3卷积编码。

反向信道采用随机码区分用户, 码片速率4.9152Mcps, 调制方式为HPSK, 信道编码为1/3卷积编码。

3 系统工作原理

系统的工作原理见图4。

用户终端对语音、数据、短消息进行信息处理、基带处理、射频处理形成频率为L的射频信号后, 由天馈单元发向卫星。

卫星接收到用户所发的信号后, 进行放大、变频、滤波等处理, 经C波段天线发向信关站。

在综合信关站中, 由专用C波段天线接收卫星发来的入站信号, 经低噪放、下变频处理成中频信号 (70MHz) , 经中频分路后送往两个16路解调器, 解调后数据接入本地局域网, 通过信令处理与软交换完成与对方用户的连接, 建立通信信道。

信息经信关按协议处理后送往交换机, 交换机将数据送往两个16路调制器, 调制器完成对数据的信息处理、基带处理、扩频调制后, 形成中频为70MHz的已调合路信号 (2个中频, 各含16路) , 送往中频合路器, 合路后经上变频处理成S波段信号, 经高功率放大 (HPA) 后, 由S波段天线发向卫星。卫星收到信关站所发的信号后, 进行放大、变频, 处理成频率为L1/L2的射频信号发向用户。用户端接收到卫星所发来的微弱信号后, 经低噪放 (LNA) 、变频处理成频率为70MHz的中频信号, 经解调、信道处理、信息还原后得到对方所发的语音、数据、短消息等信息格式。

终端接入流程举例, 见图5。

4 结束语

基于“北斗”的卫星移动通信试验系统研究开发是利用现有卫星的冗余资源开发的卫星移动通信系统。“北斗”是我国唯一在轨运行的拥有完全自主知识产权的L波段卫星系统, 该试验系统利用其有限的宝贵资源需要进行研究和试验, 为将来发展卫星通信领域相关技术奠定了一定的理论和实践基础。

参考文献

[1]李锐.对卫星通信及卫星信道的论述[J].中国新技术新产品, 2009 (13) .

[2]谭述森.北斗卫星导航系统的发展与思考[J].宇航学报, 2008 (02) .

[3]张婷, 张健, 董晶晶.北斗终端的现状及发展趋势浅谈[J].数字通信世界, 2011 (06) .

[4]陈向东.北斗民用前景分析[J].卫星与网络, 2011 (05) .

北斗通信论文 第2篇

1、讲座基本情况

讲座时间：2015/3/6星期五14时

讲座地点：重庆大学A区研究生院306 讲座老师：李培毅老师

2、讲座主要内容 2.1引言

老师带我们回顾了在去年3月8号MH370失事事件中海事海事卫星、军用卫星在搜救过程中发挥的巨大作用，根据卫星收到的握手信号推算飞机可能飞行的轨迹，从而指导海上救援。

从MH370失事的搜救中反思应该全面加强对飞机航行的监视，同时目前的飞机定位存在一些亟待解决和改进的地方，比如黑匣子不能快速定位，不能自动脱离机体等等。

最后小节了全球定位报告系统的发展趋势，当前卫星导航和卫星搜救应该相结合，卫星导航与通信需要融合式发展。2.2 GPS介绍

GPS是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。GPS由三部分组成空间部分、地面控制系统、用户设备部分。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。2.3北斗特色及广义RDSS定位报告原理

北斗的特色是同时解决通信和定位问题，即“我在哪里”和“你在哪里”。北斗定位的基本内容为连续定位与位置报告一体化，双星定位与多星定位一体化，精密定位与快速定位一体化。北斗的核心特色是双星快速定位报告，其优于GPS功率增强天线复用通信功能方案，实现位置功能跟踪。

广义RDSS定位报告原理是指通过一颗有双向往返测距功能的转发式RDSS卫星，由控制中心（MCC）完成经卫星至用户往返距离和的测量，用户完成对该卫星与其他任意两颗导航卫星的伪距差测量，通过MCC计算处理，即可完成用户的位置确定，也完成了用户向MCC的位置报告。在地球静止轨道（GEO）上适当布设两颗RDSS转发式卫星，就能完成全球陆地上、海上70%覆盖区的个人位置服务及近地卫星85%覆盖区的位置服务。2.4典型应用场景 飞机轨迹监视

紧急坠落定位报告：黑匣子坠落轨迹报告、跳伞坠落轨迹报告 2.5海洋搜救系统 2.6小节

北斗是导航与通信相融合的位置报告系统。北斗RDSS与RNSS功能全球同步拓展，是中国实现全球卫星定位报告能力最经济、最可行的技术方案。北斗全球定位报告系统不但能使我国自主安全的掌握全球范围内海空安全告警与紧急搜救能力，而且可以加速推动北斗RDSS与RNSS服务进入ICAO、IMO标准体系，应用前景广阔，为国家和世界作出更多的贡献。3 讲座心得体会

北斗卫星定位系统作为国家安全的战略需要，是一项备受瞩目的工程。卫星定位与我们的日常生活息息相关，在日常生活中，我们最常见的问题是我在哪，您在什么地方。我该怎么去你那呢，在汪洋当中要救援，第一个问题就是救援在什么地方，我怎么到你那里。一个人在沙漠，毫无任何标志，他说我该怎么去，该去哪，无法定向。但是，由北斗带动起来的相关导航产业还是不完善的，需要更多的人使用北斗，推动北斗的创新，卫星导航系统成功在于广泛的应用，并且取得效益。

北斗通信论文 第3篇

关键词：北斗卫星 水文遥测 通信 应用

中图分类号：P332 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）012-162-02

北斗卫星系统是由中国国内自主研发的用于地面定位的可为全国提供范围内的民用定位和数据通信的系统，本系统主要由空间卫星，用户终端，地面站三个部分组成，与居民生活息息相关，是我国水文遥测建设中一个不容小觑的环节和重要方面。

1 北斗卫星系统介绍

1.1 空间卫星

空间卫星中的每颗卫星的主要载荷都是变频转发器和覆盖在定位通信区域点的波束天线，这些波束天线通过卫星覆盖在全球方位内。此外，值得提到的是，空间卫星的组成只需要2颗或者3颗这样的卫星，因为这些卫星也是地球同步卫星，覆盖面是十分广的，每颗卫星的波束都定位在太平洋和印度洋的上空中，它们负责着地面的中心站和用户终端之间的中继联系，即为双向无线电信号的中继任务。 所有的卫星都安装了变频转发仪和作用强大的波束天线。空间卫星中两颗卫星就可以覆盖中国全境。

1.2 用户终端

北斗卫星通信系统的用户终端还有另外两个名称：一个是定位终端；一个是移动终端，之所以取这两个名字跟该终端的特性是密不可分的。除此之外，该用户终端一共分为普通型和指挥型，它们能够实现用户终端与空间卫星之间数据的处理，用于发送用户的业务请求，接受用户数据。目前，按照北斗卫星测报系统，有很多厂家制定了技术标准的移动终端，具备通用的RS232C数据接口，经过设备入网后便可把产品向客户和用户推销及出售，根据市场实际情况勘测，多数客户都已购置了卫星终端设备并办理了入网手续，这给人们生活带来了一定的改善，让这项技术的投入与使用走向了居民生活。

1.3 地面站

地面站就是一个中转站，在水文测报里，北斗卫星通信就是各个终端之间相互通信的站点，位于北京，专门建设了一个北京神州天鸿站为人民提供通信服务以及定位服务。在人们生活中，通过卫星间数据的处理传达完成所有用户的数据交换工作，对各类业务请求和响应进行处理。并且，计算机交换所有通信内容后，还可对第一发送方和个发送方进行回执确认通知，另外该中心还负责用户的注册管理和业务开通，可以说，该地面站也与人们的生活有密不可分的联系，十分重要。

2 北斗卫星通信现状分析

回顾到上世纪70年代至今的这些年，水文测报技术变化和进步非常快，当前采用的是先进的卫星设备，其他技术和装备也改善很大，我国国内应用的主要是北斗卫星和海事卫星。中国自改革开放以来的进步与成长值得我们关注，关于卫星通信的应用问题也是值得我们追求更大成长和成功的一方面。不过，根据目前情况来看，虽然卫星通信的水文自动测报系统上升很大，肯定还是一并存在着一些问题的，任何东西都有优缺点、两面性，该系统也不例外。例如海事卫星方面，它虽然终端小巧，易于操作，具备很高的可靠性，但是高昂的设备价格以及较长的收集数据时间不利于其广泛的应用到实际社会和生活中去。而相对于海事卫星，北斗卫星综合的服务系统解决了这些问题，在各领域发挥得更为出色，它快捷方便的信息接收保证了水文测报数据收发成功率的有效提高，但是北斗卫星水文测报综合服务也同样还是存在问题的，它的体积相对较大，还没有小型的产品应用。

3 北斗卫星的信道容量与工作方式

北斗卫星测报站的终端是在后端设备的指令下工作和完成数据报告的发送的，是在收到后端指令之后直接向卫星发送的数据信息，其中，通过信道编码和调制方式为CDMA方式并利用编码的方法按照水文数据信息的整点报时的要求收集全部站点数据，可以由此看出北斗卫星测报站的信道容量是非常大的。当然，针对目前其仅仅存在的少量用户数量，信道的拥堵问题暂时不予考虑。另一方面，神州天鸿系统民用服务中心提供了精确的授时功能，用户通过该系统的服务系统和北斗卫星地面站发送数据到用户中心站接受数据只需要几秒钟的时间，一般为3-5秒，最长也只要10秒钟，所以说，该系统的时效是相对非常快的，神州天海系统保证着整个测报系统时钟的同步，是相当重要的一个环节。

北斗卫星系统是数据报告的方式，具有点对点的双向数据传输功能，其主要的工作方式是通过测站终端采用码多分址直接发送扩频序列调制，周期伪随机序列发送L频率的波段后通过卫星转换为C波段，再被地面的接受站接收并再度经过中心站处理后发到卫星，最后经S波段发送到各个终端完成通信。实则就是点对点的运功过程，正反相同。但是，其中测站型终端是锁定在一个波束上的，而且只能锁定在一个上面，指挥型终端则与它不同，指挥型终端可以在锁定一个波束的同时锁定其他所有的波束。除此之外，还有这另外一种通播方式，就是在任意某个用户群中将主站终端号码写入该群的其他终端设备映像地址中，当中心站通播发送时该群中所有同一波束的测站都同时受到信息。由上得知，如果通过指挥型终端则可一次在全部波速上发送和接受回执，这个功能目前作为系统的广播回执，有效地通畅了系统并减少了系统中心站的发送次数，给北斗卫星通信方面带来了极大的便利。

4 北斗卫星通信在水文自动测报系统数据传输中的应用

北斗卫星通信的水文自动测报系统结构主要由水位，水文数据接收中心站，雨量遥测站，神州天鸿中心站和地面中心站构成，遥测终端是遥测站的核心。遥测站的最大作用就是采集水情信息，并有利于储存和控制北斗卫星终端的指令接收和信息发送。我国广泛的使用该系统，建起了近800个运行测站，并同时保证着系统98%的通畅率，快捷方便地处理信息。水文自动测报系统的工作体制是定时召测和定时自报，以及增量加报，水文自动测报站中北斗卫星通信为主信道，各维护分中心通过主信道以一发多收的方式对遥测站信息进行处理接收，各中心站和分中心站也能同时接受信息，同时由中心站确认后发出定时自报，并经遥测站核对后及时采纳处理。

拿金沙江的梯级电站水文自动测报应用来说吧，该系统中的主信道为北斗卫星通信系统，采用定时自报，增量自报和定时召测的工作体制通过145个遥测站和9个维护中心以及4个中心站一发多收地接受所管辖的遥测站的信息，又通过中心站的定时自报确认和核对信息，针对不同情况进行相应的处理。总之，北斗卫星的水文测报系统按照相应的流程进行着，目前已经有了一个完整有序的步骤，相对完善的体系，它在生活中的应用大大改善了生活的多方面，意义重大。

随着科技的不断发展，通过信系统的也不短进步，北斗卫星系统是我国自主研发的先进新型技术，安全性也好，更有方便快捷的数据化特点，目前已经广泛应用到我国水情自动测报领域去，是我国水文测报方向的巨大成功以及动力。

参考文献：

[1] 刘尧成，华小军，韩友平.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].人民长江，2007（10）.

[2] 赵卫东.水情自动测报系统通信方式的选择[J].内蒙古水利，2010（05）.

北斗卫星一代短报文通信技术及应用 第4篇

北斗卫星的短报文通信功能是美国GPS和俄罗斯GLONASS都不具备的特殊功能,是全球首个在定位、授时之外具备报文通信为一体的卫星导航系统。

北斗卫星短报文通信具有用户机与用户机、用户机与地面控制中心间双向数字报文通信功能,一般的用户机可一次可传输36个汉字,申请核准的可以达到传送120个汉字或240个代码。短报文不仅可点对点双向通信,而且其提供的指挥端机可进行一点对多点的广播传输,为各种平台应用提供了极大便利。

指挥端机收到用户机发来的短报文,通过串口与服务器连接并且以JAVA或其它语言编写的通信服务解析数据,通过短信网关转发至普通手机,以及通过通信服务可实现普通手机往用户机发送短报文功能。

1 短报文通信特点

北斗报文通信相比较其它的卫星通信方式具有以下特点 :

(1)北斗通信申请的信道的分析

通信申请的用户机端通过“北斗”卫星与其他的用户机建立通信申请的链接,类似互联网通信的链路层,只不过北斗通信是通过卫星无线互连。“卫星TCP/IP传输技术”中定义的链路层不仅仅指整个系统的通信链接,而是在其的基础上高了一个层次。“北斗”卫星通信的实际链路中并没有实现链路控制功能,类似与互联网的物理层。可以类比,数据丢失率类似链路的差错率,通信频度类似于传播延迟,信息往返同样也存在信道的不对称性。

(2)通信频度和通信量的限制

根据北斗卡的不同级别,北斗卡可以支持的报文通信可分为两个级别,普通用户通信频率为120汉字 / 次 ;三级北斗卡发送短报文时间频率为1分钟一次。

(3)数据格式的种类

根据需要,可以选择北斗通信申请的短报文两种数据类型,一种是通常汉字通信采用的ASCII码的方式,另一种为BCD码方式。

(4)其它通信过程中干扰因素和制约因素

北斗短报文通信除了易受天气等环境因素的影响,数据传输误码率比较大的限制外,其发送短报文的长度和频率也影响了其民用的灵活性。但其在救援救急上应用还是起到较好的补充和保障。

2 北斗短报文的通信技术原理

指挥机端可通过串口获取发送至其的数据,并通过JAVA等编码程序接收并处理数据,以实现各种应用。

串口非同步传送,参数定义如下 :

(1)传输速率 :19200bit/s(默认),可根据用户机具体情况设置其他速率 ;

(2)1 bit开始位 ;

(3)8 bit数据位 ;

(4)1 bit停止位 ;

(5)无校验。

serial Port.set Serial Port Params(115200,Serial Port.DATABITS_8,Serial Port.STOPBITS_1,Serial Port.PARITY_NONE);

2.1 短报文通信信息类别

2.2 北斗报文的通信服务

(1)用户机发送短报文至用户机

北斗用户机发送短报文至用户机一般走卫星通道直接发送。但是如果用户机卡绑定了一张主卡的话,子卡的用户机发出的短报文将会往主卡的指挥机发一份短报文。

此时,主卡的指挥机将具有了广播的功能,主卡指挥机可以向绑定其的所以子卡广播短报文。类似与短信群发的功能。此功能可应用在海洋船舶系统中的天气播报、紧急通知等。

由于北斗卡的级别限制,北斗短报文将有1分钟或30秒才能发送一条短报文的限制。一般用户机内将会以队列的方法控制短报文按顺序一条条的发送。但是指挥机端或用户机接收端的接收短报文无时间限制。

(2)用户机与普通手机互发短报文

北斗用户机向普通手机发送短信,需要经过指挥机端的通信服务进行转发。其原理为 :北斗用户机发送短报文发至指挥机,指挥机端的通信服务通过串口收到短报文。判断短报文内容的前11位为手机号码时,北斗指挥机端基于JAVA通信服务通过识别手机号,将其短报文通过网络推送至短信网关,再由短信网关发至目标手机,以实现无信号无网络覆盖地的北斗用户机可与普通的手机之间的短报文通信功能

相反,普通手机也可以向北斗用户机发送短报文。指挥机端的通信服务收到来自手的短信之后,通过识别短信内容的前6位判断其发送目标,通过调用指挥机端的接口,采用指挥机发送至用户,达到普通手机发送短信至用户机的功能。

(3)用户机与平台或手机App互发短报文

北斗用户机与网站平台或者手机App互发短报文。其是在用户机和普通手机通信的基础上封装的比较友好的应用,以满足使用者的操作。

2.3 北斗短报文紧急救援

北斗短报文提供了紧急通道,此通道无时间限制,可以按照设定的时间间隔,不断发出求救信息。但是此求救信息会消耗普通短报文的时间。

比如,正常一条短报文直接的时间间隔是1分钟。如果连续发送5条紧急求救信息,将消耗用户机5分钟的时间,此5分钟内用户机将无法发出任何短报文。

一般紧急救援的短报文发送提供设备按钮或者软件按钮,以最简便快捷的方式提供给用户,以便紧急情况下使用。

3 应用

北斗卫星导航系统应用前景十分广阔。比如,我们可以使用安装北斗卫星导航的手机或车载卫星导航查询需要走的路线。或者监控物流车辆、公共车辆的行驶轨迹,已经通过接有外设传感设备的北斗设备监控车辆的行驶速度、停车时间、驾驶时间等。

此外,你还可以向紧急救援服务单位提供移动信号中断,如地震、灾难时的紧急救援的文字信息等。或者提供喜欢去偏远地区远足的人提供查询最近的停车位、餐厅、旅馆等,以及无信息覆盖的遇险情况下的求救服务等。

当在无信号覆盖的沙漠、偏远山区、以及海洋等人烟稀少地区进行搜索救援时,北斗设备除导航定位外,还具备短报文通信功能。人们通过卫星导航终端设备可及时报告所处位置和受灾情况,有效提高救援搜索效率。

摘要：介绍北斗卫星一代短报文通信技术原理和关键技术以及应用

北斗通信论文 第5篇

1994年，党中央、国务院、中央军委高瞻远瞩，做出独立自主研制“北斗”卫星导航系统的重大战略决策。当年已经52岁的谭述森，毅然离开了曾经奋斗29载的军事测绘战线，投身于这个全新的领域。

1965年从成都电讯工程学院雷达专业毕业的谭述森，一直在军事测绘岗位上工作。20世纪70年代，中国西沙海域的地图精度很低，难以满足军事需要;而一些邻国趁着中国国内政治局势动荡，开始觊觎这片远离中国大陆的海疆。为了维护领土安全，必须有精确的军事地图，国家组织了多种团队争分夺秒地开展测绘工作。正是在这样的局面下，谭述森所在的科研团队，创造性地运用雷达无线电联测手段，得到了西沙群岛的大地联测数据，精度达1米，填补了新中国高精度海图上的一块空白。

为了进一步拓展测绘导航业务，领导要他参加“北斗”卫星导航系统立项论证工作的时候，他带着兴奋而激动的心情接受了这一新的任务。多年之后，他对此回忆说：“升入大学的时候，我实际上是被分配到了雷达专业，我很快喜欢上了这个此前完全陌生的领域。雷达的工作原理与卫星定位系统之间，有着不可分割的联系。我虽距离退休已经不远，如果让这个属于‘本行’的任务擦肩而过，这将会成为我的终生遗憾。所以，我欣然同意回归‘本行’。”

领受这项全新的任务，必然意味着挑战和风险。当时，美国早已建成了全球定位系统（GPS），俄罗斯也即将建成“格洛纳斯”卫星导航系统。而中国在这个领域的技术储备相当薄弱，尚未“起跑”就已经落后于世界强国20多年，专业人才也相当匮乏。正是在这样的条件下，谭述森和他的团队一起，开始了这项国家战略工程的起跑。

“在接受这项工作的时候，我就很清楚，‘北斗’的研发工作只能成功，不能失败。尽管技术储备薄弱，但我们必须要迎难而上。”谭述森说，“这是因为，我们这些人的成功与否，将会影响一代人。如果我们失败了，或是无果而终，那么新一代科研人员再次启动这个项目的时候，必然会首先查找前人失败的原因，其代价恐怕会错过整整一个时代。所以，我们只能成功，不能失败。”

“保险绳”不能交到别人手里

“永远不能把登山的保险绳交到别人手里！”在研发“北斗”的漫长征程中，这或许是谭述森说得最多的一句话。卫星导航技术直接关系着国家的安全命脉，既不能依赖别人的系统，也不能照搬别人的技术。否则，最终会受制于人。

最早的“北斗”卫星导航系统被称为北斗一号。根据“两弹一星”功勋科学家陈芳允院士提出的“双星定位”理论，北斗一号使用两颗地球静止卫星，实现覆盖中国本土的区域性卫星定位服务。但是，这项创意想要变成工程应用，却还有相当长的路要走。因为，当时的中国既没有双星高精度定位的成熟理论，更没有成熟的技术支持，谭述森决定从新技术上寻求突破。他巧妙地将地面高程数据库，与两颗卫星的数据相互补充，不但实现了精确的定位，还实现了位置报告和短时通信。为了实现上述目标，还需克服无线电快速测量等难题。

对于卫星导航系统来说，导航频率资源是它的“生命线”。没有可用频率，建设卫星导航系统就无从谈起。在北斗一号开始研发之前，发达国家已经在卫星导航领域捷足先登，使国际上通用的导航频率所剩无几，争取频率就需要从零开始。

作为北斗频率设计与国际协调首席专家，谭述森以和平利用太空为依据，经过复杂的频率设计与周密的干扰仿真计算，创造性地提出了卫星导航频谱共用与兼容性评估准则。他的研究得到了国际导航频率协调专家的广泛认可，并且推动国际电信联盟制定了新的规则。经过与几十个国家300多次艰苦的谈判，“北斗”终于争取到了系统发展所必须的宝贵频率资源。

拥有“独门绝技”方能傲立全球

在着手研发“北斗”之初，谭述森就希望为它赋予某些“独门绝技”。这是因为，已然成熟的GPS系统，早就解决了“我在哪里”的问题;它的功能，也仅限于这种定位服务。在谭述森看来，如果只满足于跟在GPS后面追赶，“北斗”就会是一项短命的事业;而卫星导航系统的未来发展趋势，一定将是解决“我们在哪里”的问题。也就是说，享受定位服务的每一个人，都能知道彼此的方位和情况，并且互通有无，就像今天手机微信软件里的“朋友圈”功能一样。

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因此，在建设北斗一号的时候，这套系统就在定位的基础上，增加了授时和通讯的功能。在2003年北斗一号竣工之后，类似手机的北斗一号终端机，可以收到从卫星传来的精确时间，而且能互发短信，甚至将短信发送到指定的手机上。在2008年汶川地震等严重自然灾害中，这些卫星导航系统终端机传送的信息，成为抢险救灾工作的有力保障。

在北斗一号成功之后，建设覆盖全球大部分区域的新一代“北斗”系统旋即提上议事日程。此时，有人建议沿用GPS成熟的技术体制，但谭述森说，如果这样选择，就意味着“北斗”会存在一处明显的“软肋”。在他的坚持下，第二代“北斗”系统取得了连续定位和位置报告、星地双向高精度的时间同步等一系列关键技术的重大突破，成为世界上第一个连续导航与定位报告深度融合、全星座播发三频信号的卫星导航定位系统。这意味着“北斗”从根本上摆脱了对GPS的依赖，也从此结束了中国需要依靠国外导航系统授时的历史，使中国的卫星导航系统不再受制于人。

愿航班失联的悲剧不再重演

如今，第二代“北斗”卫星导航系统已经深入中国人生活的方方面面，在很多我们意想不到的地方发挥着自己的价值。比如说，现在的很多的主流智能手机里，都同时搭载了GPS和“北斗”定位模块，使中国手机用户享受到了当今世界领先的消费级卫星导航服务。虽然绝大多数人都不会关心定位数据究竟来自何方，但“北斗”确实已经在为许许多多的人指路。

雨季来临时各大城市的迎战内涝工作，如今也因为“北斗”的助力更为高效。谭述森介绍说，在今年夏天，北京市在容易发生积水的位置，部署了7000多个探测装置。它们搭载了“北斗”的终端，会在积水达到某个指定水位之后，自动发出报警信号并给出精确的位置，通知抽水车辆和救援人员前往处理。这样一套自动化的信息网络，会有助于救援力量的高效调配。

看着飞速成长的第二代“北斗”系统，已经为这项事业两次推迟退休的谭述森，仍然希望为“北斗”赋予其他卫星导航系统尚不具备的功能。他说：“2014年3月8日，马来西亚航空公司的一架波音777客机，在执飞MH370航班途中失联，最终宣告坠毁。持续两年有余的多国联合搜救，只是偶然寻获了极少量的残骸，飞机的‘黑匣子’则至今仍然不见踪影，坠毁的原因也众说纷纭。这件事情对我刺激很大，一架载着数百人的巨型客机悄无声息地消失在大海上;而人类现有的搜寻技术，相对于飞机可能坠落的广阔区域来说，显得非常落后。如果我们能对飞机本身或者它的‘黑匣子’配置快速定位报告模块，就可以有效地缩减搜救区域，也有更大的概率知道飞机究竟遭遇了什么。我期待‘北斗’未来的应用，能够让类似的悲剧不再重演。不仅如此，这种对航空器的实时精确监控，也同样关系着国家安全。”

谭述森小传

谭述森（1942年1月30日-），卫星导航系统总体设计专家，中国工程院院士。长期从事大地测量装备和卫星导航系统设计论证与应用研究，任“北斗”卫星导航系统工程副总设计师，参与了“北斗”系统三个发展阶段的顶层设计与研制建设，是“北斗”卫星导航系统的主要开拓者和建设者之一。

北斗通信论文 第6篇

1 北斗短报文通信组网可行性分析

北斗系统具有全天候、全方位、并发处理能力强、安全性好等特点, 表现在:一是覆盖范围广, 目前已覆盖整个亚太地区[4];二是系统空间段工作于L/S波段, 受强降雨、雪、雾等恶劣天气影响而引起的信号衰减效应非常小, 基本能够满足全天候的工作需求;三是北斗终端设备采用集成化、模块化设计, 体积小, 功耗低, 其天线为全向天线, 可在任一方向对星工作;四是系统的定位、通信与授时使用同一信道, 报文数据包为可变长度数据帧, 可有效满足通信信息量较小但短时突发数据处理要求较高, 且大量用户同时使用的各类应用需求[5];五是北斗系统具有良好的加密功能, 可保证用户数据通信安全。

所有北斗通信终端都具有唯一标识的用户身份识别卡, 即北斗IC卡号, 该卡号由北斗通信网络管理权利机构发出, 卡号对应北斗用户的通信级别, 每台通信终端的通信频度和通信容量由用户通信级别确定。一般情况下, 北斗用户机与配套IC卡一一对应, 北斗通信终端一旦投入使用, 用户机即向指定的指挥机上报信息, 其通信网络规模、信息流向即被固定, 如果要改变信息流向或增加减少用户终端数量, 均需由指定机构修改节点设备的配置参数方可实现, 用户无权自行修改, 造成组网应用不灵活的限制。基于此, 本文提出了一种基于自建北斗数据中心的动态组网方法。

2 非对称传输的自建北斗数据中心

传统工作模式中, 通信网络为树形结构, 如图1所示, 信息的流转采用“单装—连—营—团—师 (旅) —军”的逐级上报方式, 易造成信息获取的延迟, 越向上层的节点通信处理压力越大, 容易形成信息拥堵, 甚至造成网络瘫痪。并且一旦某节点在战斗中被打击, 其下属节点也将无法继续与上层节点通信。

利用多串口卡使多台北斗通信终端与服务器联机, 组成北斗数据中心, 嵌入专用处理软件, 可实现计算机与北斗通信终端之间的数据收发, 并进行与网内各北斗通信终端之间的双向数据交互与处理。通过构建北斗数据中心, 所有终端与中心之间进行通信, 并且由中心向各级进行数据推送和转发, 将网络结构由传统的树形改为星形, 极大地提高了网络的健壮性和抗毁性。并且通过资源集中, 大部分通信处理压力集中在数据中心, 降低了终端压力, 提高整个系统的信息处理能力, 更能满足系统数据通信的实时性要求。图2所示为中心模式的非对称传输模型[6]。

下面以信息传输耗时为指标对传统模式与中心模式进行对比分析。

现设定北斗通信成功率为p, 传统树形结构下, 假设某指挥所需与其下属n个终端各通信一次, 发送了m轮后通信成功, 则指挥所全部通信次数为:

消耗时间为:

式 (2) 中, f1为指挥所服务频度, 表示每隔该时间, 指挥所可通信一次。以指挥所配备一部2个20 s、2个60 s共4个北斗通信模块的终端机为例, 其服务频度为:

若该指挥所需将信息逐级转发至上级q个指挥所, 则全系统通信总次数为:

式 (3) 中, qj表示指挥所的第j个上级指挥所需要向其qj个上级转发信息。则全系统通信总耗时为:

式 (4) 中, fj表示第j个指挥所的服务频度。

中心模式下, 指挥所先将信息发送到中心, 再由中心向各个终端推送, 同样假设中心发送了m轮后通信完成, 则该指挥所全部通信次数为:

若中心将该信息转发至n个终端和q个上级指挥所, 则全系统通信次数为:

全系统通信消耗时间为:

式 (7) 中, f2为中心服务频度。一般情况下, 数据中心共可接入64个北斗模块, 以20个20 s、44个60 s北斗模块为例, 中心服务频度为:

通过式 (6) 与式 (3) 以及式 (7) 与式 (4) 的对比可以看出, 传统模式下, 各级指挥所均承担了大量的信息转发任务, 系统的耗时与指挥所的服务频度有关, 即系统效率取决于各指挥所的通信处理能力;而中心模式下, 通信处理的任务主要集中在数据中心, 且不存在大量的信息逐级转发问题, 系统效率取决于中心的服务频度, 对指挥所的通信能力要求有所降低。并且, 由于f2<<f1, 系统通信需求越大时, 中心模式的耗时将大幅度降低, 工作效率得到极大提高。

3 基于自建北斗数据中心的动态组网方法

3.1 北斗数据中心

北斗数据服务中心主要提供以下服务:

(1) 注册服务。组网通信前, 为网内通信的每个终端分配一个单位代码, 该单位代码与北斗身份识别卡 (即北斗卡号) 一一对应。终端入网通信前, 必须将正确的单位代码信息提交至数据服务中心, 由中心验证确认后, 才能获取到网内通信权限。

(2) 数据同步服务。各北斗通信终端上报的信息均经数据服务中心转发和推送至相关终端, 实现网络中各节点的数据共享与发布。

(3) 地址服务。当北斗通信终端提交通信申请时, 中心可向其提供地址查询、解析、寻址服务。

(4) 通信服务。构建通信链路, 为各终端通信提供数据转发、交互和推送服务。

3.2 工作原理

北斗数据中心与各通信终端形成一个星形网络结构, 由数据中心为各终端提供数据转发和数据推送服务。如图3所示。

组网通信前, 在北斗数据服务中心构建编成结构数据库, 该数据库包括单位代码、单位名称、单位类型、上下级关系、权限信息、北斗IC卡号等主要字段。终端入网通信时, 向北斗数据服务中心发出通信申请, 该申请包括本终端的单位代码和北斗IC卡号, 由中心比对编成结构数据库判断当前终端代表的单位身份与其北斗身份识别卡是否满足入网条件, 满足则可进行网内通信。当编组发生变化时, 由数据服务中心更改编成结构数据库, 终端重新以新身份 (新的单位代码) 向中心发出通信申请, 成功后即可正常通信, 此时, 终端北斗IC卡号对应的身份信息即发生变化, 其上报的信息由中心依据编成结构数据库向相应权限节点进行转发和推送, 从而实现战斗进程中的动态组网。

根据此方法, 北斗通信终端可随意配发需求单位, 根据编成结构数据库中唯一的单位代码进行注册, 由北斗数据服务中心完成确认入网并通知到全网, 从而实现工作过程中的动态组网, 且终端数量可灵活增减, 不受使用单位现有编制数量的限制, 各终端之间的通信是由北斗数据服务中心进行通信地址解析处理并转发的, 网络中的任何一个终端均可实现与其他节点的通信, 而不需要对终端地址参数进行设置或修改。

3.3 工作流程

通过自建北斗数据服务中心实现北斗通信终端动态组网的实施步骤如下:

步骤1在北斗数据服务中心构建/变更编成结构数据库, 该数据库包括单位代码、单位名称、单位类型、上下级关系、权限信息、北斗IC卡号等 (北斗IC卡号可为空) ;

步骤2设置用户通信终端, 将北斗数据服务中心的接收地址写入用户终端, 即明确终端数据的流向;

步骤3用户终端向北斗数据服务中心发送入网注册申请, 申请内容包括单位代码和北斗卡号, 入网注册申请的协议格式如表1所示。

步骤4北斗数据服务中心对申请进行处理, 如果注册成功则允许用户终端加入网络节点, 否则注册失败;其流程如图4所示。

北斗数据服务中心对申请进行处理具体包括以下步骤:

步骤4-1从注册短信中获取单位代码;

步骤4-2判断单位代码是否存在, 不存在则生成单位代码不存在短信, 发送该短信;

步骤4-3判断节点是否为附属, 是附属则不允许注册, 生成附属单位不能注册的短信, 发送该短信;

步骤4-4从注册短信中获取IC卡号, 判断编成结构数据库中相应单位代码是否有卡号, 有卡号且与申请信息中的卡号相同, 生成注册成功的短信, 进入步骤4—6;有卡号但与申请信息中的卡号不相同, 生成单位已被其他卡号注册的短信, 发送该短信;

步骤4-5判断获取的IC卡号是否在编成表中, 如果存在, 则生成卡号已被其他单位注册的短信;如果不存在, 则生成注册成功的短信, 发送该短信;

步骤4-6判断是否有附属单位, 如果存在附属单位, 则计算附属单位的数量, 生成单位及附属信息的短信, 不存在则生成单位的信息, 发送该短信;

步骤4-7回复用户终端的注册申请, 其协议格式如表2所示。

其中, 附属单位数量表示所属本级单位的装备、人员数量。

步骤5对网络中有权限的节点进行通信地址信息的同步, 该权限由编成结构数据库确定, 组网完成, 进行网络通信。

下面举例对方法做进一步详细的描述:

单位名称为1团、单位代码为NJ0101的用户利用配发的卡号为73073的通信终端向北斗数据服务中心发送注册申请, 格式如表3所示。

北斗数据服务中心收到上述申请后, 查询编成结构数据库, 根据收到的单位代码和北斗卡号进行身份确认, 经确认发送注册成功的回复短信如表4所示。

同时, 北斗数据服务中心向有权限的节点推送这个新注册成功的用户的通信地址, 在权限节点处查询编成结构数据库可知该用户的单位代码为NJ0101, 北斗IC卡号为73073, 至此完成动态组网过程, 该用户即可与网络中任意节点实现通信。

4 结束语

战场条件下的战斗编组随时会发生变化, 配置于不同单位的北斗通信终端应依据编组变化情况, 变更其自身单位属性及信息流向, 形成新的通信网络, 满足动中通信的需求。通过自建北斗数据服务中心, 由中心建立编成结构数据库, 任意配发的北斗通信终端即可随时入网, 并由北斗数据服务中心提供地址解析和通信服务, 实现动态组网通信。该方法经过实际运用检验, 具有使用灵活, 操作简便等特点, 对于广地域的用户组网更具优势, 能够更好满足部队实际作战应用需求。

摘要：利用北斗导航定位卫星的短报文通信技术, 提出了一种基于自建北斗数据服务中心, 由中心为各终端提供数据转发和数据推送服务, 从而实现动态组网通信的方法。经过实际应用检验, 能够较好地适应战斗编组的变化, 满足部队实际作战的应用需求。

关键词：北斗,短报文,动态组网,通信,战斗编组

参考文献

[1] 成方林, 张翼飞, 刘佳佳.基于“北斗”卫星导航系统的长报文通信协议.海洋技术, 2008;27 (1) :26—30Cheng F L, Zhang Y F, Liu J J.Long message communication protocol based on the“Beidou”satellite navigation system.Ocean Technology, 2008;27 (1) :26—30

[2] 曹年红, 易道机, 江海深.北斗通信技术在光照水电站水情报系统中的应用.水电自动化与大坝监测, 2014;28 (6) :61—63Cao N H, Yi D J, Jiang H S.Application of Beidou communication technology to water regime forecasting system at guangzhao hy Dropower station.Hydropower Automation and Dam Monitoring, 2014;28 (6) :61—63

[3] 邹李兵.基于北斗报文的动态影像传输关键技术研究.成都:成都理工大学, 2009Zou L B.Key technology research of dynamic image transfer based on Compass messagefunction.Chengdu:Chengdu University of Technology, 2009

北斗通信论文 第7篇

1 防空警报器现状分析

我国人防建设的总目标是“建立统一高效的组织指挥体系、布局合理的防护工程体系、灵敏可靠的通信警报体系、精干过硬的专业队伍体系、保障得力的人口疏散体系、现代化的科研和人才培育体系, 努力提高人民防空的整体抗毁能力、快速反应能力、应急救援能力和自我发展能力, 以应付现代战争及重大灾害事故, 有效地保护国家和人民生命财产安全”。但是, 人防建设的现状与其建设总目标尚有较大差距, 主要体现在以下2个方面。

1.1 控制方式多样性不够

现有人防防空警报体系仍以传统防空警报器为主, 包括电动警报器、电声警报器和手摇警报器等, 通过有线或无线方式控制, 控制手段不够多样, 在现代远程精确打击的战争形态下, 其应急应战能力有所欠缺。同时, 现有指挥体系和通信警报体系架构具有很强的上下层次关系, 耦合性强, 在战时如果因首轮空袭造成通信、广播电视中断, 二次预警报知能力严重不足, 指挥通信受损, 人员有效疏散难度更大。

1.2 报知形式单一

电动、电声等传统警报器均是通过不同的鸣叫方式播发警报, 报知形式单一。由于现代城市建筑密集, 人口稠密, 工作节奏快, 为免扰民, 一般只选择在每年的固定且有特殊意义的日期比如“9.18”才拉响防空警报, 这在一定程度上造成了部分民众对防空警报缺乏辨识能力。加之战时高度紧张, 单一的鸣叫报知形式可能会使部分民众因缺乏防空警报辨识能力而导致恐慌和混乱。单一的报知形式也不利于平时的灾害预警。

为此, 必须研制新型防空警报系统, 与传统警报系统紧密结合、互为补充, 以在因首轮空袭或其他原因造成通信、广播电视中断的情况下, 及时有效担负空袭警报并兼顾人员疏散、指挥引导及应急通信任务, 提高人防警报系统的二次预警报知能力, 保障战时人防工作的顺利开展。

2 系统组成

2.1 结构组成

该新型防空警报器主要由系统控制端和用户终端构成, 通过北斗用户机构成基于北斗短报文的应急通信链路。系统控制端位于人防指挥中心, 由北斗用户机和指挥控制软件组成。用户终端配置于小区楼宇、商场、超市、广场、车站等人员密集场所或其他必要场所, 由嵌入式终端控制器、北斗用户机、语音合成模块、调频广播发射机、电子显示屏、高音喇叭和太阳能供电系统及应急电源组成。系统总体组成结构如图1所示。

系统控制端通过指挥控制软件编制警报信息和疏散预案, 再由北斗用户机对用户终端发送警报报文。终端北斗用户机接收到警报报文后, 由终端控制器解码和译码, 送语音合成模块合成指定说话人语音, 通过高音喇叭播放警报话音, 同时由调频广播发射机调频发射, 以为车载或其他调频广播接收机用户接收。显示屏用于显示警报信息。

2.2 功能组成

系统的功能组成如图2所示。

指挥控制软件是协助人防单位实现“科技人防”和“智能人防”目标的重要一环, 主要实现信息报知功能、动态决策疏散方案和路线规划、管理功能。其中, 信息报知功能又包括报文编码、报文加密和报文发送等功能, 可在紧急情况下给指挥人员一个迅速、准确的警报报知工作平台, 预先存储各种预案, 并可根据需要自动执行预案, 同时提供手动发送功能, 辅助人防指挥人员进行更加快速、科学、准确的决策。

用户终端硬件平台由终端控制器和控制接口构成, 用于对北斗用户机、语音合成模块、调频发射机、电子显示屏等外设进行控制, 接收北斗报文并完成报文解译。

终端控制器用于对北斗用户机、语音合成模块及显示模块的控制, 用户终端嵌入式软件运行于终端硬件平台嵌入式处理器上, 基于嵌入式操作系统开发, 主要完成对北斗用户机的控制和报文解译, 进行指定说话人语音合成及相关外设控制。

报文解译模块主要是对用户终端接收到的北斗报文解译, 通过对报文进行报文解帧、报文解码获得文本报文信息;指定说话人语音合成模块是在语音库的支持下, 合成指定说话人的语音;外设控制模块对硬件平台的显示模块、语音合成模块及北斗用户机进行控制。

3 新型防空警报器的特色与优势

基于北斗短报文通信的新型防空警报器将北斗短报文通信技术和指定说话人语音合成技术相结合, 以短报文技术传送警报器控制指令, 以指定说话人语音合成技术实现防空警报的语音报知。其特色与优势主要有以下2个方面。

3.1 通过卫星控制警报器

北斗卫星导航定位系统具备独特的短报文通信功能, 在地面通信、广播等设施严重受损的情况下, 可发挥重要作用, 在汶川和雅安地震救灾中获得了重要应用。短报文通信具有相对地面有线和无线通信手段覆盖范围广、通信链路相对安全的优势。因此, 基于短报文通信技术, 构建通过卫星控制的新型防空警报器, 进一步扩展了警报器的控制方式, 有利于提高警报器在战时和重大灾害中的应急应战能力和抗毁伤能力。

3.2 通过合成指定说话人语音播发警报

“指定说话人语音合成”是指可合成特定人物的特定语音, 可在战时通信、广播电视中断情况下, 由语音播报北斗链路传送的短报文警报信息。这既可解决因部分民众对传统电声警报缺乏辨识能力而导致恐慌和混乱的问题, 又可通过语义清晰的语音及时、有效担负空袭警报、人员疏散、指挥引导及应急通信任务, 保障战时人防工作的顺利开展, 还可根据现场情况, 合成相关领导或公众人物话音, 安抚民众, 以消除恐慌心理和情绪。

该新型警报器应急应战能力较强, 综合效益明显, 系统组成结构较为松散, 可与现有人防警报系统灵活结合部署, 提高了在战时因首轮空袭或其他原因造成的电力、通信、广播电视中断情况下人防警报器的二次预警报知能力和应急作战能力, 有效解决因民众对传统警报缺乏辨识能力而导致的恐慌和混乱问题, 提升了人防战时应战、平时服务、应急支援水平, 符合“战时防空与平时防灾减灾救灾相结合”的人防基本原则, 做到装备拉得出、速度快, 联得上、信息准, 保障有力。

摘要：针对传统防空警报系统在现代战争条件下的不足, 提出了基于北斗短报文的通信技术和指定说话人语音合成技术, 建设基于北斗短报文通信的新型防空警报器, 提高防空警报系统的抗毁伤能力和二次报警能力。

关键词：北斗短报文通信,防空警报器,语音合成,二次预警

参考文献

[1]张良.拉响城市上空的防空警报[J].生命与灾害, 2016 (5) :13-15.

北斗通信论文 第8篇

北斗导航是我国自行研制、建设和管理的全球卫星导航系统,拥有全部的自主知识产权,能够为用户提供全天候的全球卫星定位和导航服务,定位的精确度可以达到毫秒、纳秒级[1]。

北斗导航已经在导弹制导、环境监测、智能交通、无人工厂、现代物流、灾害预警等军民物联网系统中得到了广泛普及和使用,大幅度提升了人们工作、生活和学习的智能化水平[2]。

二、北斗导航通信技术发展现状

北斗导航系统通常包括三个组成部分,分别是导航通信卫星、地面控制中心和用户终端[3]。导航通信卫星分别由由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,其可以执行地面控制中心和用户终端双向无线电信号的中继任务;地面控制中心主要包括主控站、测高站、测轨站、校正站和计算处理中心,控制卫星运行轨道和相关的姿态;用户终端主要是一些接收设备、应用软件组成[4]。

三、北斗导航通信技术在物联网中的应用

目前,北斗导航通信技术已经在多个物联网产品中得到应用,详细描述如下。

3.1导弹制导

利用北斗导航技术定位导弹,可以实时地掌握导弹的运行状态和位置信息,随时根据需要调整导弹航向,提高导弹制导和打击精确度,尤其是提高打击空中移动物体。

3.2智能交通

利用物联网技术开发了智能交通系统,在车辆上安装导航控制芯片,能够将其信息发送到北斗导航卫星上,卫星将信息传输至控制中心,控制中心可以车辆定位到卫星地图上,实时的测算车辆行驶速度、道路是否堵塞、车辆是否超载,如果发现车辆行驶状态不正常,可以发送信息给驾驶员,给予其相关的警告和提醒,更好的控制车辆信息,并且能够向驾驶员播放道路状况,提醒驾驶员选择路况较好的路段行驶。

3.3现代物流配送和运输

电子商务每日发送的包括数量都数以千万计,为了保证每一件物品都可以实时的追踪运输情况,许多电商网站、快递公司都构建了现代物流配送和运输系统,其可以在每一件物品上都赋予唯一的条码,这个条码可以在经过运输的每一个阶段时输入系统,同时可以在运输车辆上安装定位芯片,该芯片可以将信号发射到北斗导航系统中,然后将信息传输给物流控制中心,实时的追踪快递运输状态。

四、结束语

物联网通信需要对设备等物体进行精确定位,尤其是移动设备,物联网自身不具备定位和导航功能,因此需要借助于北斗导航通信技术,以便能够准确的定位设备,提供精准的授时服务,并且不需要组建网络,覆盖范围广,获取信息方便。

参考文献

[1]谢秀颖,王建,张桂青,等.基于北斗系统的建筑设备物联网定位模块研制[J].计算机工程与设计,2014(10):3428-3434.

[2]敬铅,孔新兵.基于北斗和物联网技术的智慧旅游应用系统设计[J].移动通信,2013(15):15-18.

[3]潘程吉,汪勃,解冲锋,等.北斗导航系统在物联网中的应用展望[J].遥测遥控,2011,32(6).

北斗通信论文 第9篇

(1)空间卫星。空间卫星主要组成部分是2-3颗地球同步卫星，其主要职责是在运行的过程中，将用户终端和地面发射站之间紧密结合，传播两者间的无线电信号，规范两者间的正常联系。所有卫星都安装了变频转发仪、波束天线，其中波束天线的作用是十分强大的。(2)用户终端。用户终端可划分为两类：指挥型和普通型。民用客户终端主要包括四个软硬件：用户操作控制单元、北斗卫星收发主机、民用通信协议以及北斗卫星全向收发天线。其主要功能是处理空间卫星与用户终端上下行数据;具备通用的RS232C数据接口;处理用户业务，发送其请求，接受用户的数据。(3)地面站。地面站是一个中转站，用于终端间的互相通信。其址位于北京，其民用定位与数据通信业务主要由神州天鸿中心站办理，主要包括处理卫星间的数据传输、响应用户业务请求、完成用户定位数据处理工作和通信数据的交换工作，并将所有交换而来的通信内容分发给相关用户。此外，还包括用户的注册、管理等。

二、北斗卫星通信的工作方式

北斗卫星系统的基本功能是点对点双向数据传输，主要方式是数据报告，传输形式是数据包，一次最大发送量为100butes信息、210个字节。主要工作方式是测站终端发送采用码分多址直接扩频序列调制,扩频伪码采用周期伪随机序列，L波段为其发送频率，经卫星转换后L波段变为C波段，再由地面站接收，神州天鸿民用中心站对其进行处理后，送至卫星，卫星接收后将其转换为S波段，而后发送到指挥终端或者测站终端，点对点通信即顺利完成。反向发送过程亦是如此。

除此之外，还有一种方式，即在某个用户群中，将主站的终端设备号码，写入其他终端设备的映像地址中，当此主站发送数据时，则群中所有采取同一波束的测站都能收到此信息。将此功能作为系统的广播回执，能有效减少中心站的发送次数和提高系统运行的通畅度。

三、具体应用

图1即为北斗卫星通信水情自动测报系统组成结构。主要包括水位、雨量遥测站、水情数据接收中心站、神州天鸿网管中心以及地面中心站。

其中，遥测站由电源、传感器、北斗卫星终端以及遥测终端组成。遥测站的核心是遥测终端，主要功能是采集水情信息，对北斗卫星终端的指令接收和信息发送任务进行存储与控制。目前，我国的芙蓉江江口、广西西江、大渡河瀑布沟电站、乌江彭水、金沙江金安桥水电站等都已经采用了北斗卫星系统传输水情信息的水情自动测报系统。系统具有98%的畅通率，使用方便，处理信息快捷灵活，因此在我国被广泛使用，其运行测站接近800个。

在此水文自动测报站中，北斗卫星通信是其主信道，共具备1个中心站、3个分中心站、9个维护分中心以及145个遥测站。系统工作体制为定时召测、定时自报以及增量加报。接收方式为一发多收，具体而言，就是各维护分中心通过主信道对所辖遥测站信息进行接收。与此同时，各中心站和分中心站则同时接收所有遥测站的信息。定时自报则由中心站发送信息后进行确认，各遥测站接收通播信息并且确认后，则对其进行核对，看是否需要重发，并采取适当措施进行处理。定时召测则采用测站对信息进行发送后，看中心站是否发出召测指令，若有则及时响应，若无则遵循固有流程运行。

北斗卫星系统是我国自主研发的，技术更先进，信息安全性更好。目前北斗卫星系统正逐步取代海事卫星在我国水情自动测报领域广泛应用。

参考文献

[1]刘尧成^,华小军^,韩友平.北斗卫星通信在水文测报数据传输中的应用[J].人民长江^,2007⁽10⁾.

[2]王玉华,赵学民,刘艳武.北斗卫星通信功能在水文自动测报系统中的应用[J].水文,2003(5).