本發(fā)明涉及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，尤其涉及北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，又簡稱北斗系統(tǒng)(beidounavigationsatellitesystem，bds)具有衛(wèi)星無線電導(dǎo)航(radionavigationsatellitesystem，rnss)和衛(wèi)星無線電測定(radiodeterminationsatelliteservice，rdss)兩種業(yè)務(wù)。

其中：所述rnss，是由用戶接收衛(wèi)星無線電導(dǎo)航信號，自主完成至少到4顆衛(wèi)星的距離測量，進行用戶位置、速度及航行參數(shù)計算。所述rdss，是用戶至衛(wèi)星的距離測量和位置計算無法由用戶自身獨立完成，必須由外部系統(tǒng)通過用戶的應(yīng)答來完成。其特點是通過用戶應(yīng)答，在完成定位的同時，完成了向外部系統(tǒng)的用戶位置報告，還可實現(xiàn)定位與通信的集成，實現(xiàn)在同一系統(tǒng)中的navcomm集成。

所謂rnss與rdss集成，是在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航衛(wèi)星及運控應(yīng)用系統(tǒng)中同時集成rnss和rdss兩種業(yè)務(wù)。系統(tǒng)既可為用戶提供連續(xù)定位，測速能力，又可進行無信息傳輸?shù)母甙踩墑e的位置報告。其導(dǎo)航與通信的集成可以互相嵌入，互為增強。

現(xiàn)有的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，主要有快速定位、短報文通信和精密授時三大功能。其中短報文通信功能允許用戶與用戶、用戶與地面控制中心之間進行雙向數(shù)據(jù)傳輸。短報文通信是我國北斗衛(wèi)星區(qū)別于其他導(dǎo)航定位系統(tǒng)的最大特色，成功解決了無移動通信信號覆蓋、或通訊設(shè)施遭毀、偏遠地區(qū)進行數(shù)據(jù)通信的難題。

但是，受北斗系統(tǒng)信道資源制約，北斗通信終端服務(wù)頻度和報文容量有明確的限制規(guī)定。同時，受環(huán)境及設(shè)備狀態(tài)等影響，通信過程也存在數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象，在很大程度上影響了應(yīng)用效果。尤其是在實際應(yīng)用場景中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量往往較大，單次北斗短報文通信無法滿足需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置及其實現(xiàn)方法，以解決路由環(huán)路的檢測和消除問題，實現(xiàn)全可靠傳輸?shù)膽?yīng)用，從而提高通信系統(tǒng)的可靠性和響應(yīng)能力。

為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置，包括分組管理模塊、拓撲緩存模塊、子圖構(gòu)造器和網(wǎng)絡(luò)編碼模塊；其中，

所述分組管理模塊，用于收集分組信息；

所述拓撲緩存模塊，包括北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所述北斗用戶ic基礎(chǔ)信息及其狀態(tài)；

所述子圖構(gòu)造器，用于對子記錄進行迭代并計算子圖信息，實現(xiàn)傳輸級的可靠性機制；

網(wǎng)絡(luò)編碼模塊，用于根據(jù)子圖標識碼id和傳輸類型建立分包傳輸數(shù)據(jù)流。

其中，所述的分組信息，包括組標識碼id、源節(jié)點、目的節(jié)點以及應(yīng)用類型的內(nèi)容。

所述拓撲緩存模塊的狀態(tài)包括在線或空閑。

所述子圖構(gòu)造器中包括若干子圖。

一種包括所述北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的北斗通信終端。

一種包括所述北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的北斗運營服務(wù)中心。

一種北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的實現(xiàn)方法，包括：

a、利用發(fā)送節(jié)點將接收來自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)包以代為單位分組，然后生成網(wǎng)絡(luò)編碼包，并通過本地虛擬子網(wǎng)節(jié)點的方式發(fā)出；

b、判斷目標節(jié)點在預(yù)設(shè)時間內(nèi)接收的某分代的數(shù)據(jù)編碼包的數(shù)量是否少于某一閾值；如果是，則產(chǎn)生一個反饋請求，發(fā)送節(jié)點則會發(fā)送一個所述分代數(shù)據(jù)包的隨機線性組合來響應(yīng)，然后執(zhí)行步驟c或d；

c、對音頻、視頻應(yīng)用，采用半可靠轉(zhuǎn)發(fā)算法進行轉(zhuǎn)發(fā)；

d、對文件傳輸應(yīng)用，則采用全可靠算法進行轉(zhuǎn)發(fā)。

其中：所述的反饋請求具體為寫入該發(fā)送節(jié)點的零空間信息的一個隨機向量。

步驟d所述采用全可靠轉(zhuǎn)發(fā)算法進行轉(zhuǎn)發(fā)，具體為：源節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)包注入文件開頭和結(jié)尾的標記，目的節(jié)點檢測到分代丟失時，向源節(jié)點發(fā)送修復(fù)請求。

本發(fā)明所提供的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置及其實現(xiàn)方法，具有以下優(yōu)點：

1)本發(fā)明的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置利用rdss+轉(zhuǎn)發(fā)引擎，基于網(wǎng)絡(luò)編碼、構(gòu)造子圖轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)用層數(shù)據(jù)，即：以分代為單位劃分應(yīng)用層數(shù)據(jù)包，對同一分代內(nèi)的數(shù)據(jù)包進行隨機線性編碼，子集節(jié)點可將其再次組合，目的節(jié)點收到足夠數(shù)量的編碼包時即可解碼得到應(yīng)用層數(shù)據(jù)；為每個應(yīng)用層會話調(diào)度系統(tǒng)池內(nèi)用戶ic信息資源，選擇子集節(jié)點完成該會話的編碼數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)；解決了路由環(huán)路的檢測和消除問題，從而實現(xiàn)可靠傳輸。

2)在高效利用北斗信道容量的同時，顯著提高通信系統(tǒng)可靠性和響應(yīng)能力。利用系統(tǒng)底層信息有效克服網(wǎng)絡(luò)拓撲、節(jié)點狀態(tài)的不確定性，充分挖掘北斗系統(tǒng)性能的潛力。

3)可動態(tài)組合源節(jié)點、目的節(jié)點的多條路徑實現(xiàn)無極變速，按需定制終端服務(wù)頻次，為用戶提供個性服務(wù)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的工作過程流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及本發(fā)明的實施例對本發(fā)明北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置及其實現(xiàn)方法作進一步詳細的說明。

當(dāng)前北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的實際應(yīng)用中，將諸如音頻、視頻等應(yīng)用能夠容忍小部分數(shù)據(jù)包的丟失，但只有在給定的時間內(nèi)投遞成功才是有效的，稱為半可靠應(yīng)用。而將諸如文件傳輸?shù)葢?yīng)用要求所有數(shù)據(jù)包成功投遞，任何丟失導(dǎo)致整個傳輸無效的，稱為全可靠應(yīng)用。這類應(yīng)用對數(shù)據(jù)傳輸時延的要求相比交互應(yīng)用要寬松。

圖1為本發(fā)明實施例北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，該增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置，主要包括分組管理模塊、拓撲緩存模塊、子圖構(gòu)造器和網(wǎng)絡(luò)編碼模塊。其中：

分組管理模塊，用于收集分組信息。

這里，所述的分組信息，主要包括：組標識碼(id)、源節(jié)點、目的節(jié)點、應(yīng)用類型等內(nèi)容。

拓撲緩存模塊，包含北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)所屬北斗用戶集成電路(ic)基礎(chǔ)信息及其狀態(tài)(在線/空閑)。

子圖構(gòu)造器，用于對子記錄進行迭代并計算子圖信息，實現(xiàn)傳輸級的可靠性機制。

這里，所述子圖構(gòu)造器中，包括若干子圖，如子圖1、子圖2、……，子圖n。

網(wǎng)絡(luò)編碼模塊，用于根據(jù)子圖標識碼(id)和傳輸類型建立轉(zhuǎn)發(fā)引擎，高效地傳輸數(shù)據(jù)流。

北斗通信終端、指揮管理型終端、北斗運營服務(wù)中心或移動通信網(wǎng)絡(luò)的通信終端(即手機)之間，均可通過該增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置進行一對一發(fā)送信息的短報文通信方式。

所述的北斗通信終端通常由收發(fā)天線、主機(含id卡)、顯控和電源等部分組成。

所述短報文信息，可包括漢字、數(shù)字和英文字符等內(nèi)容。其中，短報文的漢字采用gb2312編碼，英文字符采用ascii碼編碼。北斗通信終端在接收到短報文信息時，可根據(jù)設(shè)定進行相應(yīng)的視覺、或音響、字符提示信息；實時顯示出通信時間、發(fā)信方id地址碼和短報文信息；短報文信息發(fā)送成功后，也可根據(jù)設(shè)定進行相應(yīng)的視覺、或音響、字符提示信息。

利用北斗通信終端實現(xiàn)短報文互通的對象包括：其他北斗通信終端、其隸屬的指揮管理型終端或北斗運營服務(wù)中心。

在手持北斗通信終端發(fā)送短報文信息時，當(dāng)前位置信息可同時被發(fā)送給其他北斗通信終端或運營服務(wù)中心，所述運營服務(wù)中心及北斗通信終端能解析或顯示發(fā)送方的經(jīng)緯度。

較佳地，北斗通信終端也可與移動通信終端(即在公網(wǎng)的普通手機)相互發(fā)短報文信息。具體過程如下：

北斗通信終端向普通手機發(fā)送短信，需要經(jīng)過指揮機端的通信服務(wù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。其原理為：北斗通信終端發(fā)送短報文發(fā)至指揮機端，指揮機端的通信服務(wù)通過串口收到短報文。判斷短報文內(nèi)容的前11位為手機號碼時，北斗指揮機端基于java通信服務(wù)通過識別手機號，將其短報文通過網(wǎng)絡(luò)推送至短信網(wǎng)關(guān)，再由短信網(wǎng)關(guān)發(fā)至目標手機，以實現(xiàn)無信號無網(wǎng)絡(luò)覆蓋地的北斗通信終端可與普通的手機之間的短報文通信功能。

相反，普通手機也可以向北斗通信終端發(fā)送短報文。指揮機端的通信服務(wù)收到來自普通手機的短信之后，通過識別短信內(nèi)容的前6位判斷其發(fā)送目標，通過調(diào)用指揮機端的接口，采用指揮機端發(fā)送至用戶，達到普通手機發(fā)送短信至用戶機的功能。

這里，所述的北斗通信終端可分為固定型、手持型、船載型、車載型和指揮管理型終端等類型，以滿足不同用戶的應(yīng)用需求。通常不同類型北斗通信終端分別如下：(手持型)北斗通信終端應(yīng)為一個獨立的單元；所述的固定型、船載型和車載型北斗通信終端由天線單元、主機單元和顯控單元組成；所述指揮管理型終端除天線單元和主機單元外，還應(yīng)有監(jiān)控管理平臺單元。

圖2為本發(fā)明實施例北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置的工作過程流程圖。

如圖2所示，本發(fā)明利用所述增強型轉(zhuǎn)發(fā)引擎裝置轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)編碼包的過程，包括如下步驟：

步驟21：利用發(fā)送節(jié)點(如北斗通信終端)將接收來自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)包以代為單位分組，然后生成網(wǎng)絡(luò)編碼包，并通過本地虛擬子網(wǎng)節(jié)點的方式發(fā)出。

步驟22：判斷目標節(jié)點在預(yù)設(shè)時間內(nèi)接收的某分代的數(shù)據(jù)編碼包的數(shù)量是否少于某一閾值；如果是，則產(chǎn)生一個反饋請求，發(fā)送節(jié)點則會發(fā)送一個所述分代數(shù)據(jù)包的隨機線性組合來響應(yīng)，然后選擇執(zhí)行步驟23或步驟24。

這里，所述的反饋請求，可以是寫入該發(fā)送節(jié)點的零空間信息的一個隨機向量。

步驟23：對于諸如音頻、視頻等應(yīng)用，采用半可靠轉(zhuǎn)發(fā)算法進行轉(zhuǎn)發(fā)。

這里，基于對未滿秩分代給出了丟包情況的恢復(fù)方法，但沒有實現(xiàn)某些特殊情況下的(例如目標節(jié)點沒有收到任何當(dāng)前分代的數(shù)據(jù))的處理機制。

步驟24：對于諸如文件傳輸?shù)葢?yīng)用，則采用全可靠算法(是對半可靠算法的擴展)進行轉(zhuǎn)發(fā)。

這里，采用全可靠算法，增加了檢測并恢復(fù)分代丟失的方法。源節(jié)點向網(wǎng)絡(luò)編碼數(shù)據(jù)包注入文件開頭和結(jié)尾等標記，目的節(jié)點檢測到分代丟失時，向源節(jié)點發(fā)送修復(fù)請求。本發(fā)明采用子集節(jié)點重傳策略應(yīng)對數(shù)據(jù)丟失，實現(xiàn)對信道容量的高效利用，并提高系統(tǒng)魯棒性。

以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。