本發(fā)明涉及北斗衛(wèi)星導航(BDS)技術(shù)，尤其涉及一種北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)及其通信方法。

背景技術(shù)：

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，又簡稱北斗系統(tǒng)(BeiDou Navigation Satellite System，BDS)具有衛(wèi)星無線電導航(Radio Navigation Satellite System，RNSS)和衛(wèi)星無線電測定(Radio Determination Satellite Service，RDSS)兩種業(yè)務。

其中：所述RNSS，是由用戶接收衛(wèi)星無線電導航信號，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)通過用戶的應答來完成。其特點是通過用戶應答，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)星導航系統(tǒng)的導航衛(wèi)星及運控應用系統(tǒng)中同時集成RNSS和RDSS兩種業(yè)務。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、或通訊設施遭毀、偏遠地區(qū)進行數(shù)據(jù)通信的難題。

但是北斗通信終端(也可簡稱“北斗終端”)受北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)信道資源的限制，特別是在民用方面，北斗終端有一分鐘服務頻度、一次傳輸120字節(jié)報文容量的明確規(guī)定。又因環(huán)境及設備狀態(tài)影響，上述通信過程存在數(shù)據(jù)丟包現(xiàn)象。凡此不利因素，嚴重制約、影響并阻礙了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用空間、使用效果和利用推廣。

如何有效利用北斗信道資源，提高其數(shù)據(jù)傳輸功效和可靠性，仍然成為北斗數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)建設至關(guān)重要的課題。而當前所見的解決方案主要集中于終端側(cè)改造，即通過單機多卡或終端組網(wǎng)方式實現(xiàn)固定頻次長報文傳輸，難以提供按需定制、個性服務能力。面對世易時移、日益增長的各類在線應用需求和挑戰(zhàn)，捉襟見肘、差強人意。

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)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)及其通信方法，通過采用統(tǒng)一的轉(zhuǎn)發(fā)抽象層、特定轉(zhuǎn)發(fā)引擎、接入分層控制的軟件定義網(wǎng)絡(SDN)特色架構(gòu)設計，以解決設備(北斗通信終端)接入和資源調(diào)度問題；由終端源節(jié)點按需定制、動態(tài)共享，自組映射；從而極大地提升北斗信道資源利用率，并有效克服現(xiàn)有北斗衛(wèi)星通信系統(tǒng)的瓶頸問題，同時還可以實現(xiàn)頻次定制、通信擴容以及透明傳輸功能。

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)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)，包括控制引擎模塊、映射引擎模塊、入站適配器、出站適配器、報文控制模塊和集采讀卡器；其中：

控制引擎模塊，用于完成業(yè)務編排、安全認證、狀態(tài)檢查功能；

映射引擎模塊，用于實現(xiàn)用戶IC卡標識資源自組映射、動態(tài)共享以及虛擬調(diào)度功能；

入站適配器和出站適配器，通過一個通用數(shù)據(jù)適配實現(xiàn)層，消除北斗數(shù)據(jù)源和多媒體數(shù)據(jù)格式差異性問題；

報文控制模塊，用于根據(jù)動態(tài)分組信息實現(xiàn)報文數(shù)據(jù)的可靠傳輸；

集采讀卡器，用于采集北斗衛(wèi)星無線電測定RDSS用戶IC卡標識的信息，建立系統(tǒng)用戶IC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源池，即RDSS用戶IC資源池。

其中：所述控制引擎模塊包括用戶管理子模塊，用于實現(xiàn)用戶注冊、設備接入功能。

所述映射引擎模塊包括資源適配器，用于對信息進行動態(tài)分組。

動態(tài)分組信息，包括組標識碼ID、源節(jié)點、目的節(jié)點以及應用類型的內(nèi)容。

所述報文控制模塊，還包括消息隊列和解碼器；所述的消息隊列，用于分包數(shù)據(jù)緩存排隊；所述的解碼器，用于根據(jù)子圖標識碼(ID)和傳輸類型，將分包數(shù)據(jù)解碼合并、解壓、恢復為多媒體文件。

一種北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)的通信方法，包括如下步驟：

A、通過集采讀卡器采集所屬北斗用戶IC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將所述北斗用戶IC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存入虛擬資源池，即RDSS用戶IC資源池；

B、為經(jīng)由控制引擎模塊鑒權(quán)后的北斗通信終端進行服務級別的定制，然后通過映射引擎模塊進行自組映射；

C、在傳輸長報文數(shù)據(jù)時，北斗通信終端需將所述數(shù)據(jù)進行壓縮、分包、并經(jīng)過編碼器進行編碼后通過北斗衛(wèi)星分包上傳；

D、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)經(jīng)由北斗地面指控中心系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，再經(jīng)由入站適配器將包含所述數(shù)據(jù)的消息隊列送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，再由報文控制模塊利用解碼器根據(jù)自組映射信息完成分包數(shù)據(jù)解碼、組包和解壓縮，最后由出站適配器對所述數(shù)據(jù)進行本地存儲，并按隸屬關(guān)系進行網(wǎng)絡發(fā)布。

其中：步驟A中采用動態(tài)共享機制，通過映射引擎模塊的資源適配器來保障所述RDSS用戶IC資源池內(nèi)的資源能夠統(tǒng)一復用。

步驟B之前進一步包括：若北斗通信終端在入網(wǎng)使用前不是合法用戶的，需要經(jīng)過注冊、經(jīng)由控制引擎模塊進行鑒權(quán)的步驟。

所述的數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)文件、音頻文件或視頻文件。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)及其通信方法，具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明采的RDSS+北斗通信網(wǎng)關(guān)是一個系統(tǒng)級解決方案，北斗系統(tǒng)采用統(tǒng)一的轉(zhuǎn)發(fā)抽象層、特定轉(zhuǎn)發(fā)引擎、接入分層控制的軟件定義網(wǎng)絡(SDN)特色架構(gòu)設計，解決設備接入和資源調(diào)度問題；由終端源節(jié)點按需定制、動態(tài)共享，自組映射。從而極大地提升了北斗信道資源利用率，有效克服了現(xiàn)有北斗通信瓶頸問題。

(2)采用本發(fā)明的通信網(wǎng)關(guān)及通信方法，可實現(xiàn)按需頻次定制、通信擴容以及透明傳輸功能。頻次定制是指，可根據(jù)用戶需求定制服務頻次，實現(xiàn)秒級響應通信服務；所述通信擴容，是指可實現(xiàn)數(shù)據(jù)文件、語音報文和圖片報文等數(shù)據(jù)傳輸；所述透明傳輸功能，是指通過網(wǎng)絡編碼傳輸協(xié)議，實現(xiàn)可靠/半可靠實時數(shù)據(jù)透明傳輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)組成架構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)的通信過程示意圖。

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)明北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)及其通信方法作進一步詳細的說明。

圖1為本發(fā)明實施例北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)組成架構(gòu)示意圖。

如圖1所示，該北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)，主要包括控制引擎模塊、映射引擎模塊、入站適配器、出站適配器、報文控制模塊和集采讀卡器。其中：

控制引擎模塊，用于完成業(yè)務編排、安全認證、狀態(tài)檢查功能。其包括用戶管理子模塊，主要用于實現(xiàn)用戶注冊、設備接入功能。

映射引擎模塊，包括資源適配器；用于實現(xiàn)用戶IC卡標識資源自組映射、動態(tài)共享以及虛擬調(diào)度功能。所述資源適配器，主要用于對信息進行動態(tài)分組。所述的分組信息，包括組標識碼ID、源節(jié)點、目的節(jié)點以及應用類型的內(nèi)容。

入站適配器和出站適配器，通過一個通用數(shù)據(jù)適配實現(xiàn)層，消除北斗數(shù)據(jù)源差異性問題。

報文控制模塊，用于根據(jù)動態(tài)分組信息實現(xiàn)報文數(shù)據(jù)的可靠傳輸(包括重傳機制)。所述報文控制模塊，還包括消息隊列和解碼器。

所述的消息隊列，主要用于分包數(shù)據(jù)緩存排隊。

所述的解碼器，用于用于根據(jù)子圖標識碼(ID)和傳輸類型，將分包數(shù)據(jù)解碼合并、解壓、恢復為多媒體文件。

集采讀卡器，用于采集北斗RDSS用戶IC卡標識等信息，建立系統(tǒng)用戶IC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源池，即RDSS用戶IC資源池。

圖2為本發(fā)明實施例北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)的通信過程示意圖。

如圖2所示，該通信網(wǎng)關(guān)的通信過程，主要包括如下步驟：

步驟21：通過集采讀卡器采集所屬北斗用戶IC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，將所述北斗用戶IC基礎(chǔ)數(shù)據(jù)存入虛擬資源池，即RDSS用戶IC資源池。

本發(fā)明采用動態(tài)共享機制，通過映射引擎模塊的資源適配器來保障所述RDSS用戶IC資源池內(nèi)的資源能夠統(tǒng)一復用。

步驟22：為經(jīng)由控制引擎模塊鑒權(quán)后的北斗通信終端進行服務級別的定制，然后通過映射引擎模塊進行自組映射。

這里，北斗通信終端均為合法用戶，如果北斗通信終端在入網(wǎng)使用前不是合法用戶，則需要經(jīng)過注冊、經(jīng)由控制引擎模塊進行鑒權(quán)才能正常使用。

步驟23：在傳輸長報文數(shù)據(jù)時，北斗通信終端需將所述數(shù)據(jù)進行壓縮、分包、并經(jīng)過編碼器進行編碼后通過北斗衛(wèi)星分包上傳。

這里，所述的數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)文件、音頻文件、視頻文件等。

步驟24：所述的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通信網(wǎng)關(guān)經(jīng)由北斗地面指控中心系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，再經(jīng)由入站適配器將包含所述數(shù)據(jù)的消息隊列送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，再由報文控制模塊利用解碼器根據(jù)自組映射信息完成分包數(shù)據(jù)解碼、組包和解壓縮，最后由出站適配器對所述數(shù)據(jù)(即數(shù)據(jù)文件、音頻文件、視頻文件等多媒體文件)進行本地存儲，并按隸屬關(guān)系進行網(wǎng)絡發(fā)布。

綜上所述，本發(fā)明的所述通信網(wǎng)關(guān)方案，相較于現(xiàn)有的單機多卡或由多終端組網(wǎng)等其他方案，具有三個顯著的優(yōu)點。

(1)支持按需定制，能夠提供個性服務，真正實現(xiàn)按需分配，即支持自組映射功能，且負載平衡。

(2)支持共享復用，采用動態(tài)共享機制，通過映射引擎模塊保障RDSS用戶IC資源池內(nèi)的資源能夠統(tǒng)一復用，從而保障了系統(tǒng)資源的高效復用，從而降低了用戶使用成本。

(3)本發(fā)明還支持一站式服務，通過提供透明的可靠/半可靠傳輸，實現(xiàn)跨平臺APP應用和應用程序接口的共用。

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。