淺談衛星通信網即時通訊軟件的應用范文

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當前，面向自然災害等應急事件的通信體系構建得到了快速發展。衛星通信具有覆蓋范圍廣、對距離不敏感等特點成為應急通信主要手段之一。為了更好的提高應急通信保障能力，本文對衛星通信網即時通訊軟件應用進行了研究。給出了即時通訊軟件在衛星通信網中的應用策略，對通信保障理念進行了闡述。

引言：

我國是個自然災害頻發的國家，如洪水、泥石流、地震、火災等。自然災害的發生給社會生產生活帶來了較大影響。為了保障人民生命財產安全，減小災害等事件的破壞影響，面向自然災害等應急事件的通信體系構建在近年來得到了快速發展。應急通信裝備逐步到位，技術專業隊伍已具規模。衛星通信具有覆蓋范圍廣、對距離不敏感、信道條件好、通信容量大等特點成為應急通信主要手段之一。即時通訊能夠實現實時信息通信，可對文字、圖片、音頻、視頻等信息進行基于通信網絡的客戶端精確傳遞與信息接收，在當前公網中應用較為普遍。為了更好的提高應急通信保障能力，本文對衛星通信網即時通訊軟件應用進行了研究。對系統應用架構進行了詳細闡述，對應用即時通訊軟件實現應急通信保障理念進行了闡述。并對即時通訊軟件應用中的關鍵問題進行了討論，如信息加密等。本文工作豐富了應急通信應用研究，具有一定的理論意義及應用實踐價值。

1系統應用模式

本節對衛星通信網即時通訊軟件的應用架構進行研究，給出了衛星站點的組網圖，對網絡中衛星站點的功能單元進行了描述。衛星站點組網圖如圖1所示，衛星站點功能單元圖如圖1所示。由圖1可知，本文所述的衛星網絡由若干Vsat(VerySmallApertureTerminal)衛星通信小站組成。衛星站點包括Vsat衛星管理站、甚小口徑衛星終端站1、甚小口徑衛星終端站2、...、甚小口徑衛星終端站k。因Vsat衛星通信站點可直接面向用戶，且天線口徑小，安裝方便對星便利。故圖1中每個甚小口徑衛星終端站可與不同的通信衛星相對準，如圖中的通信衛星1、通信衛星2、...、通信衛星i等。通過Vsat衛星網絡管理站對通信中的站點路由進行規劃，可實現網絡中基于不同通信衛星的站點全鏈路通信。從圖2中可知，包括Vsat衛星通信網絡管理站在內的每個甚小口徑的衛星終端站點包括若干衛星通信天線，如衛星天線1到衛星天線p等；包括若干調整解調器，如調制解調器1到調制解調器j等，調制解調器的品牌不同、調制解調制式不同；包括信號多路分離器、信號多路合并器、衛星天線功放、衛星低噪聲放大器、天線控制器、網絡交換機、即時通訊服務器、即時通訊客戶端等。不同的調制解調器通過信號分路器及合路器與所有的衛星通信天線相連，為實現數據多路由收發，提高通信鏈路冗余度創造條件。即時通訊客戶端內部結構如圖3所示。由圖3可知，即時通訊客戶端部署有音視頻采集設備及音視頻輸出設備，并可通過耳機小三芯線轉換成音頻大三芯將即時通訊客戶端接收到的音頻信息接入調音臺或音頻矩陣；通過將話筒卡農頭轉換成小三芯音頻線接口，將用戶的音頻采集到系統中；通過VGA轉HDMI高清或轉蓮花接頭實現將客戶端中的視頻信息輸出；通過網絡攝像頭等視頻采集設備實現對用戶視頻信息的采集。

2關鍵技術

2.1基于數據加密的即時信息通信

面向應急事件的即時信息通信應用需要一定的保密性。基于此，本節對即時通訊信息傳輸的加密策略進行討論。第一，基于密碼表的文字信息傳輸。其原理為：預先設定密碼表，通信雙方按密語通信，接收到密文后根據密碼表進行譯碼，得到正確的信息。密碼表的關鍵字包括兩個，一個是解密字，一個是加密字。如表1所示。由表1可知，假如即時通訊客戶端接收到“天氣晴朗”四個字，通過機器譯碼或人工譯碼可得到“飛機兩架”的文字信息。密算法庫，通信雙方在通信前，需要動態商定使用的加密算法，如在通信前使用向前一位移動加密法。則用戶在利用即時通訊通信客戶端向目的客戶端發送即時通訊圖片、音頻、視頻信息時，客戶端將網絡數據使用向前一位加密后發向網絡交換機進行數據包路由。目的端收到數據后，根據約定使用向后一位數據恢復算法對密文進行還原，實現即時通訊數據的加密與解密效果。在下一個加密周期開始時，需要再次選擇加密算法，保障加密解密機制的動態性，提高非法密文破解的難度系數。

2.2基于即時通訊的應急信息保障

衛星通信網絡中部署即時通訊軟件可有效實施應急通信保障職能。鑒于此，本節對應急信息保障策略進行討論。第一步：天線對星。根據衛星資源實際租用情況，系統可選擇多個通信衛星進行天線對準。如天通1號、亞洲系列衛星等。第二步：配置通信參數。根據應急通信應用需要，可通過衛星調制解調器配置帶寬不等的通信信道。如單通道單載波、多通道多載波工作模式等。第三步：基于多天線和多調制解調器可實現面向數據傳輸的多鏈路，即一個數據集合可分成多個數據包，每個數據包可以通過不同的數據鏈路到達目的節點。第四步：每個Vsat衛星站點中的即時通訊服務器同時上線運行，為系統提供多服務器冗余保障，每個即時通訊服務器可為網絡中的即時通訊客戶端提供即時通訊服務。第五步：構建即時通訊客戶端信息通信優先級。Vsat衛星管理站中的即時通訊客戶端優先級最高，其他站點的優先級相同，發向高優先級站點的信息在消息轉發時優先。如在任務執行中，多個站點同時在線進行即時通訊，在信息傳輸擁塞時，發往Vsat衛星管理站的信息優先投遞。第六步：通過即時通訊軟件可對應急事件現場的視頻信息通過攝像頭實時采集和傳輸，也可將錄制的實際視頻信息通過文件的形式打包發送；現象的音頻信息可以通過麥克進行音頻采集后進行網絡傳輸，也可進行短語音文件和長語音文件的在線及離線傳輸。如果在某一時間段通信鏈路不佳，對方未收到信息，在通信鏈路正常后，可從即時通訊服務器中取回離線文件。

3結語

衛星通信是人類無線電技術發展進步的典型應用，Vsat衛星通信具有天線口徑小、組網靈活、組建簡單等特點，成為主要的應急通信手段。基于此，為進一步提高衛星通信網的信息收發業務效果，增強應急通信保障能力，本文把即時通信業務引入Vsat衛星通信網。給出了衛星站點組網架構、衛星站點功能單元結構、即時通訊客戶端組成結構等。對基于數據加密的即時信息通信應用策略進行了闡述，給出了基于密碼表的文字信息傳輸以及基于動態加密算法的即時信息傳輸方法。另外，對應用即時通訊軟件進行通信保障策略進行了闡述。本文工作豐富了應急通信應用研究，具有一定的理論意義及應用實踐價值。

作者：寧玉輝 趙國華 郭志華 曲高松 單位：山東省人防指揮信息保障中心