浅谈卫星通信网即时通讯软件的应用范文

当前，面向自然灾害等应急事件的通信体系构建得到了快速发展。卫星通信具有覆盖范围广、对距离不敏感等特点成为应急通信主要手段之一。为了更好的提高应急通信保障能力，本文对卫星通信网即时通讯软件应用进行了研究。给出了即时通讯软件在卫星通信网中的应用策略，对通信保障理念进行了阐述。

引言：

我国是个自然灾害频发的国家，如洪水、泥石流、地震、火灾等。自然灾害的发生给社会生产生活带来了较大影响。为了保障人民生命财产安全，减小灾害等事件的破坏影响，面向自然灾害等应急事件的通信体系构建在近年来得到了快速发展。应急通信装备逐步到位，技术专业队伍已具规模。卫星通信具有覆盖范围广、对距离不敏感、信道条件好、通信容量大等特点成为应急通信主要手段之一。即时通讯能够实现实时信息通信，可对文字、图片、音频、视频等信息进行基于通信网络的客户端精确传递与信息接收，在当前公网中应用较为普遍。为了更好的提高应急通信保障能力，本文对卫星通信网即时通讯软件应用进行了研究。对系统应用架构进行了详细阐述，对应用即时通讯软件实现应急通信保障理念进行了阐述。并对即时通讯软件应用中的关键问题进行了讨论，如信息加密等。本文工作丰富了应急通信应用研究，具有一定的理论意义及应用实践价值。

1系统应用模式

本节对卫星通信网即时通讯软件的应用架构进行研究，给出了卫星站点的组网图，对网络中卫星站点的功能单元进行了描述。卫星站点组网图如图1所示，卫星站点功能单元图如图1所示。由图1可知，本文所述的卫星网络由若干Vsat(VerySmallApertureTerminal)卫星通信小站组成。卫星站点包括Vsat卫星管理站、甚小口径卫星终端站1、甚小口径卫星终端站2、...、甚小口径卫星终端站k。因Vsat卫星通信站点可直接面向用户，且天线口径小，安装方便对星便利。故图1中每个甚小口径卫星终端站可与不同的通信卫星相对准，如图中的通信卫星1、通信卫星2、...、通信卫星i等。通过Vsat卫星网络管理站对通信中的站点路由进行规划，可实现网络中基于不同通信卫星的站点全链路通信。从图2中可知，包括Vsat卫星通信网络管理站在内的每个甚小口径的卫星终端站点包括若干卫星通信天线，如卫星天线1到卫星天线p等；包括若干调整解调器，如调制解调器1到调制解调器j等，调制解调器的品牌不同、调制解调制式不同；包括信号多路分离器、信号多路合并器、卫星天线功放、卫星低噪声放大器、天线控制器、网络交换机、即时通讯服务器、即时通讯客户端等。不同的调制解调器通过信号分路器及合路器与所有的卫星通信天线相连，为实现数据多路由收发，提高通信链路冗余度创造条件。即时通讯客户端内部结构如图3所示。由图3可知，即时通讯客户端部署有音视频采集设备及音视频输出设备，并可通过耳机小三芯线转换成音频大三芯将即时通讯客户端接收到的音频信息接入调音台或音频矩阵；通过将话筒卡农头转换成小三芯音频线接口，将用户的音频采集到系统中；通过VGA转HDMI高清或转莲花接头实现将客户端中的视频信息输出；通过网络摄像头等视频采集设备实现对用户视频信息的采集。

2关键技术

2.1基于数据加密的即时信息通信

面向应急事件的即时信息通信应用需要一定的保密性。基于此，本节对即时通讯信息传输的加密策略进行讨论。第一，基于密码表的文字信息传输。其原理为：预先设定密码表，通信双方按密语通信，接收到密文后根据密码表进行译码，得到正确的信息。密码表的关键字包括两个，一个是解密字，一个是加密字。如表1所示。由表1可知，假如即时通讯客户端接收到“天气晴朗”四个字，通过机器译码或人工译码可得到“飞机两架”的文字信息。密算法库，通信双方在通信前，需要动态商定使用的加密算法，如在通信前使用向前一位移动加密法。则用户在利用即时通讯通信客户端向目的客户端发送即时通讯图片、音频、视频信息时，客户端将网络数据使用向前一位加密后发向网络交换机进行数据包路由。目的端收到数据后，根据约定使用向后一位数据恢复算法对密文进行还原，实现即时通讯数据的加密与解密效果。在下一个加密周期开始时，需要再次选择加密算法，保障加密解密机制的动态性，提高非法密文破解的难度系数。

2.2基于即时通讯的应急信息保障

卫星通信网络中部署即时通讯软件可有效实施应急通信保障职能。鉴于此，本节对应急信息保障策略进行讨论。第一步：天线对星。根据卫星资源实际租用情况，系统可选择多个通信卫星进行天线对准。如天通1号、亚洲系列卫星等。第二步：配置通信参数。根据应急通信应用需要，可通过卫星调制解调器配置带宽不等的通信信道。如单通道单载波、多通道多载波工作模式等。第三步：基于多天线和多调制解调器可实现面向数据传输的多链路，即一个数据集合可分成多个数据包，每个数据包可以通过不同的数据链路到达目的节点。第四步：每个Vsat卫星站点中的即时通讯服务器同时上线运行，为系统提供多服务器冗余保障，每个即时通讯服务器可为网络中的即时通讯客户端提供即时通讯服务。第五步：构建即时通讯客户端信息通信优先级。Vsat卫星管理站中的即时通讯客户端优先级最高，其他站点的优先级相同，发向高优先级站点的信息在消息转发时优先。如在任务执行中，多个站点同时在线进行即时通讯，在信息传输拥塞时，发往Vsat卫星管理站的信息优先投递。第六步：通过即时通讯软件可对应急事件现场的视频信息通过摄像头实时采集和传输，也可将录制的实际视频信息通过文件的形式打包发送；现象的音频信息可以通过麦克进行音频采集后进行网络传输，也可进行短语音文件和长语音文件的在线及离线传输。如果在某一时间段通信链路不佳，对方未收到信息，在通信链路正常后，可从即时通讯服务器中取回离线文件。

3结语

卫星通信是人类无线电技术发展进步的典型应用，Vsat卫星通信具有天线口径小、组网灵活、组建简单等特点，成为主要的应急通信手段。基于此，为进一步提高卫星通信网的信息收发业务效果，增强应急通信保障能力，本文把即时通信业务引入Vsat卫星通信网。给出了卫星站点组网架构、卫星站点功能单元结构、即时通讯客户端组成结构等。对基于数据加密的即时信息通信应用策略进行了阐述，给出了基于密码表的文字信息传输以及基于动态加密算法的即时信息传输方法。另外，对应用即时通讯软件进行通信保障策略进行了阐述。本文工作丰富了应急通信应用研究，具有一定的理论意义及应用实践价值。

作者：宁玉辉 赵国华 郭志华 曲高松 单位：山东省人防指挥信息保障中心