在北斗三号系统的服务区域扩展到全球,RDSS服务性能和容量相对北斗二号大幅提升的背景下,我们研究了基于北斗三号 RDSS链路的语音图像传输技术,可以弥补传统通信系统覆盖能力弱,以及当前阶段我国卫星通信能力相对不足的缺陷。相较于北斗二号,北斗三号短报文服务性能已得到大幅提升,可面向我国及周边用户提供更优质的服务,目前,北斗三号五级卡单条发送容量是1750字节/条。
我们在深入理解RDSS链路传输特点的基础上,突破了高压缩比的语音图像编码和解码技术,设计了低延时的语音图像数据调度协议,实现了用户间点对点连续语音图像传输,以及用户和后台间语音图像即时回传。
我们的RDSS图像传输技术能够完成40倍压缩率情况下,图像质量评价指标PSNR不低于20dB,且创新性实现了图像压缩的渐进传输方式。
(北斗三号短报文发送图片流程演示)
一、工作流程
1、终端拍下相片或者从相册选择相片后,可选择裁剪比例和压缩率;
2、确认发送后,终端内置的压缩库将图片分割为N包,并通过北斗三号短报文卫星发到电脑端;
3、电脑端接收数据包后,通过压缩库进行解压,并实时显示最新图像效果;
4、本技术采用渐进式传输方式,收到2-3包数据则能看清大概轮廓,收到数据包越多则越清晰;
5、在接收数据的后期即使丢包了1-2包数据也不会对图片质量造成较大影响;
二、功能优势
1、高压缩比
创新性提出并实现了分包传输情况下图像渐进式显示技术,最优化利用宝贵的信道带宽,实现窄带宽下抗误码、高压缩比图像传输,最大可实现100倍压缩比。
2、高质量
实现图像数据的渐进式数据分包传输协议,后台收到数据后会进行解压和补偿,根据满足用户实际使用中的图像质量要求。
3、高时效
传统的方式是收到所有压缩包后才解压看到图片,如果遇到丢包则无法解压,而本技术收到2-3包数据则能看清大概轮廓,收到数据包越多则越清晰。
(背景)
天通卫星电话的流量费为16元/MB,一张图片原图为2MB,使用本压缩库可以压缩到20KB再还原到2MB
(得出)
1兆流量可以发51张图片,使用本压缩库发送2MB图片费用仅0.3元/张
三、技术特点
1、图像渐进式传输技术
北斗三号最高可支持的传输方式是每1秒钟14Kbit数据,数据链路的误码率为10^(-5),在这一条件下对压缩后图像数据传输,要求压缩算法具有较强的抗误码能力,保证误码不扩散,为保证数据传输的实时性,压缩算法应在高压缩比下能具有良好的图像质量。
为了支持北斗三号低码速率传输条件下数据分包传输协议,实现高误码率下图像压缩数据的可靠性传输,同时实现图像的自适应压缩,满足在不同传输延时要求下图像数据的可靠传输。
(PSNR峰值信噪比)
我们研究提出了基于RDSS传输协议下图像压缩数据分包重传策略,创新性提出并实现了分包传输情况下图像渐进式显示技术,最优化利用宝贵的信道带宽,实现窄带宽下抗误码、高压缩比图像传输。
2、窄带宽下高压缩比图像传输策略优化
针对北斗三号低码速率、较高误码率和数据包大小限制等传输条件下,实现图像数据的渐进式数据分包传输协议,满足实际使用中实时性与图像质量的要求。
该技术根据实际传输需求,采用自适应高压缩比策略,压缩后图像数据按渐进顺序进行二次封装,封装协议中包含帧头和帧计数信息,可支持应用层数据包重传,最优化利用宝贵的信道带宽,满足用户对图像数据获取的实时性要求和对高图像质量的要求。
3、抗长时延的语音图像传输协议
为了解决RNSS语音图像传输方面的困难,本文通过在RNSS传输中引入网络编码技术,设计提出了基于编码冗余的语音图像传输协议 。
该机制提出根据链路丢包率,发送端在正常的报文序列中合理加入冗余编码报文,接收端通过这些编码报文解码产生丢失的原始报文,从而避免了丢包重传所带来的时间损耗。
四、应用场景
五、演示视频
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