1、GMDSS 原理與業(yè)務(wù) 模塊一：地面通信系統(tǒng) 模塊二：衛(wèi)星通信系統(tǒng) 模塊三：船舶通信業(yè)務(wù) 模塊模塊一一 地面地面通信通信系統(tǒng)系統(tǒng)子模塊一子模塊一 GMDSSGMDSS概論概論子模塊二子模塊二 無(wú)線電波的傳播無(wú)線電波的傳播子模塊三子模塊三 船舶船舶MF/HFMF/HF通信設(shè)備通信設(shè)備子模塊四子模塊四 船用船用VHFVHF通信設(shè)備通信設(shè)備子模塊五子模塊五 NAVTEXNAVTEX、SARTSART、及船舶備用電源、及船舶備用電源第四章第四章 船用船用VHFVHF通信設(shè)備通信設(shè)備 子模塊四：子模塊四：本章內(nèi)容本章內(nèi)容4 41 1 船用船用VHFVHF通信概述通信概述4 42 2 船用船用VHFVHF

2、收發(fā)設(shè)備收發(fā)設(shè)備4 43 VHF-DSC3 VHF-DSC終端設(shè)備及終端設(shè)備及VHF-EPIRBVHF-EPIRB4 41 1 船用船用VHFVHF通信概述通信概述4 42 2 船用船用VHFVHF收發(fā)設(shè)備收發(fā)設(shè)備4 43 VHF-DSC3 VHF-DSC終端設(shè)備及終端設(shè)備及VHF-EPIRBVHF-EPIRBSailor Sailor 船用船用VHF VHF 及及SkantiSkanti船用船用VHFVHF日本日本ICOM-45 ICOM-45 船用船用VHF VHF 日本日本ICOM-59 ICOM-59 船用船用VHFVHF船用船用VHFVHF通信設(shè)備通信設(shè)備1 1）2)2)工作在工作在

3、156156174MHz174MHz頻率范圍，主要用于近距離通信，頻率范圍，主要用于近距離通信，是是GMDSSGMDSS中中A1A1海區(qū)的主要通信設(shè)備。海區(qū)的主要通信設(shè)備。既是現(xiàn)場(chǎng)通信的主要手段，也是駕駛臺(tái)與駕駛臺(tái)之間既是現(xiàn)場(chǎng)通信的主要手段，也是駕駛臺(tái)與駕駛臺(tái)之間通信的唯一手段。通信的唯一手段。3.3.符合符合GMDSSGMDSS要求的要求的VHFVHF設(shè)備，應(yīng)同時(shí)具有無(wú)線電話通設(shè)備，應(yīng)同時(shí)具有無(wú)線電話通信功能和信功能和DSCDSC通信功能。通信功能。 ACVHF 收發(fā)機(jī)收發(fā)機(jī) DSC終端終端DSC值守機(jī)值守機(jī) 電電 源源 話話 筒筒打印機(jī)打印機(jī)DC 船用船用VHF設(shè)備基本組成設(shè)備基本組成4.

4、VHF-DSC4.VHF-DSC值守機(jī)：值守機(jī)：5.5.電源：電源： 一個(gè)單通道接收機(jī)，可使用獨(dú)立的接收天線，也可與一個(gè)單通道接收機(jī)，可使用獨(dú)立的接收天線，也可與VHFVHF收發(fā)機(jī)共用同一天線。收發(fā)機(jī)共用同一天線。 外接電源可以是外接電源可以是110V110V或或220V220V交流電，也可使用交流電，也可使用直流直流24V24V供電。供電。4.1.1 VHF4.1.1 VHF通信的基本原理通信的基本原理1.1.采用調(diào)頻（采用調(diào)頻（FMFM）體制。體制。 2. 2. 調(diào)頻波為等幅變頻波。調(diào)頻波為等幅變頻波。 所謂調(diào)頻是用已調(diào)信號(hào)的頻率變化來(lái)攜帶信息的調(diào)制方式。所謂調(diào)頻是用已調(diào)信號(hào)的頻率變化來(lái)攜

5、帶信息的調(diào)制方式。 調(diào)頻波的旁頻分量，理論上為調(diào)頻波的旁頻分量，理論上為無(wú)窮無(wú)窮多個(gè)，故其理論帶寬多個(gè)，故其理論帶寬為無(wú)窮大。為無(wú)窮大。 因此，在工程上必須根據(jù)需要進(jìn)行取舍。因此，在工程上必須根據(jù)需要進(jìn)行取舍。 3.3.調(diào)頻方法調(diào)頻方法1 1）直接調(diào)頻法：）直接調(diào)頻法：2 2）間接調(diào)頻法：）間接調(diào)頻法： 直接用調(diào)制信號(hào)去控制振蕩器的工作狀態(tài)，改變直接用調(diào)制信號(hào)去控制振蕩器的工作狀態(tài)，改變其振蕩頻率，以產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中，廣泛其振蕩頻率，以產(chǎn)生調(diào)頻信號(hào)。實(shí)際應(yīng)用中，廣泛采用變?nèi)莨芫w振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。采用變?nèi)莨芫w振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)直接調(diào)頻。 利用調(diào)相電路經(jīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)換而獲得調(diào)頻波。所謂利用調(diào)相

6、電路經(jīng)適當(dāng)轉(zhuǎn)換而獲得調(diào)頻波。所謂調(diào)相，是指載波的瞬時(shí)相位受調(diào)制信號(hào)的控制調(diào)相，是指載波的瞬時(shí)相位受調(diào)制信號(hào)的控制而改變。而改變。4. 4. “預(yù)加重預(yù)加重”和和“去加重去加重”技術(shù)技術(shù)1 1）鑒頻：）鑒頻：2 2）噪聲與）噪聲與“預(yù)加重預(yù)加重”和去加重和去加重”技術(shù)：技術(shù)： 接收機(jī)中，對(duì)調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)過(guò)程稱為鑒接收機(jī)中，對(duì)調(diào)頻信號(hào)的解調(diào)過(guò)程稱為鑒頻，相應(yīng)的部件稱為鑒頻器。頻，相應(yīng)的部件稱為鑒頻器。 鑒頻器輸出的鑒頻器輸出的噪聲隨頻率的升高而增大噪聲隨頻率的升高而增大，導(dǎo)致解調(diào)，導(dǎo)致解調(diào)后的音頻信號(hào)中高音頻區(qū)的信噪比下降，影響接收后的音頻信號(hào)中高音頻區(qū)的信噪比下降，影響接收效果。為此，在效果。為

7、此，在VHFVHF設(shè)備中，廣泛采用了設(shè)備中，廣泛采用了“預(yù)加重預(yù)加重”和和“去加重去加重”技術(shù)。技術(shù)。3 3）“預(yù)加重預(yù)加重”4 4）“去加重去加重”5 5）優(yōu)點(diǎn)）優(yōu)點(diǎn) 在發(fā)射機(jī)中人為地預(yù)先加重高音頻，將高在發(fā)射機(jī)中人為地預(yù)先加重高音頻，將高音頻電壓提升，使解調(diào)后的音頻信號(hào)獲得音頻電壓提升，使解調(diào)后的音頻信號(hào)獲得較為均勻的信噪比，從而提高其抗干擾性較為均勻的信噪比，從而提高其抗干擾性能。能。 在接收機(jī)中將發(fā)射時(shí)因預(yù)加重而提升的在接收機(jī)中將發(fā)射時(shí)因預(yù)加重而提升的高音頻電壓相應(yīng)地削弱。高音頻電壓相應(yīng)地削弱。 此技術(shù)簡(jiǎn)單易行，既提高了此技術(shù)簡(jiǎn)單易行，既提高了VHFVHF通信的抗干擾通信的抗干擾性能，

8、又不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真。性能，又不會(huì)導(dǎo)致信號(hào)失真。4.1.2 VHF4.1.2 VHF通信的特點(diǎn)通信的特點(diǎn)1 1傳播距離較近，通信范圍受限。傳播距離較近，通信范圍受限。1 1）2 2）3 3）4 4）5 5）信號(hào)主要以空間波形式直線傳播。信號(hào)主要以空間波形式直線傳播。 地球表面的曲率效應(yīng)，致使傳輸距離取決于收、發(fā)天地球表面的曲率效應(yīng)，致使傳輸距離取決于收、發(fā)天線的架設(shè)高度。線的架設(shè)高度。通信距離極限值小于通信距離極限值小于100 n mile，正常值約為，正常值約為25n mile。比較適合建立以岸臺(tái)為中心的近距離蜂窩式通信網(wǎng)。比較適合建立以岸臺(tái)為中心的近距離蜂窩式通信網(wǎng)。 一般規(guī)定，岸臺(tái)發(fā)射機(jī)的

9、額定功率不應(yīng)超過(guò)一般規(guī)定，岸臺(tái)發(fā)射機(jī)的額定功率不應(yīng)超過(guò)50W。船臺(tái)。船臺(tái)發(fā)射機(jī)的額定功率不應(yīng)超過(guò)發(fā)射機(jī)的額定功率不應(yīng)超過(guò)25W。一般在。一般在625w之間，之間，并應(yīng)能減小到并應(yīng)能減小到1w。在什么情況下需要降低發(fā)射機(jī)的功率？2 2信號(hào)波長(zhǎng)短，設(shè)備天線尺寸小：信號(hào)波長(zhǎng)短，設(shè)備天線尺寸小： 3 3具有較強(qiáng)的抗干擾能力：具有較強(qiáng)的抗干擾能力： 船用船用VHFVHF工作在工作在156156174174MHzMHz范圍，波長(zhǎng)小于范圍，波長(zhǎng)小于2 2m m，故天線尺寸也小，船臺(tái)易于架設(shè)在桅桿或煙囪故天線尺寸也小，船臺(tái)易于架設(shè)在桅桿或煙囪 頂上，岸臺(tái)易于采用方向性很強(qiáng)的定向天線。頂上，岸臺(tái)易于采用方向性很

10、強(qiáng)的定向天線。 因?yàn)檎{(diào)頻接收機(jī)中，輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)因?yàn)檎{(diào)頻接收機(jī)中，輸出信噪比與調(diào)制指數(shù)mfmf有關(guān)。有關(guān)。mfmf加大，輸出信噪比也增大。加大，輸出信噪比也增大。 mf=fmax/Fmax mf1時(shí)時(shí),寬帶調(diào)頻寬帶調(diào)頻. B=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax) mf1時(shí)時(shí),窄帶調(diào)頻窄帶調(diào)頻.B=2FmaxuUu4 4由于由于VHFVHF調(diào)頻接收機(jī)存在門限效應(yīng)接收機(jī)中必須引入靜噪電路調(diào)頻接收機(jī)存在門限效應(yīng)接收機(jī)中必須引入靜噪電路5 5信號(hào)占用的頻帶寬信號(hào)占用的頻帶寬 Bfm=2(mf+1)Fmax=2(fmax+Fmax)Bam 門限效應(yīng)：門限效應(yīng)： 是指當(dāng)輸入信噪比是指當(dāng)輸

11、入信噪比S Si i/N/Ni i低于門限時(shí)，其輸?shù)陀陂T限時(shí)，其輸出信噪比出信噪比S So o/N/No o明顯下降，使揚(yáng)聲器中出現(xiàn)明顯下降，使揚(yáng)聲器中出現(xiàn)S/NS/N惡化的現(xiàn)象。為保持工作環(huán)境的安寧，惡化的現(xiàn)象。為保持工作環(huán)境的安寧，當(dāng)當(dāng)S Si i/N/Ni i低于門限時(shí)，應(yīng)切斷揚(yáng)聲器的輸出；低于門限時(shí)，應(yīng)切斷揚(yáng)聲器的輸出；而當(dāng)而當(dāng)S Si i/N/Ni i高于門限時(shí)，再恢復(fù)揚(yáng)聲器的輸高于門限時(shí)，再恢復(fù)揚(yáng)聲器的輸出。這就是靜噪電路的作用，該電路放在出。這就是靜噪電路的作用，該電路放在解調(diào)之后。解調(diào)之后。 這是調(diào)頻制的缺陷所在，采用調(diào)頻傳輸雖然提高了這是調(diào)頻制的缺陷所在，采用調(diào)頻傳輸雖然提高

12、了通信質(zhì)量，但卻降低了頻率資源的利用率。通信質(zhì)量，但卻降低了頻率資源的利用率。4.1.3 VHF4.1.3 VHF通信工作種類和方式通信工作種類和方式1 1工作種類工作種類1 1）2 2） CCIRCCIR建議：建議：調(diào)頻（調(diào)相）單路無(wú)線電話，用調(diào)頻（調(diào)相）單路無(wú)線電話，用F3EF3E（G3EG3E）表示。）表示。 利用副載波調(diào)制的單路調(diào)頻（調(diào)相）自動(dòng)接收?qǐng)?bào)，用利用副載波調(diào)制的單路調(diào)頻（調(diào)相）自動(dòng)接收?qǐng)?bào)，用F2BF2B（G2BG2B）表示。）表示。在在VHFVHF波段進(jìn)行波段進(jìn)行DSCDSC或或NBDPNBDP通信時(shí)，要求終端設(shè)備輸通信時(shí)，要求終端設(shè)備輸出和輸入的信號(hào)，應(yīng)是以出和輸入的信號(hào)，應(yīng)

13、是以1700Hz1700Hz為副載波、頻移為為副載波、頻移為400Hz400Hz、調(diào)制速率為、調(diào)制速率為12001200波特波特的移頻鍵控信號(hào)。的移頻鍵控信號(hào)。 碼元寬度碼元寬度=1000/1200=0.833s=1000/1200=0.833s2 2工作方式工作方式 有有 、 和和 三種。三種。1 1）單工方式）單工方式單工單工雙工雙工半雙工半雙工 按按CCIR建議，水上建議，水上VHF通信中船舶間的通信只能使通信中船舶間的通信只能使用同頻單工方式。用同頻單工方式。船用設(shè)備的單工操作由話筒上的船用設(shè)備的單工操作由話筒上的PTTPTT開關(guān)控制。發(fā)開關(guān)控制。發(fā)則不收，收則不發(fā)。則不收，收則不發(fā)。

14、2）雙工方式）雙工方式通信時(shí)雙方必須分別使用兩個(gè)不同頻率同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收。通信時(shí)雙方必須分別使用兩個(gè)不同頻率同時(shí)進(jìn)行發(fā)射和接收。3 3）半雙工方式）半雙工方式 按規(guī)定，在水上按規(guī)定，在水上VHFVHF通信中船臺(tái)與岸臺(tái)間并通過(guò)岸臺(tái)轉(zhuǎn)接通信中船臺(tái)與岸臺(tái)間并通過(guò)岸臺(tái)轉(zhuǎn)接到公眾通信網(wǎng)用戶的通信，只能使用雙工方式。到公眾通信網(wǎng)用戶的通信，只能使用雙工方式。為節(jié)能和減少不必要的電磁輻射，通信中船臺(tái)仍然采用為節(jié)能和減少不必要的電磁輻射，通信中船臺(tái)仍然采用受控發(fā)射，但卻一直處于接收狀態(tài)。因此，此種方式也受控發(fā)射，但卻一直處于接收狀態(tài)。因此，此種方式也被稱為半雙工或準(zhǔn)雙工工作方式。被稱為半雙工或準(zhǔn)雙工工作方式

15、。 船岸間為港口工作或船舶動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)進(jìn)行的通信，可以使船岸間為港口工作或船舶動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)進(jìn)行的通信，可以使用同頻單工方式，也可使用異頻準(zhǔn)雙工方式。用同頻單工方式，也可使用異頻準(zhǔn)雙工方式。岸臺(tái)采用船臺(tái)設(shè)備時(shí)，則只能使用同頻單工方式與船臺(tái)通岸臺(tái)采用船臺(tái)設(shè)備時(shí)，則只能使用同頻單工方式與船臺(tái)通信。信。實(shí)例： 船舶在天津港停泊，通過(guò)VHF 電話，經(jīng)過(guò)天津海岸電臺(tái)轉(zhuǎn)接，與陸地電話用戶通信。4.1.4 VHF4.1.4 VHF頻道的劃分和使用頻道的劃分和使用CCIRCCIR指配的船岸頻率：指配的船岸頻率：水上水上VHFVHF頻率頻率156-174MHz156-174MHz 船臺(tái)發(fā)射頻段：船臺(tái)發(fā)射頻段：岸臺(tái)發(fā)射頻段

16、：岸臺(tái)發(fā)射頻段：收發(fā)頻率間隔：收發(fā)頻率間隔：頻道劃分：頻道劃分：CH16CH16：156.025156.025157.425MHz157.425MHz156.050156.050162.025MHz162.025MHz4.64.6MHzMHz，相鄰信道間隔為，相鄰信道間隔為25kHz25kHz。共劃分出共劃分出5757個(gè)頻道，頻道號(hào)為個(gè)頻道，頻道號(hào)為1 12828和和60608888，其中單工頻道，其中單工頻道2020個(gè)，雙工頻道個(gè)，雙工頻道3535個(gè)，保個(gè)，保護(hù)頻道護(hù)頻道2 2個(gè)。個(gè)。8888以上為私人頻道。如美國(guó)各以上為私人頻道。如美國(guó)各港口設(shè)置的港口設(shè)置的USAUSA信道等。信道等。（1

17、56.8MHz156.8MHz）指定為）指定為VHFVHF無(wú)線電話國(guó)際遇險(xiǎn)無(wú)線電話國(guó)際遇險(xiǎn)與安全與安全通信頻道；通信頻道；CH70CH70：保護(hù)頻道：保護(hù)頻道：CH06CH06：CH13CH13：CH87CH87和和CH88CH88：（156.525MHz156.525MHz）指定為）指定為VHF DSCVHF DSC國(guó)際遇險(xiǎn)與安國(guó)際遇險(xiǎn)與安全呼叫頻道；全呼叫頻道；CH75CH75和和CH76CH76為為CH16CH16的保護(hù)頻道；的保護(hù)頻道；156.800156.8000.0250.025用于用于國(guó)際航行船舶間國(guó)際航行船舶間導(dǎo)航和避讓操作；導(dǎo)航和避讓操作；兩個(gè)單工頻道用于提供海上作業(yè)船舶的自動(dòng)識(shí)兩個(gè)單工頻道用于提供海上作業(yè)船舶的自動(dòng)識(shí)別和監(jiān)視系統(tǒng)（別和監(jiān)視系統(tǒng)（AISAIS）的工作頻道。）的工作頻