（信号与信息处理专业论文）dsc技术建议itu—r+m493—11的研究与仿真.pdf

中文摘要 摘要 数字选择性呼n ( d i g i t a ls e l e c t i v ec a l l i n g ，d s c ) 系统是国际无线电咨询委员会 建议的用于海上移动业务的系统。d s c 终端是海上m f h f v h f 通信设备中的一 种，在全球海上遇险与安全系统( g m d s s ) 中，船舶一旦遇险，可通过该终端在 地面频率通信系统中进行遇险报警。同时d s c 终端还具有选择性呼叫功能。 关于d g c 技术在海上移动业务中的应用，i t u 给出相应的两个建议：i t u - r m 4 9 3 - 1 l 建议( 技术特性) 和i t u r m 5 4 1 9 建议( 操作特性) 。本文首先对i t u r m 4 9 3 1 1 建议进行研究，分析了建议中对d s c 呼叫序列的格式要求，对不同呼叫 类型的呼叫序列进行了分析和比较。其次，分析d s c 呼叫序列的编码方式的抗干 扰能力，分析d s c 呼叫的检错纠错方法在减少误码率上的应用。 本文在上述理论分析的基础上，基于w i n d o w s 中v c + + 开发环境，设计模拟 d s c 终端，实现电文编写、呼叫序列数据格式转化、呼叫序列的发送和接收、接 收电文的分析与显示等功能；设计了二种仿真试验，采用k p c i 8 4 0 开关量输入输 出卡辅助连接，实现：第一，模拟d s c 终端与实际d s c 终端之间的连接。这里由 实际d s c 终端发送数据，模拟d s c 终端接收数据，进行呼叫序列格式和内容的分 析；第二，不同计算机之间的连接。在两个不同模拟d s c 终端之间进行数据的发 送及接收，实现转呼、确认等呼叫功能。 关键词：数字选择性呼叫；i t u - r - 4 9 3 - 1 1 建议；遇险报警 英文摘要 s t u d ya n ds i m u l a t i o no f t h ed s c r e c o m m e n d a t i o ni t u - rm 。4 9 3 - 11 a b s t r a c t d i g i t a l s e l e c t i v ec a l l i n g s c ) s y s t e mi sas y s t e mr e c o m m e n d e db yt h e i n t e r n a t i o n a lr a d i oc o n s u l t a t i v ec o m m i t t e ef o ru s ei nt h em a r i t i m em o b i l es e r v i c e d s ct e r m i n a li so n eo fm a r l t i m em f h fi - i fc o m m u n i c a t i o nd e v i c e s i ng l o b a l m a r i t i m ed i s t r e s sa n ds a f e t ys y s t e m ( g m d s s ) ，o n c eas h i pe n c o u n t e r sd i s t r e s s ，i tc a n c o n d u c td i s t r e s sa l e r ti ng - r o u n df r e q u e n c yc o m m u n i c a t i o nt h r o u g ht h ed s ct e r m i n a l t h ed s ct e r m i n a la l s oh a sd i g i t a ls e l e c t i v ec a l l i n gf u n c t i o n a st ot h ea p p l i c a t i o no fd s ct e c h n o l o g yi nm a r i t i m em o b i l es e r v i c e s i t ug a v e t w oc o r r e s p o n d i n gr e c o m m e n d a t i o n s ：u rm 4 9 3 11 ( t e c h n i q u ec h a r a c t e r i s t i c la n d i t u - rm 5 4 1 9 ( o p e r a t i o nc h a r a c t e r i s t i c s ) t h eo b j e c t i v eo ft h i st h e s i si st os t u d yt h e i t u rm 4 9 3 - 1lr e c o m m e n d a t i o n , a n a l y z e sd s ct e c h n i c a lf o r m a to fc a l ls e q u e n c e s a n a l y z e sa n dc o m p a r e sc a l ls e q u e n c e so fd i f f e r e n tc a l l i n gt y p e s f u r t h e r m o r e ，t h e a n t i - i n t e r f e r e n c ea b i l i t yo f c o d i n gm e t h o do f t h ed s cc a l ls e q u e n c ea n dt h ea p p l i c a t i o n o fe r r o r - d e t e c t i n ga n de r r o r - c o r r e c t i n gm e t h o di nr e d u c i n gb i te r r o rr a t ea r ea l s o a n a l y z e d b a s e do na b o v et h e o r e t i c a la n a l y s i s u s i n gt h ev c 抖d e v e l o pe n v i r o n m e n ti n w i n d o w s ，t h i st h e s i sd e s i g n e dt h ed s ct e r m i n a lw h i c hi m p l e m e n t sm e s s a g ew r i t i n g ， c a l l s e q u e n c ed a t af o r m a tc o n v e r t i n g , s e n d i n ga n dr e c e i v i n go fc a l ls e q u e n c e ，t h e a n a l y s i sa n dd i s p l a yo fr e c e i v e dm e s s a g e a n do t h e rf u n c t i o n s t w os i m u l a t i n gt e s t sa r e a l s oc o n d u c t e d ，u s i n gk p c i 8 4 0i oc a r d t h ef i r s tt e s ti sm a d eb e t w e e nc o m p u t e r - b a s e d s i m u l a t i n gd s c t e r m i n a la n dr e a ld s ct e r m i n a l t h ea c t u a ld s ct e r m i n a ls e n d sd a t a , w h i l et h es i m u l a t i n gd s ct e r m i n a lr e c e i v e sd a t aa n dc o n d u c t st h ea n a l y s i so fc a l l s e q u e n c ef o r m a ta n dc o n t e n t t h es e c o n dt e s ti sm a d eb e t w e e nt w os i m u l a t i n gd s c t e r m i n a l s e a c hs i m u l a t i n gd s ct e r m i n a lc a nb o t l ls e n dd a t at oa n dr e c e i v ed a t af r o m t h eo t h e rt e r m i n a la n dc a ni m p l e m e n tc a l lr e l a y , a c k n o w l e d g e m e n ta n do t h e rc a l l i n g f u n c t i o n s k e yw o r d s ：d s c ；r e e it u _ ru 。4 9 3 11 ；d i s t r e s sa l e r t 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成硕士学位论文：旦墨拄盔建这l 丑：b 丛：2 3 ：! ! 曲丑宜皇笾真：。除 论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已 经公开发表或未公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：年 月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连海事大学研究生学位论文提交、 版权使用管理办法”，同意大连海事大学保留并向国家有关部门或机构送交学位 论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于：保密口 不保密口( 请在以上方框内打“”) 论文作者签名：导师签名： 日期：年月 牛 动 -_l 前日 d s c 技术建议i t i j - r 乩4 9 3 的研究与仿真 第1 章绪论 1 1 背景意义 尽管电子、通信以及计算机等现代科学技术的快速发展为船舶提供了多种先进的导 航、避碰设备，海上交通事故仍然时有发生，对船员的生命构成严重威胁。为了对海上 交通事故及遇险者实施快速有效的救助，国际海事组织经过多年的努力，提出并实施了 全球海上遇险与安全系统( g m d s s ) 。数字选择性呼叫系统( d i g i t a ls e l e c t i v e - c a l l i n g s y s t e m , d s c ) 是国际无线电咨询委员会建议的用于海上移动业务的系统。d s c 终端是海 上m f h f v h f 通信设备中的种，在全球海上遇险与安全系统中，船舶一旦遇险，可 通过该终端在地面频率通信系统中进行遇险报警。同时d s c 终端又有选择性呼叫功能。 也就是说，d s c 具有遇险报警、遇险确认和遇险转播的功能；同时在常规通信中，它还 可以选择性呼叫，值班守听和船舶查询的功能。它的引入将改变海上船岸、船舶间的通 信程序，使之进入崭新阶段。 d s c 终端可以实现船台和岸台之间以及船舶之间的通信，中国有大量的中小船只设 备比较落后，大多采用的模拟通信。而现在通信的发展迅速，大都采用数字通信方式， 因此在对这些模拟设备进行通信时，就需要对其功能进行扩充，即要求先把其中的数字 通信转化为模拟通信。这就需要d s c 设备中包含调制器和解调器，合起来称为调解器， 其作用是实现数字基带信号与音频( 1 7 0 0 h z ) f s k 信号间的变换。 早在1 9 6 0 年前后，很多国家就开始发展选择性呼叫终端的研究工作。当时的出发 点是提高船岸之间的通信效率，促进海上移动业务通信量的处理，及时地建立船岸之间 的无线电联系。 5 0 年代末，c c i r ( 国际无线电咨询委员会) 提出“用于海上移动业务中的选择性呼 叫系统”2 5 7 建议，其选择性呼叫方案是顺序单频编码( s s f c ) 选择性呼叫系统，以不同 的音频频率对应各个数字，各个船舶电台和海岸电台以不同的数字进行标示( 识别码) 。 这种方案实质上是一种模拟调制通信系统。由于技术的发展，顺序单频编码选择性呼叫 系统被数字选择性呼叫系统所取代，这就是c c i r 4 9 3 建议。 第1 章绪论 4 9 3 - - 1 建议主要是c c i r 第8 ，3 临时专题工作组基于1 9 7 1 1 9 7 8 年研究期间进行的 工作产生的。实际上，早在1 9 6 6 1 9 6 9 年，已经着手研究符合海上移动业务使用要求的 数字选择性呼叫系统。系统的选择是以美国、前苏联、日本和荷兰各主管部门的理论研 究和进行的现场试验为基础的。 在c c i r 第8 研究组的末期会议a = ( 1 9 8 1 年) ，进一步修改了4 9 3 1 建议，成为4 9 3 2 建议。在1 9 8 4 年，为改善d s c 的性能，特别是有关译码差错的性能，对4 9 3 - 2 建议进 行修改。在1 9 8 5 年，进一步修改4 9 3 2 建议，对定相序列检验和规定三类d s c 设备也 包含进去成为4 9 3 3 建议。c c i r 第8 研究组关于d s c 技术特性的4 3 9 3 建议成为后来 提供d s c 系统的依据。1 9 9 0 修改为4 9 3 4 建议”1 ，在1 9 9 2 、1 9 9 4 、1 9 9 5 、1 9 9 7 、2 0 0 0 和2 0 0 4 年，不断对4 9 3 建议进行更新和补充。1 9 9 3 年，国际电信联盟( i t u ) 在机构 上进行改革，无线电通信部门( r s ，即i t u - r ) 取代c c i r ，最新的关于d s c 技术特性 的建议是i t u r m 4 9 3 1 l 建议“1 。 在提出d s c 技术特性的同时，c c i r 第8 ，3 临时专题工作组也提出了5 4 1 建议，也 就是d s c 系统的操作程序。经过不断完善，最新的关于d s c 操作程序的是删- r m 5 4 1 9 建议“1 。 可以预料，随着航运事业的发展，以海上m f h f v h f 通信方式进行数据交换这种 简便形式会有更多的需求量，同时，由于d s c 已成为一种船舶装备的必备设备，很容 易在已有的d s c 设备上进行开发，以求得更多的功能扩展，因此，海上d s c 系统将有 更广泛的用途。 1 2g m d s s 系统简介 1 2 1g m d s s 的功能 从总体上说，g m d s s 是一个服从于 1 9 7 9 年海上国际搜寻与救助公约的全球性 通信网络，这个通信网络的目的是最大限度的保障海上生命与财产的安全。要求整个系 统能够做到，对于海上遇险事件的发生，岸上的搜救机构( s a r ) 和遇险船舶附近的其 它船舶能够立即收到遇险船舶的报警，以最短时间延迟进行协调救助。系统还提供广泛 的必要的预防措施，例如定时发布有助于海上航行安全的信息，包括航行警报，气象预 2 d s c 技术建议i i i j - r 比4 9 3 的研究与仿真 报和其它海上紧急信息。另外，船舶可利用满足g m d s s 要求的通信设备，在各自的航 海区域内，可靠地完成正常的业务通信。这些通信从根本上来说，对于本船舶和同一海 域的其它船舶的航行安全是非常重要的。也就是，g m d s s 能满足遇险船舶的可靠报警； 对遇险船舶可进行识别、定位；满足救助单位之间的协调通信，救助现场的通信；提供 可靠的及时的预防措施及满足船舶日常通信等各项要求”。 g m d s s 所具有的各项功能是从航行安全观点出发的，其中遇险报警功能是最基本 的。g m d s s 系统中的设备要求具有高可靠性和高效率，并应尽量使用自动操作方式， 避免人工干预。 1 2 2g m d s 8 系统构成 全球海上遇险与安全系统( o m d s s ) 是国际海事组织( i m o ) 利用现代化的通信技术改 善海上遇险与安全通信，建立新的海上搜救通信程序，并用来进一步完善现行常规海上 通信的一套庞大的综合的全球性的通信搜救网络。该系统主要由卫星通信系统 姗d a r s a t ( 海事卫星通信系统) 和c o s p a s s a r s a t ( 极轨道卫星搜救系统) 、地面 无线电通信系统( 即海岸电台) 以及海上安全信息播发系统三大部分构成”1 。 1 2 3g m d s s 系统在中国的发展 文献 7 1 0 】中提到，我国主管部门早在上世纪7 0 年代末期就开始注意g m d s s 系统 的重要发展动向，并向有关单位传达了海上遇险与安全通信方面的主要构想，1 9 8 6 年我 国交通部向下属各有关单位进行了部署。我国从1 9 8 7 年开始在北京建造i n m a r s a t 卫星通信地面站( 岸站) ，同时在我国沿海部署建立海上安全信息播发( n a v t e x ) 系统覆 盖区，并加速对岸台( 站) 的通信设施进行技术更新，扩大电路数，增宽覆盖区域，以适 应g m d s s 的需要。1 9 9 2 年我国主管部门开始我国的全球海上遇险与安全系统规划。 我国g m d s s 系统的发展和建设经历了十多年的时间，在g m d s s 系统建成实施后， 岸上的遇险与安全通信设施收到船舶遇险报警后，通过畅通的陆上搜救协调通信网，将 在两分钟之内把报警信息传到当地的搜救中心或分中心，同时传给中国海上搜救中心， 以便搜救机构在接到报警信息后尽快( 3 0 分钟左右) 派出救助飞机和船舶或采取其他措施 3 第1 章绪论 进行救援，使得我国的海上搜救效率提高到9 0 以上，从而，可以更好地为我国的改革 开放事业和经济建设服务。 g m d s s 系统不单单是涉及遇险与安全通信，由于它的强制性，将从根本上改变海 上通信现状。随着现代航运事业发展的需要，尤其是卫星技术在海上通信中所发挥的卓 越作用，使得在海上遇险与常规通信中，将要使用时效高很多的通信手段。 1 3d s c 简介 1 3 1 数字选择性呼叫系统简介 数字选择性呼叫系统是国际无线电咨询委员会建议的用于海上移动业务的系统。该 系统是用于海上移动业务的数字选择性呼叫系统，系统中岸到船、船到船和船到岸的选 择性呼叫能迅速处理海上移动业务通信；同时在海上遇险与安全系统中使用数字选择性 呼叫用于遇险和安全呼叫；系统还可以实现一般用途的选择性呼叫。 关于d s c 技术在海上移动业务中的应用，i t u 给出相应的两个建议： i t u 垠 m 4 9 3 11 建议和i t u - rm 5 4 1 9 建议，分别规定了用于海上移动业务中使用的数字选择 性呼叫系统的技术特性和操作程序。 数字选择性呼叫终端是海上m f h f n h f 通信设备的一种终端，是g m d s s 中必需 配备的一种通信设备。在海上通信中，它具有完善的遇险报警功能，同时它也作为船岸 之间建立无线电通信系统的一种通信终端来使用。具体来说，它具有报警、遇险确认和 遇险转播的功能，同时也具有选择性呼叫、值班守听和船舶查询功能。在全球海上遇险 与安全系统中，船舶一旦遇险，既可以通过卫星系统进行遇险报警，也可以通过地面频 率通信系统( m f h f v h f ) 进行遇险报警。在地面频率通信系统中使用m f h f n h f 设备 进行报警的终端设备是数字选择性呼叫终端。数字选择性呼叫终端及其相应频段的收发 设备可靠的工作，将完全取代现有的5 0 0 k h z 和2 1 2 8 k h z 频率上海上遇险报警系统。 在g m d s s 系统中，使用地面频率进行日常通信，在使用d s c 设备建立通信链路 时，采用选择性呼叫工作方式，d s c 设备在海上通信中起建立通信链路的作用“”。 d s c 不仅作为遇险报警和选择性呼叫终端使用，由于海上航运事业的发展，各种业 务经常要进行以某一具体对象进行数据或信息交换。因此，c c i r 第8 研究组对d s c 的 4 d s c 技术建议i t u - rl l4 9 3 的研究与仿真 呼叫序列进行了扩充，使d s c 终端发出的序列可附加更多的信息，满足通信双方数据 交换的需要。 在d s c 系统中，呼叫信息采用七单元二进制编码( 7u n i tb i n a r yc o d e ) 并扩展为1 2 8 个字符。在发送呼叫信息过程中。采用十单元检错码( 1 0u n i te 1 t 0 1 d e t e c t i n gc o d e ) 对这 些字符进行编码，将每个字符分时发送两次，即采用时分( t i m e s p r e a d ) 或多路发送。 并且在呼叫末尾加有电文差错校验符。采用这些方法就是为了能够对信息发送过程中产 生的错误信息进行纠错。纠错对克服在无线电线路上产生的信号衰弱和干扰问题是极为 重要的信号的衰弱和干扰能使发射的数字编码产生变形而导致接收错误的信息。 理论和实践已经证明，d s c 数据传送是相应频段上误码率较少的一种数据传送方 式。在信道的利用率上，尽管d s c 采用了双重时间分集传送，但是从整体上来说，信 道利用率也属于较高的一种。 1 3 2d s c 终端的功能嘲 d s c 是用来实现遇险报警和选择性呼叫的一个数字终端。它与m f h f v h f 通信设 备相连可完成下列功能。 ( 1 ) 遇险呼叫，包括遇险报警、遇险确认和遇险转播。所谓遇险报警是指处于遇险 状态下的船舶发出的呼叫，其报警对象是装有d s c 终端的所有岸台和船台：遇险确认 是指任一岸台或船台收到遇险报警后给予的确认，表明本台已收到遇险报警并已转至有 关r c c ( 救助协调中心) ；遇险转播是指船台收到遇险报警5 m i n 后，岸台没有在同一 频率上予以确认的，则该船台可将遇险呼叫转发至任一合适岸台，或收到遇险报警的 r c c 和岸台( 或受委托) 必要时可将该遇险呼叫转发给遇险现场附近的船舶，以提前去 营救或监护。 ( 2 ) 全呼，即被呼叫对象是所有装备d s c 终端的岸台和船台。 ( 3 ) 海呼，即被呼叫对象是某海域中的所有装备d s c 终端的船台。 ( 4 ) 组呼，即被呼叫对象是具有相同利益或同一属性的船舶。 ( 5 ) 选呼，即被呼叫对象是某一特定的船台或岸台，又称单呼。 ( 6 ) 海上业务呼叫，指用v h f 电话通过岸台，拨呼陆地公众网电话所发出的申请呼 叫。 第1 章绪论 若按呼叫的类别分，d s c 能完成下列几类呼叫： ( 1 ) 遇险呼叫，包括遇险报警、遇险确认、遇险转播。 ( 2 ) 紧急呼叫，指发现有人落水，需提供紧急医疗救助，船损但还没有直接的危 险及搜救协调是所发出的呼叫。 ( 3 ) 安全呼叫，指岸台发布台风警报、航行警告、紧急气象信息之前的呼叫。 ( 4 ) 船舶业务呼叫，指船舶调度通信、船位查询等之前的呼叫。 ( 5 ) 常规呼叫。 1 3 3d s c 终端的一般组成“” d s c 终端的一般组成见图所示。 一 图1 1d s c 设备的一般组成图 f i g 1 ic o n f i g u r a t i o no f d s cd e v i c e 单片机与键盘、显示器一起构成了一个专用处理机。对d s c 的所有功能进行处理 和控制。 d s c 终端要求接g p s 接收机，目的是将g p s 得到的船位随时送入d s c 的r a m 中， 当船舶遇险或岸台查询船位时自动构成遇险呼叫序列或船位应答序列，然后发出“”。 调制解调器作用是实现数字基带信号与音频( 1 7 0 0 h z ) f s k 信号间的变换。编辑完 的序列经f s k 调制后送往发射机发出。 6 d s c 技术建议i t u - r 札4 9 3 的研究与仿真 值守机的作用是实现国际d s c 遇险频率的连续无人守听，提供d s c 遇险报警接收 的有效性。收发机、值守机与调解器间信号及c p u 对值守机的控制信号均需依r s 2 3 2 c 标准进行电平转换。 作为m f h f 通信设备的终端时，进出通信机的f s k 信号的中心频率为1 7 0 0 h z ， 频偏为8 5 h z ，速率为1 0 0 波特。作为v h f 通信设备的终端时，进出通信机的f s k 信 号的中心频率仍为1 7 0 0 h z ，频偏为+ 4 0 0 h z ，速率为1 2 0 0 波特。 1 4 本人工作 目前船上使用的d s c 设备主要是韩国、日本等外国公司生产的，国内虽然有少数 公司研制或生产d s c 设备，但还没有完全达到实用水平或实现全部d s c 技术要求。受 企业委托，我们对d s c 的技术协议及进行分析和仿真研究，为开发符合国际标准的d s c 终端设备进行预研。 本项研究是信号与图像处理研究所与某企业合作课题“d s c 通信协议研究及仿真” 的研究内容的一部分。 关于d s c 技术在海上移动业务中的应用，删给出相应的两个建议：i t u - r m 4 9 3 一ll 建议和i t u - rm 5 4 1 9 建议，这两个建议分别规定了用于海上移动业务中使用 的数字选择性呼叫系统的技术特性和操作程序。 本课题首先对i t u - rm 4 9 3 1 l 建议进行研究，分析d s c 呼叫序列的编码方式的抗 干扰能力，分析检错纠错方法在减少误码率的应用，提高呼叫成功率。其次，分析协议 内容，理解其呼叫序列格式，对不同呼叫类型的呼叫序列进行分析和比较。最后设计模 拟d s c 终端设备以实现实际d s c 终端的功能，并仿真其实际呼叫过程以及相互通信方 式。在上述理论分析的基础上，基于w i n d o w s 中v g h 开发环境，设计模拟d s c 终端， 实现电文编写、呼叫序列数据格式转化、呼叫序列的发送和接受、接收电文的分析与显 示等功能。借助相应硬件设备并连接，在不同d s c 终端之间实现相互通信，发送转呼、 确认等呼叫序列。设计了二种仿真试验，第一，由实际d s c 终端发送数据，模拟d s c 终端接收数据：第二，在两个不同模拟d s c 终端之间进行数据的相互发送及接收。 7 第2 章数选择性呼叫的序列格式分析 第2 章数字选择性呼叫的序列格式分析 “用于海上移动业务中的选择性呼叫系统”的建议最早是由国际无线电咨询 委员会提出的c c i r 4 9 3 建议，经过不断改迸，现行的建议是i t u - rm 4 9 3 - 1 1 建议。 考虑到选择性呼叫在海上移动业务通信中的应用，针对所有使用海上移动业务的 部门，建议中列出若干应当考虑的操作要求，所有使用d s c 设备的船舶必须遵守 建议内容。r r u rm 4 9 3 11 建议规定了在需要一般用途的数字选择性呼叫系统的 地方，系统的特性设计要求，规定了呼叫序列的技术格式及序列中各部分内容。 因此在设计d s c 呼叫终端时，必需严格遵守建议要求，确保呼叫序列格式的一致 性，才能实现不同类型d s c 终端设备之间的相互通信。因此，本章对d s c 呼叫序 列格式进行分析，为实际d s c 终端的设计提供理论依据。 2 1 呼叫序列的技术格式 呼叫序列的技术格式如图2 1 所示。 i 点阵 定相序格式呼叫地 类别 自识电文内 序列结纠错校 剜 符址剐容束符验符 图2 i 呼叫序列构成图 f i g 2 1c o n s t r u c t i o i lo f c a l ls e q u e n c e 2 1 1 点阵和定相 点阵是由0 、l 交替的数码组成的一段信号，又成o 1 序列。它的作用是作 为呼叫序列的起始标志；作为扫描接收机对d s c 呼叫的确认，当扫描接收机在某 频率上检测出该o 1 交替的序列时，就停止扫描，并在该频率上进行信息接收； 作为整个序列的起始码位同步，有了o l 序列后，将使整个序列更快的形成二重 时间分集接收。这个持续一段时间的点阵，可以用来获得帧同步，并允许船台值 守机可以在几个h f m f 频率上进行扫描。 点阵持续时间对于不同类型的呼叫序列有所不同。 8 d s c 技术建议i t u - r 墟4 9 3 的研究与仿真 在m f h f 频段上，对于遇险呼叫、遇险确认和遇险转播，及所有岸台发往船 台的呼叫均为2 0 0 比特，即持续时间2 s 。 在m f h f 频段上，对于所有呼叫确认( 除遇险确认) 和所有船台发往岸台的 呼叫( 除遇险呼叫和遇险转播) 均为2 0 比特，即持续时间0 2 s 。在特殊情况下， 只有国内频道可用2 0 0 比特。 在v h f 频段上，对于所有呼叫( 包括遇险呼叫) 均为2 0 比特，即持续1 6 妄m s j ( 1 6 0 s ) 。 定相序列向接收台提供信息，以便实现正确的位定相和明确的确定呼叫序列 内各信号的位置。应通过字符识别来获得字节同步，而不是通过识别点阵中的变 化，获得正确的帧同步( 字节同步) ，以减少由于码位不同步造成的同步损失。 定相序列由特殊字符组成，在d x ( 首次发射) 位置和r x ( 重复发射) 位置 ( 关于d x 、r x 的具体含义见3 2 节中的时间分集技术) 上交替发射，其中d x 位置上的功能代码1 2 5 发射6 次。在r x 位置上，依次发射定相序列的功能代码 1 1 1 ，1 1 0 ，1 0 9 ，1 0 8 ，1 0 7 ，1 0 6 ，1 0 5 ，1 0 4 ，共8 个字符。 整个定相序列构成如表2 1 所。 表2 1 定相序列构成 t a b 2 1c o n s t r u c t i o no f p h a s i n gs e q u e n c e 其中a 和b 为定相序列后面的各个字节。 在接收端接收到定向序列后，立即进行帧同步( 字节同步) 。下面的情况中 的任一种均可认为完成定相，即完成帧同步( 字节同步) ： ( 1 ) 正确地接收到相邻的2 个d x 和1 个r x ； ( 2 ) 正确地接收到相邻的1 个d x 和2 个r x ； 9 第2 章数选择性呼叫的序列格式分析 ( 3 ) 正确地接收到相邻的3 个r x 。 实际上，只要在两个d x 和一个r x ，或两个r x 和一个d x 位置上，或者在 合适的三个r x 位置上，正确地收到相应的代码，则定相就可以完成，即完成帧同 步。这三个检测到的定相字节可以是连续的也可以是不连续的，但是它们都必须 要通过3 位的检测码进行检测。如果在定相序列中没有找到正确的格式，这个呼 叫就会被拒绝。 点阵和定相序列信号在呼叫时，自动加入到呼叫序列中。 2 1 2 格式区分符 格式区分符说明本呼叫序列的性质，即说明本呼叫序列是属于下述呼叫序列 中的哪一种： 遇险呼n q 对所有船呼叫群呼对某一单台呼p q l 对某一海域的呼叫，使用自动或 半自动v m 业务的呼叫。 格式符使用的功能代码分别是：“1 1 2 1 1 6 1 1 1 4 1 1 2 0 1 0 2 1 2 3 ”，分别代表不同 的呼叫类型，具体内容如表2 2 所示。 表2 2 格式区分符功能代码 t a b 2 1u s eo f s y m b o lf o rf o r m a ts p e c i f i e r 功能代码 格式区分符表示的意义 英文识别 1 1 2 遇险呼叫 d i s t r e s s 1 1 6 所有船舶呼叫 a l ls h i p s 1 1 4 群呼 s h i p sh a v i n gc o m m o n i n t e r e s t 】2 0 单呼 i n d i v i d u a ls t a t i o n s 1 0 2 海呼 g e o g r a p h i c a la r e a 1 2 3 半自动自动业务 s e m i a u t o m a t i t a u t os e m i t e 虽然格式区分符仅用一个字节表示，但考虑到在“遇险呼叫”和“对所有船 呼叫”的呼叫可靠性，以及考虑避免在接收机解码是产生虚报和漏报，则发射功 能代码两次，即采用两个相同代码表示该字节的意义，也就是格式符占用两个字 节。 t o i ) s c 技术建议1 1 1 j - rl l4 9 3 的研究与仿真 对于其它呼叫，虽然后面栏目中地址和类别可提供附加保护，已占用一个字 节，但按规定格式符也重复一次，即相应发射其功能代码两次，占用两个字节。 例如对遇险呼叫，使用功能代码1 1 2 ，发射时发两次，同样对单台呼叫，使用 功能代码1 2 0 ，发射也是两次。 接收机在解码时，对于格式符是遇险报警和全呼的呼叫，必须两次检测格式 符，并进行对比，两次检测一致时才判明格式符为该类呼叫，以增加识别的可靠 性。对于格式符为其它类型的呼叫，地址字符对防止误报警提供附加保护。因此 认为格式区分符的检测一次就可以。 2 1 3 呼叫地址 呼叫地址是对于呼叫对象的识别。遇险呼叫和全呼的呼叫对象是所有的岸台 和船台，因此没有这一栏。实际上，遇险呼叫和全呼的呼叫地址已在格式符中标 明了。 直接对单个船台、海岸电台或具有共同利益的一组电台的选择性呼叫，其呼 叫地址由对应于电台的海上移动业务的识别码( m m s i 码) 组成“。 m m s i 码由9 位十进制数字组成，由三位海上识别数字和六位其他数字组成。 这三位十进制数字简称m i d ，是m a r i t i m ei d e n t i f i c a t i o nd i g i t s 的字头。一般是每个 国家指配一特定的三位数的m d 。例如：中国为4 1 2 ，4 1 3 ；日本为4 3 1 ；美国为 3 3 6 ：加拿大为3 1 6 ；意大利为2 4 7 ；英国为2 3 2 ；法国为2 2 7 ；波兰为2 1 6 。 指配海上电台识别码有如下规律： 船舶电台为：m i d ) c ( ) d 。( x( 9 位) 海岸电台为：0 0 m i d x x x x( 9 位) 船队群呼为：o m i d ) c j 。o 。( 9 位) 其中x 可为任意的一位十进制数。 这个识别码包含在地址和呼叫序列的自识别部分中，并按5 个字节发射，这5 个字符分别由l ，x 2 ) ( x 3 ，x 4 ) ( x 5 ，x 6 ) ( x 7 ，x 8 ) 和( x 9 ，x l o ) 十位数字组 成，而数字x i o 一般都为0 ，除非设备根据i t u r m 1 0 8 0 要求给定。 在d s c 设备中，格式为：( m ，i ) p ，x 4 ) ( x 5 ，x 6 ) ( x t , x 黟( x 9 , o ) 。 第2 章数选择性呼叫的序列格式分析 在对一个特定海域内的船只进行海呼中，呼叫地址是由墨卡托坐标给出的地 理坐标，由1 0 个十进制数字组成，其构成如图2 2 所示嘲。图2 2 具体给出三个例 子说明了呼叫地址的组成方式，其一般读写的顺序是先纬度后经度。 者 淋，0 二褫缓 iie ，一磁劾蝤一妒” 膨 、- _ _ 、，_ - 一、_ _ _ _ _ ，_ _ _ _ ，、_ _ _ _ 、_ _ _ ，、- _ h r _ _ - _ ， 瓣秘 k 卸舨 图2 2 地理坐标 f i g 2 2g e o g r a p h i cc o o r d i n a t e s 1 2 d s c 技术建议i t u - ri l4 9 3 的研究与仿真 在墨卡托坐标中给定的一个特定区域必须是一个矩形，矩形区域的左上角为 参考点。 第一个十进制数表示参考点在选定的坐标中的象限： 东北象限( n e ) “0 ”。西北象限( n w ) r 1 ”， 东南象限( s e ) 2 ”，西南象限( s w ) - 3 ” 第二个和第三个数字表示参考点纬度的十位和个位的度数，第四位到第六位 表示参考点经度的百位、十位、个位的度数，第七位和第八位表示矩形区域纬度 的十位、个位的度数，第九位和第十位表示矩形区域经度的十位、个位的度数。 2 1 4 类别 类别表示本次呼叫的优先级别，其功能代码在为1 1 2 1 1 0 1 0 8 1 0 0 ，其代码的呼 叫级别如表2 3 所示。 对于遇险呼叫，它的优先级已经在格式符中标明，因此呼叫序列中不包含这 一项。 对于遇险转呼，遇险转呼确认和遇险确认，其类别是遇险，功能代码为1 1 2 ： 对于安全相关呼叫，类别信息如下：紧急( 1 1 0 ) ，安全( 1 0 8 ) 。 对于其他呼叫，类别信息为常规( 1 0 0 ) 。 表2 3 呼叫类别功能代码 t a b 2 3u s eo f s y m b o l sf o rc a t e g o r y 功能代码 呼叫类别 1 1 2 遇险呼叫 1 1 0 紧急 。 1 0 8 安全 1 0 0 常规 第2 章数选择性呼叫的序列格式分析 2 ，1 5 自识别 指配给呼叫台的海上移动业务识别，用海上识别码表示自识别，即用9 位十 进制数字表示。把m m s i 的9 位十进制数字最后一位填0 ，成为一个1 0 位数字， 然后按相邻的两位组成一个字节，共计5 个字节，用相对应的数字编码表示。 2 1 6 电文 对于不同类型的呼叫，电文的组成方式不同。可分为如下几类： ( 1 ) 遇险呼叫，电文内容包括四个部分。 ( 2 ) 遇险转呼、遇险确认，遇险转呼确认呼叫。 ( 3 ) 除了( 2 ) 以外的其它呼叫，包括紧急、安全和常规等类型呼叫。 ( 4 ) 特殊呼叫序列。 呼叫序列中所包含的电文的内容在下一节中具体说明。 2 1 7 序列终止符 序列终止符是d s c 呼叫序列的最后一项，在d x 位置上发送3 次，在r x 位 置上发送一次。它是与代号11 7 、1 2 2 和1 2 7 相对应的3 个特定字符之一，如下： 功能代码1 1 7 i 如果呼叫需要确认( a c k r q ) ，仅用在单个和自动半自动呼 叫中： 功能代码1 2 2 ：如果呼叫序列是一个带有a c k r q 呼叫序列的应答( 或确认， a c k b q ) ，应用在单个和自动，半自动呼叫中，和所有遇险转呼确认中： 功能代码1 2 7 ：用于其他呼叫，表示该序列结束。 序列结束符在呼叫时，根据呼叫类型自动加入到呼叫序列中。 2 1 8 纠错校验符 校验符是发射的最后的字符，用于对整个呼叫序列的垂直校验，以检测经过 十单元错误检测码和时间分集后未能检测出的误码。 检错信号的7 个信息位应等于所有信息符相对应位的模2 加的最小有效位( 即 偶数垂直奇偶校验) 1 6 1o 格式符和序列终止符可以作为信息位使用，定相序列和 1 4 i ) s c 技术建议i t i j - rl l4 9 3 的研究与仿真 r x 字符不能用作信息字节。只有一个格式符和一个序列终止符参与垂直校验。校 验符也应在d x 和r x 位置上发送。 除非纠错校验符被接收并正确译码，否则不应启动自动确认收妥发射。当接 收到的纠错校验符和通过接收到的信息字符计算得到的结果不相符时，如果这个 错误可以通过1 0 单元错误检测码监测到并通过时间分集更正，这个接收到的纠错 校验符可能被忽略。 接收解码器应该尽可能的使用接收到的信号，包括使用校验符。 纠错校验符在呼叫时，根据整个序列的计算结果，自动加入到呼叫序列中。 2 2 呼叫序列中的电文内容 2 2 1 遇险报警的电文 遇险报警的电文由4 部分组成，其呼叫序列的格式如表2 4 所示。 表2 4 遇险报警呼叫序列格式 t a b 2 4c a l ls e q u e n c eo f d i s t r e s s 定相序 格式符 自识别( 5 电文l电文2电文3电文4 序列终 校验符 序列终 点阵 ( 重复2 ( 1 个 ( 5 个字 ( 2 个( 1 个 止符( 1 ( 1 个 止符 列个字节)个字( 重复 次)字节)节)字节)字节)字节) 节) 2 次) o - 1 序 功能代码 功能代码 m m s i 码 1 1 l 至0 1 0 41 1 2 ( 表示 ( 9 位后遇险性 遇险坐 遇险时 后续通 e o s 功 e c ce o s 功 列 加加一位质标间信方式 能代码能代码 及1 2 5遇险) 1 2 71 2 7 0 ) 呼叫序列中除电文部分外，其它部分内容的组织形式分别按照节2 1 中对应各 节的格式要求。对于电文部分，说明如下。 电文1 表示的遇险性质，分为1 2 种情况，其代码如表2 5 所示。 电文2 表示遇险位置信息，它由十个十进制数字组成。从左到右，每相邻两 位组成一个字节，共5 个字节。 第t 位十进制数表示方位，即象限，其代码表示如下： 东北象限( n e ) j o ：西北象限( n w ) “l ”， 东南象限( s e ) 2 ”，西南象限( s w ) 3 ” 1 5 第2 章数选择性呼叫的序列格式分析 第2 5 位数字表示遇险时的纬度的度和纬度分。 表2 5 遇险性质功能代码 t a b 2 5u s eo f s y m b o l sf o rn a t u r eo f d i s t r e s s 功能代码遇险性质 1 0 0 火警或爆炸 1 0 1 浸水 1 0 2 碰撞 1 0 3 搁浅 1 0 4 倾斜 1 0 5 沉没 1 0 6 失控或漂泊 1 0 7 性质不明 1 0 8 弃船 1 0 9 海盗或武装抢劫 1 1 0 有人落水 e p r i b 发射( 应急无线电示 1 1 2 位标) 第6 1 0 位数字表示遇险时的经度的度和经度分。具体组成方式如表2 6 所示。 表2 6 遇险位置组成 t a b 2 6c o n s t r u c t i o no f d i