集美大学GMDSS教案：Inmarsat船站终端技术

集美大学GMDSS教案：Inmarsat船站终端技术第一页，共25页。1、船站组成框图

一、Inmarsat船站组成及其外设第二页，共25页。2、B家族系统的演进数字化改善质量简化型多媒体海用型93年82年93年97年2000年2002年遇险报警遇险通信遇险报警常规通信遇险报警遇险通信ABMMini-MM4F（陆用/飞机用）一、Inmarsat船站组成及其外设第三页，共25页。3、船站的外围设备电话电话蜂鸣器遇险报警盒信用卡电话遇险信息产生器①B船站外围设备第四页，共25页。B家族船站M4站M站Inmarsat-B第五页，共25页。Mini-M移动站便携型船载型车载型经济型第六页，共25页。第七页，共25页。F77F553、船站的外围设备②F系列船站第八页，共25页。②F系列船站第九页，共25页。③C船站外围设备蜂鸣器遇险报警盒GPS3、船站的外围设备第十页，共25页。第十一页，共25页。1、脉冲编码调制(PCM)基本原理

二、语音压缩编码作用：模/数变换过程：抽样量化编码模拟信号数字信号2、Inmarsat船站中的语音压缩编码自适应预测编码（APC）：高级多带激励编码（AMBE）：先对抽样值预测，再对当前抽样值与预测值之差编码，同时量化电平随模拟信号强弱变化分析语音→建立模型→获得参数→参数量化→编码清晰度高、可懂度高、压缩比大PulseCodeModulationAdaptivePredictiveCoding第十二页，共25页。第十三页，共25页。1、差错控制编码

三、差错控制措施发端→在信息码元中按规则加入监督码元，收端→根据规则利用监督码元检错并纠错。2、Inmarsat船站中的差错控制编码3、扰码和交织技术卷积编码：Turbo编码：编码器输出是输入信息序列与系统响应的卷积。如，（1/2，7）卷积码约束长度编码率一种级联编码具有很强的抗衰落能力，但译码时延长扰码：交织：对信息码元随机化处理限制连“0”（或“1”）码长度。保证时钟信号的提取和调频波能量扩散信息码元排成阵列按某种特定次序传送。抗随机干扰抗突发干扰第十四页，共25页。找出每一帧开头（或结尾）的过程。1、BPSK及OQPSK调制

四、数字信号的调制及传输2、载波同步、位同步及帧同步Binary

Phase-ShiftKeying

二相相移键控BPSK：载波相位随二进制数字基带信号变化Offset—QuadraturePhase-ShiftKeying参差正交相移键控OQPSK：用载波相互正交的四种不同相位表示数字信息，每个相位用二个比特表示。调制信号带宽↓，信道利用率↑，抗干扰能力↓载波同步：位同步：帧同步：获取与调制载波同频同相载波的过程提取码元同步信号的过程第十五页，共25页。五、天线控制系统1.天线控制系统的作用及补偿方法Y轴X轴AZ轴(00--2700)EL轴(50--900)航首平台作用：补偿天线指向误差方法：设计一个控制平台水平平面（X轴、Y轴）垂直平面（AZ轴、EL轴）AZ、EL轴补偿船舶航向和位置的变化2.补偿机理船舶纵、横摇摆时，由传感器送出误差信号控制X轴、Y轴，由陀螺仪控制保持平台处于水平。用自动跟踪控制电路补偿第十六页，共25页。3、Az轴控制天线的自动回绕N正北航首方向天线方向天线方向2500θAZθaθhθa=θAZθhθa五、天线控制系统卫星方位角、天线方位角、航向角的相互关系当

θAZ=θh+θa时天线对准卫星通常规定天线相对航首方向旋转极限角度为±2500

超过该范围自动回绕3600第十七页，共25页。4、天线自动跟踪控制天线跟踪方法A

●

B

●

C

●

D

●

E

●

F●

天线角度对准卫星接收电平机械跟踪：用机械方法驱动天线使波束指向卫星电子跟踪：通过电子控制改变天线波束方向跟踪卫星（系统包括稳定平台，常采用步进跟踪控制）步进跟踪法工作原理设：初始电平为A，天线由A→BB>A电平，步进方向不变→CC>B电平，→步进到DD电平<C电平，→反方向步进最后稳定在B、C、D三点以接收NCSTDM信号电平最大为原则，驱动天线五、天线控制系统第十八页，共25页。机械跟踪天线——常用抛物面天线要有伺服驱动系统第十九页，共25页。电子跟踪天线——常用相控阵天线通过改变移相器的相移值，控制天线波束方向来跟踪卫星第二十页，共25页。思考题Inmarsat终端设备采用卷积编码的作用？扰码技术的作用？交织技术的作用？B/F船站采用什么天线？C船站采用什么天线？天线可互换吗？为什么？什么叫载波同步？位同步？帧同步？第二十一页，共25页。A/B站有话音通信，C站没有话音通信，话音通信对信道频带要求高。A/B站是实时通信，而C站是存储转发通信，实时通信对信号质量要求高。C站采用了多种抗干扰措施（卷积码、交织码、扰码），降低了对信号质量的要求。天线不能互换。螺旋天线频带、信号质量要求均低于抛物面天线第二十二页，共25页。高集成度:天线主机GPS接收机全向性天线:低重量:1.1Kg耗电极低:发射=23Watt接收=1.8Watt先进的软件特点分为陆用型和海用型（能接收EGC和不能接收EGC）Inmarsa