海上数字广播（NAVDAT）系统技术要求编制说明

海上数字广播(NAVDAT)系统技术要求编制说明 1 3 7 9 1求》，计划号为JT2023-52，由交通运输信息通信及导航标准化技术委员会提2022年10月，东海航海保障中心启动2023年2月，东海航海保障中心开展标准计划项目建议的研究，并向交通运输信息通信及导航标准化委员会提交《关于修订行业标准<海上数字广播2023年3月，东海航海保障中心在交通运输标准化信息系统进行项目“修年航海保障三项计划》，将《行业标准<海上数字广播(NAVDAT)系统技术要求(JT/T1255—2019)>修订草案研究》列入年度项目计划，项目经费15万元。随后，东海航海保障中心与上海埃威信息科技有限公司签订项目合作合同，共），2023年7月～2023年11月，东海航海保障2限公司、交通运输部海事局、江苏海事局正式成立标准起草组，并形成标准草业标准<海上数字广播(NAVDAT)系统技术要求(JT/T1255—2019)>修订草案研究》，组织召开了标准草案专家意见征询会，选择北京、上海等省份的3位专家进行小范围意见征求。专家单位涉及交通通信管理部门、海事系统、科技领全部采纳并修改，形成标准征求意见稿初稿，并提交标委会秘书处。秘书处审核了标准的各项内容，提出了有关修改建议。标准起草组根据意见完善了标准本文件的起草单位为：交通运输部东海航海保障中心、上海埃威信息科技本文件的主要起草人有：俞毅、陈涤非、高迎、张国兴、林赛宇、钱愈、序号姓名单位主要工作1俞毅交通运输部东海航海保障中心主持标准的编制工作，并负责标准第4章内容的编写，牵头标准内容的整体审2陈涤非上海埃威信息科技有限公司组织标准内容大纲的制定，并负责标准第5章内容的编写，牵头技术参数的确定。3高迎交通运输部东海航海保障中心组织标准条款的梳理、修订，并负责标准第6章内容的编写，参与技术参数的确定。4张国兴上海埃威信息科技有限公司负责第1～3章内容的编写，参与标准条款的梳理、修订。5林赛宇交通运输部东海航海保障中心负责国内外技术资料的收集、分析，参与第4章内容标准条款的编写。6钱愈交通运输部东海航海保障中心负责国外资料的翻译，参与第5章内容标准条款的编写。7潘俊杰交通运输部东海航海保障中心参与第5、6章内容标准条款的编写。38刘立群交通运输部海事局参与第4、6章内容标准条款的编写。9江刚江苏海事局参与第6章内容标准条款的编写。本文件按照《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则（GB/T1.1—2020）》的规定编写，紧密结合工作实践，注重标准的全面性、标准起草组在文件编制过程中充分兼顾传统海上安全广播、遇险报警、新标、数据格式等内容进行统筹考虑和设计，注标准起草组基于对国内外有关全球海上遇险安全业务充分调研、了解的基础上，广泛征集交通运输行业海上航行保障相关业务容的良好实施，最大限度满足行业用户在海上安全标准起草组在标准编制过程中，对岸基播发台、船载接收机等设备的具体功能进行研究，从功能、性能等方面进行标准化规范，并结合实践测试验证了图像，实现海图改正信息等航行相关安全信息的快速推送，并实现与船舶信息系统的无缝连接。NAVDAT可增强海事信息4第5研究组（ITU-RSG5）第19次会议通过了中国联合法国提交的动议类提案《关于ITU-RM.2010-1建议案的修订草案》，决议将ITU-RM.2010-1建议案一致，同时更好推动国内NAVDAT产业化应用，对JT/T1255—2019进行修订。并结合国内NAVDAT验证平台应用实际，对行业标准《海上数字广播（NAVDAT）2019年版本文件修订变化修改的技术原因及主委技术指标验证情况章条号标题章条号标题4.4岸基播发台4.4岸基播发台——更改了调制器的规定——更改了调制器数字发射机的规定GNSS接收机和原子参考时钟的规定——更改了监测接收机的规定针对船岸播发试验验证中存在信道深衰落引起的突发错误现象，在对DS信息信道编码后加入交织处理，可以将信道引起的连续的若干比特的错误分散为零星的随机错误，以保证差错状况被基本限定在纠错译码器的纠错能力范围之内，从而得以有效地纠正。在MIS的频谱占用率中，给出具体的信号占用带宽值，分别为：1kHz、3kHz、5kHz或10kHz；在TIS的DS纠错编码中，加入两种模式说明，即：白天为地波传播模式（即模式A夜间为地波+天波传播模式（即模式B）。根据国内外专家意见更改调制器数字发射机、GNSS接收机和原子参考时钟和监测接收机的规定。4.5传输信道4.5传输信道——增加了无线电覆盖范围根据国内外专家意见以及仿真测试验证，针对不同传播时间、不同信道5估计的规定——增加了传输信道模式的规定条件、不同传播介质，增加传播信道模式说明，将中高频NAVDAT氛围4种传播信道模式：模式A、模式B、模式C和模式D，MFNAVDAT分为两种传播信道模式：模式A和模式B。4.6船载接收机4.6船载接收机根据HFNAVDAT和MFNAVDAT的不同应用和兼容设计，采纳国内外专家的意见，增加船载接收机通道数说明，将NAVDAT船载接收机分为三类：A类、B类和C类，分别为单通道接收、双通道接收机和三通道接收机。根据不同的NAVDAT船载接收机类别，增加对应NAVDAT接收天线配置说明以及对应RF前端通道的要求说明。对船载接收机文件多路分配器进行将e）和f）归纳为：根据配置对消息文件进行管理。对接收控制器进行了修订，增加了b）根据广播模式类型，判读消息文件是否是播发给本船的，以进一步处理或丢弃。对显控单元进行了修订，分为显示特殊信息、显示接收参数以及根据消息文件的应用分类显示消息内容。对数据接口进行了修订，增加了能够配置数据端口的参数以及一路符合IMO桥梁警报管理性能标准的警报管理接口。载接收机主要功能的规定——增加了接收机类型的规定载接收机NAVDAT接收天线的规定载接收机GNSS接收机的规定——更改了RF前端的规定OFDM解调器的规定件多路分配器的规定收控制器的规定——更改了CDU的规定据接口的规定5.1广播消息5.1广播消息播消息的规定根据国内外专家意见，增加了NAVDAT消息类型编码格式的规定5.2广播模式5.2广播模式播模式的规定根据国内外专家意见，在广播模式中增加了组播模式；将原来的船载接收机主要功能部分改为信道扫描接收和文件自动修复两部分。5.5信道扫描接收——增加了信道扫描接收的规定根据国内外专家意见，增加了信道扫描接收的规定6性能要求6性能要求——更改了调制参数的规定道带宽的规定——更改了调试方式的规定根据国内外专家意见，在调制参数中增加了模式B的参数说明；分别给出了模式A和模式B在不同带宽（1kHz、3kHz、5kHz和10kHz）下的子载波数和子载波编号；更改了调制方式星座图标引序号说明；在传输数据率中，增加了模式A在1kHz、3kHz、6输数据率的规定——更改了RF信号的频谱占用的规定收频率的规定载接收机灵敏度的规定收动态范围的规定；收选择性规定5kHz带宽下的传输速率值以及模式B在1kHz、3kHz、5kHz和10kHz带宽下的传输速率值；在RF信号的频谱占用要求中，增加了1kHz、3kHz、5kHz带宽的频谱占用要求；更改了A类、B类和C类接收机的接收频率的规定；同时根据仿真和实际测试验证，对64-QAM信号的灵敏度进行了修订，改为-95dBm，接收动态范围改为-95dBm～-15dBm，接收选择性中的信号电平改为-95dBm。数据帧编码格式数据帧编码格式据帧同步头的规定——更改了MIS的规定——更改了TIS的规定——更改了DS的规定——增加了接收扫描可能性的顺序的规定同时根据仿真测试验证，在同步头中增加了模式A在1kHz、3kHz、5kHz带宽下的同步头序列、模式B在1kHz、3kHz、5kHz和10kHz带宽下的同步头序列以及不同的信道带宽两种模式同步OFDM符号的索引号。在MIS结构的频谱占用信息中，增加了1kHz、3kHz的比特编码，修订了DS调制信息的比特编码，同时将MIS的信道编码方式由原来的RS码变为了性能更加优异的极化码，极化码是目前已发现的理论可达香农限的编码方式。在TIS结构中，将DS纠错编码位数5kHz带宽下的数据信道编码方式；将播发台编号修订为32位，并对32位定义给出了补充说明；同时将TIS的信道编码方式由原来的RS码变为了性能更加优异的极化码。参考DRM帧结构设计，将MIS和TIS载波分散在OFDM符号中，在位置说明里给出了对应100个载波（其中在DS编码方式中增加了模式A在1kHz、3kHz、5kHz带宽下的信道编码方式以及模式B在1kHz、3kHz、5kHz和10kHz带宽下的信道编码方式。增加了接收扫描可能性的顺序说明：为确保接收器扫描功能的正常运行，NAVDAT广播之前，在总持续时间3.2秒内，重复发送8次已知数据序列，每次400ms。调制调制——更改了调同时根据仿真测试验证，修订了同步7解调技术解调技术制解调同步的规定帧结构，给出了模式A和模式B的导频信号分布示意图，同时补充说明了模式A在1kHz、3kHz、5kHz带宽下以及模式B在1kHz、3kHz、5kHz和10kHz带宽下的导频序列。消息类型编码——增加了消息类型编码的规定根据国内外专家意见，将消息类型单独列为附录C消息文件编码格式消息文件编码格式据段结构的规定——增加了广播模式的规定根据国内外专家意见，对消息文件编码格式进行了修订，将广播模式为11时的描述单独列为D.2。2023年度，标准起草组基于合作项目再次通过咨询的方式调研收集国内外本文件是基于ITU-RM.2010-2建议案要求，结合国内NAVDAT试验验证平台的业务实现方式、相关功能性能指标情况以及海上船舶的应用需求，对现行时广播航行警告、气象、气象传真图等多种格式的海上安全信息及与安全相关8根据海事统计年鉴，2020年度我国沿海运输船舶水上交通事故数量约137起，直接经济损失约17987万元。国内外的经验证系统将为船舶提供更加优质、高效的航行安全信息，可有效减少船舶交通事故提供标准支撑，取得巨大经济效益。同时，中频接收设备可广泛应用于船端，子海图自动更新、航线的自动标注，为船舶提供及时、准确安全信息，可为船海上安全信息播发系统是海上安全信息播发的主要手段，是GMDSS全球航行警告业务的重要组成部分，对保障船舶航行安全至关重要。随着GMDSS现代化进程的不断推进和e-航海建设的快速展开，对海上安全信息播发的内容、速可将提高电子海图更新的及时性，播发可视化水文、气象和航行警告信息，提高人机交换水平，向航海者提供清晰的信息，实现简捷而有效的岸船之间的通9握。进口设备出于知识产权保护及其他各种原因可进行木马、后门代码程序隐秘布置。一旦出现战争等紧急情况，可能导致海上通信系统大面积网络瘫痪，甚至可能远程伪造执行代码，使船舶交通混乱，或以船舶为目标对沿岸设施进NAVDAT系统可将各类海上安全信息、搜救相关信息等可视化发布在船舶电子海实现了简捷而有效的船岸之间的通信，同时，其可实现船端电子海图的自动更新等功能，也提高了船舶对环境状况的实时知晓能力，为智能航运的发展提供基础条件。本文件发布实施后，完善了相关的标准，可有效保障核心装备的研JT/T1255-20XX章节号ITU-RM.2010-2一致性说明4系统组成与设计要求附件2系统架构见下文明细4.1系统组成附件2系统架构1广播链JT/T1255按国标编制的规范性要求，文字表述和顺序进行了调整；JT/T1255—2019的系统组成增加了远程监测接收机，该组成部分对于及时反馈播发质量，提供服务质量有实际意义，在国内试验系统建设时得到应用并作用明显。4.2SIM附件2系统架构1.1信息和管理系统个别名称不同：JT/T1255—2019将“岸上发射机”改为“岸基播发台”，国内一般将发射机视为是播发台的组成的一个单元，“岸基播发台”更为全面。4.3岸基网络附件2系统架构1.2岸上网络ITU-RM.2010-2对岸上网络没有规范性要求。JT/T1255增加“岸基网络应确保消息文件和控制信令/监测数据在SIM和岸基播发台之间的传输”，作为对岸基网络的规范性要求。4.4岸基播发台附件2系统架构1.3岸上发射机的说明个别名称不同：JT/T1255—2019将“岸上发射机”MIS以及不加密的DS只有内容编码（contentencoding）而没有信源编码，所以JT/T1255图4进DS在送OFDM映射前是由交织过程的，之前标准是遗漏了这一过程，JT/T1255图4进行了补充。技术依据参看ETSIES201980DigitalRadioMondiale(DRM)SystemSpecification的Figure1:ConceptualDRMtransmissionblockdiagram。4.4.4.3ITU-RM.2010-2对纠错编码的表述不是规范性表述，JT/T1255按国标编制的规范性要求，文字表述进行了调整。4.4.4.4ITU-RM.2010-2对正交频分多路复用的生成（即OFDM生成）的表述不是规范性表述，JT/T1255按国标编制的规范性要求，文字表述进行了调整。ITU-RM.2010-2的NAVDAT500kHz发射机的功能模块图包括了RF生成器和RF放大功率放大器”，这种划分过细，划分到了发射机内部4.5传输信道附件2系统架构1.4传输信道：无线电覆盖估算ITU-RM.2010-2“1.4传输信道：无线电覆盖估算”下面的文字是悬字段，JT/T1255标题名称按标准要求，二级标题为“4.5传输信道”，将“无线电覆盖估计”独立为一节。4.6船载接收机附件3NAVDAT的技术特性4NAVDAT船舶接收机与ITU-RM.2010-2一致，将JT/T1255—2019的“中—2019的“b)GNSS接收机”改成“b)GNSS接收机接收天线”文字，JT/T1255补充了ITU-RM.2010-2遗漏的GNSS天线（选件）、显示单元、数据接口。与ITU-RM.2010-2一致，JT/T1255增加了“4.6.3对接收机按模块进行划分，所以将ITU-RM.2010-2中的“文件解复用程序”译为“文件多路分配器”。JT/T1255按照图5中的顺序，先说明控制器、再说明文件多路分配器，而ITU-RM.2010-2是先说明文件解复用程序再说明控制器，与“NAVDAT接收机逻辑图”不符。由于船载接收机的IMO标准未定，很多功能和性能要求再讨论中，并且国内未来有NAVDAT船载接收机的独立标准，所以对于ITU-RM.2010-2提出了船载接收机功能要求，只保留了主要功能要求，未采纳其详细功能要求，见JT/T1255“4.6.2主要功能”。JT/T1255在GNSS位置数据输入要求中，增加了北斗相关的要求。4.7远程监测接收机无JT/T1255增加了“远程监测接收机”，理由见上。5应用功能要求附件1操作特性见下文明细5.1广播消息附件1操作特性1消息和文件的类型内容一致，部分名称翻译不同5.2广播模式附件1操作特性2广播模式内容一致，部分名称翻译不同5.3广播优先级附件1操作特性3广播优先级内容一致，JT/T1255按国标编制的规范性要求，文字表述进行了调整5.4播发文件类型与格式无与JT/T1255—2019保存一致5.5信道扫描接收附件3NAVDAT的技术特性内容一致，部分名称翻译不同4.1.15扫描功能5.6文件自动修复无与JT/T1255—2019保存一致6性能要求见下文明细6.1调制指标见下文明细6.1.1调制参数附件3NAVDAT的技术特性1.3正交频分多路复用的参数一致6.1.2信道带宽附件3NAVDAT的技术特性1.4信道带宽一致6.1.3调制方式附件3NAVDAT的技术特性1.5调制一致6.1.4传输数据率附件3NAVDAT的技术特性2估算的可用数据速率一致6.1.5数据帧编码附件4传输结构一致6.1.6能量扩散编码附件3NAVDAT的技术特性1.7能量分散一致6.2播发台附件3NAVDAT的技术特性3NAVDAT发射机性能规范一致6.3船载接收机主要性能附件3NAVDAT的技术特性5NAVDAT船舶接收机的最低性能规范由于JT/T1255中频海上数字广播，仅保留了ITU-RM.2010-2的MF部分帧编码格式附件4传输结构见下文明细A.1帧结构附件4传输结构一致A.2同步头附件4传输结构2同步数据头一致A.3调制信息流（MIS）附件4传输结构3调制信息流一致A.4播发台信息流（TIS）附件4传输结构4发射机信息流一致A.5数据流（DS）附件4传输结构度奇偶校验码一致，JT/T