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《上海海运学院》 2001年
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AIS及其关键技术的研究

杜英军  
【摘要】: 海上交通是以航行安全和航行效率为目的的。但要完成这一目的,船舶之间掌握 彼此动、静态信息是必不可少的。目前,在海上航行的船舶,广泛地应用雷达作为掌 握其它船舶动态、静态信息的手段。使用雷达虽然能够掌握它船的存在和动、静态信 息,但不可能识别船名、国籍等信息。在这种情况下,船舶自动识别系统作为一种新 型的助航系统,依托当今的通信技术和计算机技术应运而生。自动识别系统可以向装 备此设备的岸站、其它船舶和航行器自动提供本船的信息,诸如船舶识别码,船舶类 型,位置,航向,速度,航行状态和其它相关的安全信息;并且可以接收到对方发送 来的这些信息。同时自动识别系统还可以用来自动地监视和跟踪周围的船舶,这将会 有利于海岸和港湾的船舶管理及海上船舶的安全航行和适时避让。 船舶自动识别系统集导航、通信和观测功能于一体,广泛适用于各种类型和大小 不同的船舶。因此无论从技术性和经济性两个方面都适合于海上航行的各类船舶,对 提高海上船舶的技术装备水平和最终实现驾驶自动化将起到很大作用。 目前,国际上为船舶自动识别系统的实现提出了两种工作方式:甚高频(VHF) /数字选择呼叫(DSC)方式和广播方式。本文主要研究应用前景更为广泛的采用广 播方式的船舶自动识别系统。采用广播方式的船舶自动识别系统的实施最关键的问题 是如何解决协调通信问题,为此,在深入研究和比较的基础上,选择了自组织时分多 址技术。自组织时分多址技术(STDMA)是90年代在时分多址技术(TDMA)基 础之上发展起来的一种新型网络通信技术,能够解决船舶自动识别系统的协调通信问 题,本文提出了一种基于自组织时分多址技术的协调通信方案。 本文主要进行了以下几个方面的研究:在对船载自动识别系统的结构和功能研究 的基础之上,提出了使用自组织时分多址技术来实现自动识别系统的设想,基于自组 织时分多址技术建立了一套协调通信制度,并定义了相关参数,通过仿真试验测试, 效果良好。按照IMO的规定,对船载自动识别系统传输的数字信令格式进行了初步 探讨,据此导出船载自动识别系统关键的性能指标。 本文通过上述理论分析与实验仿真,得出以下结论:(Ⅰ)船载AIS设备可以利 用船舶现有设备,花费较少费用进行改造;(Ⅱ)船载AIS设备采用自组织时分多 上海海运学院 硕士学位论文 址技术的广播方式不仅能满足!M 0性能要求,而且具有信息结构易伸缩的特点: (Ill)本文提出的基于自组织时分多址技术的无线数字通信网络的协调通信方案,通 过仿真试验可以看到,能有效的避免因两艘或多艘船的船载AIS设备都处于发射状 态,而造成信道堵塞的问题;(IV)根据采用自组织时分多址技术的船载 AJS网络 系统的特点,定义了一系列的参数,这些参数的定义和分析,对港口如何采用AIS 网络系统进行海上管理和海上航行的船舶如何利用AIS系统进行相互识别起到重要 作用;(V)通过基于自组织时分多址技术的船载 AIS无线数字通信网络的仿真系统 的前台演示和后台的性能分析,可以看到船载AIS系统良好的应用前景。
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