AIS信息傳輸PPT課件

.1，AIS系統(tǒng)和應用程序，第4章AIS信息傳輸，2，船舶信息網(wǎng)絡提供的船舶信息，3，4.1 ais信息包格式，4，(1)排序序列、排序序列稱為位同步代碼(或位同步代碼)，對收發(fā)雙方時鐘進行排序，對代碼位進行排序，以提供每個代碼元素的決定點。排序順序是由0、1班次的數(shù)字組成的信號，該數(shù)字編碼為NRZI(無反向0)，并使用0作為排序順序的結(jié)束代碼。5，(2)開始和結(jié)束標志，開始標志也稱為幀同步代碼，它指示信息的開始位置。要在接收端正確區(qū)分代碼單詞、代碼句子或代碼幀，必須在信息傳輸中設置幀同步。AIS幀同步代碼是8大特長，是啟動信息的時間標準，由標準HDLC標志0111110組成。幀同步通?；趦?nèi)部同步實現(xiàn)。結(jié)束標志表示信息傳輸結(jié)束，與開始標志相同，由標準HDLC標志組成。6，(3)數(shù)據(jù)，信息數(shù)據(jù)是真正需要的傳輸中的信息內(nèi)容。分為信息標志和信息內(nèi)容兩部分。信息標志用于指示信息類型、信息數(shù)量、優(yōu)先級和路徑。信息內(nèi)容是通信當事人要求的資料，以船舶自動識別系統(tǒng)為例，主要是指航行信息。7，(4)由于脈沖噪聲、白噪聲、衰落等原因，每次通信網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)時都會發(fā)生特定類型的錯誤的幀驗證序列。錯誤檢測技術(shù)是判斷傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是否有錯誤的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡的重要組成部分。在AIS中用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腻e誤檢測技術(shù)是循環(huán)冗馀驗證。循環(huán)冗余校驗循環(huán)冗馀校驗(CRC)代碼是網(wǎng)絡通信中最常用的錯誤檢測代碼，是一種低得多的泄漏率和易于實現(xiàn)的錯誤檢測代碼。8，循環(huán)冗馀檢查CRC，9，(5)緩沖區(qū)是共24大特長，包括4位填充、12位距離延遲、2位轉(zhuǎn)發(fā)器延遲和6位同步抖動。l位填充：如果輸出流具有5個以上連續(xù)1，則位填充插入0。l距離延遲：為不同距離的電視臺發(fā)送的子幀提供保護時間。l轉(zhuǎn)發(fā)器延遲：為雙轉(zhuǎn)發(fā)器提供轉(zhuǎn)換時間。l同步抖動，10，4.2AIS信息內(nèi)容(MMSI代碼、呼號、船長和寬度、船舶類別、AIS位置傳感器的天線位置等):動態(tài)信息包括準確完整的船舶位置、UTC時間、地面路徑、地面速度、船頭方向、航行狀態(tài)和旋轉(zhuǎn)速度。與航海相關(guān)的信息包括船舶草案、危險品、目的地、計劃航行路線等。與安全相關(guān)的短消息包括重要的航海警告或重要的天氣警告。11、4.3 AIS的同步和保護時間；AIS幀是AIS系統(tǒng)的基本時間幀單位，包含多個時隙。在時間槽內(nèi)傳輸?shù)男盘柗Q為子幀。為了防止相鄰時隙的子幀重疊，存在保護時間。子框架的內(nèi)容包括標頭和消息(信息)。12，4.3.1傳播延遲和保護時間在AIS通信中傳播信息時存在延遲。即使兩倍的時鐘完全同步，由于傳播延遲，當信號到達另一倍或海岸接收器時，相鄰時隙的接收信號可能會隨著延遲而重疊。為了避免這種重疊干涉，通常在一個時隙的結(jié)束(或開始)設置固定的保護時間，以便在保護時間內(nèi)不發(fā)送信息。這種保護時間對于船隊之間或船隊與海岸之間的正常信息傳輸是不可缺少的。13、14，在AIS通信系統(tǒng)中，緩沖區(qū)內(nèi)保護時間必須考慮傳輸定時錯誤(同步抖動)、轉(zhuǎn)發(fā)器錯誤、GPS接收器之間的隨機視差 t等，以及移動用戶傳播距離引起的延遲。如果移動用戶工作距離為r，光通量速度為c，則傳播延遲時間=r/c。(4.1)距離延遲保護時間tr滿足Tr.(4.2)，15，4.4.1提供用于保護的最大傳播距離，在AIS系統(tǒng)中，包含12位距離延遲的緩沖區(qū)共24個特長，為不同距離的無線電發(fā)射提供子幀保護時間。如果AIS信息傳輸速率為9600bit/s，則shipborne AIS系統(tǒng)保護時間Tr為：tr=12/9600=1.25(毫秒).(4.3)標準(3.4)最大允許傳播延遲max tr=1.25(ms)(4.4)，16，表達式(3.3)中的最大工作距離rmaxax=c max=202.48 (nm).(4.5)根據(jù)ITU-RM.1371建議附錄2，如果有特定的環(huán)境要求，將在排序序列中使用32位(通常為24位)，從而減少距離延遲(8位)，從而減少保護時間。Tr=(12-8)/9600=0.416(毫秒).(4.6)，17，本例中的最大傳播距離Rmaxax=67.5 (n mile).(4.7)在rmax范圍內(nèi)，每個AIS站不會因航行信息的傳播延遲而干擾接收信息的發(fā)生，根據(jù)Rmax人工控制bank天線的高度限制和必要時AIS設備的發(fā)射功率，從而使AIS實際傳播距離小于Rmax。18，4.4.2天線高度限制，通常VHF波段無線電波的主要服務范圍由視距確定(nmile)(4.8)無線電波的衍射，從而在視距以外的一定范圍內(nèi)獲得更好的通信效果。此范圍的大小與發(fā)射功率、接收器靈敏度、天線增益(尤其是天線高度)相關(guān)。標準AIS船只通常使用鞭天線，天線高度的典型值為10米。因此，乘船之間實際可實現(xiàn)的最大傳輸距離通常比(4.5)式Rmax小20nmile，從而避免由于傳播延遲而引起的接收重疊干擾。19，AIS消息類型，VDM:關(guān)于本船收到的其他船只的信息！AIVDM，1，1，B，177lfd003WfSa4F8？44？Wv0P00，0*05，20，AIS消息類別，命名代碼：以“$”符號開頭，可以直接讀取消息內(nèi)容。$ gpzda，014910.14，15，11，2004，* 6c密碼：“！”符號開始，消息內(nèi)容必須通過文字轉(zhuǎn)換和格式定義閱讀。AIVDM、1，1、A、1696w5？P008dnitfag= ofl 0 6k，0 * 39，21，密碼數(shù)據(jù)格式！XXYYY，a，b，c，n，Data，v * hh， xyyy :標識符，AIVDM是他的船廣播信息，AIVDO是本船廣播信息；A:信息的長度可能很長。需要說幾句話。此處顯示了發(fā)送此消息所需的消息欄數(shù)(1-9)。B:此消息的序列數(shù)(1-9)，此字段不能為空。C:連續(xù)消息識別(0-9)，對每個新的多語句消息按順序編號，加1，數(shù)到9，返回0，對需要多個語句的消息，消息中的每個句子包含包含相同序列的消息號，用于識別包含同一消息各部分的語句。這可能會導致包含相同消息的每個語句和其他語句相互穿插。如果消息可以使用語句，則此字段為空。 n: ais中的通道標記為“a”或“b”。此通道標記與數(shù)據(jù)包被接受時AIS的操作狀態(tài)有關(guān)。如果不提供通道識別，則此數(shù)據(jù)區(qū)域為空。使用AIS的ACA語句之一“查詢”，可以獲得通道“a”或“b”的VHF通道號。22，密碼數(shù)據(jù)格式！XXYYY、a、b、c、n、Data、V*HH、Data:程序包的最大字符串長度限制是語句的總字符數(shù)不超過82。此字段支持傳遞給多個語句的消息的最多62個有效字符。對于發(fā)送到單個語句的消息，有效字符數(shù)最多為63個。V:包裝位數(shù)，二進制位數(shù)必須是6的倍數(shù)。否則，添加1-5個填充位。此參數(shù)指示添加到最后6位編碼字符的位數(shù)。如果未添加填充位，則此值為0，且此字段不能為空。HH:檢驗字段。AIS數(shù)據(jù)通過獲取8位CRC、8位CRC檢查代碼的高4位并轉(zhuǎn)換為十六進制、形成AIS數(shù)據(jù)檢查代碼的第一位、獲取8位CRC檢查代碼的低4位并轉(zhuǎn)換為十六進制來構(gòu)成AIS數(shù)據(jù)的檢查代碼的第二位。從AIS接收設備接收AIS消息后，根據(jù)8位CRC重新驗證數(shù)據(jù)部分，如果消息數(shù)據(jù)在發(fā)送過程中沒有發(fā)生錯誤，則生成的驗證值與消息中包含的驗證值相同。如果不同，則表示傳輸數(shù)據(jù)時出錯。23，例如分析，編