CN101917205A - Cstdma-sotdma双制式ais收发信机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机，由基带控制模块、对外接口模块、GPS模块、AIS射频传输模块和电源模块构成，CSTDMA-SOTDMA双制式功能的实现依赖于硬件和基带控制模块软件的结合；根据设备预设，选择某一种制式运行，当接收到基站指令或者符合特定跳转条件的时候，切换到另一种制式；其有益效果是，通过内部内置的运行环境判决或者根据外部指令，自动切换设备使用制式，使设备能够兼有CSTDMA接入制式和SOTDMA接入制式的优点，在船只拥挤海域使用CSTDMA接入方式，可以有效减少对信道的干扰，不影响大船AIS功能，在老型号基站控制海域，通过指令切换到SOTDMA方式，一个设备能够同时具有两种制式的特点，可以有效解决兼容性问题。

Description

CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机

技术领域

本发明涉及船载自动识别系统(AIS)领域，尤其涉及一种适合应用于小型非SOLAS公约船只使用的CLASS_B类型的CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机。

背景技术

在目前海洋船只安全领域，AIS是最为重要的一环。目前市场的AIS设备基本上采用单一接入方式：CSTDMA或者SOTDMA中的一种，两者在使用中各有特色，SOTDMA在时隙接入准确性和对AIS应用程序的兼容性方面具有较大优势，而CSTDMA具有极好的信道防护特性，其运行过程对信道中大船的影响最小，在船只拥挤场合安全度高，极其适合国情。

如使AIS设备能够兼有CSTDMA接入制式和SOTDMA接入制式的优点，在船只拥挤海域使用CSTDMA接入方式，则可以有效减少对信道的干扰，不影响大船AIS功能，在老型号基站控制海域，通过指令切换到SOTDMA方式，一个设备能够同时具有两种制式的特点，可以有效解决兼容性问题，而目前国内尚无此类设备应用于该技术领域。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的目的就是提供一种设计方案，将CSTDMA接入制式和SOTDMA接入制式运用于同一AIS设备中，可以根据需要使同一AIS设备工作于SOTDMA状态或者CSTDMA状态，通过内部内置的运行环境判决或者根据外部指令，自动切换设备使用制式。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机由基带控制模块、对外接口模块、GPS模块、AIS射频传输模块和电源模块构成，其特征在于，CSTDMA-SOTDMA双制式功能的实现依赖于硬件和基带控制模块软件的结合；

所述基带控制模块主要由主控芯片TMS320VC5502、相关外围电路的RAM和flash构成；基带控制模块对外接口包含至少一个RS232接口和一个RS485接口；基带控制模块连接对外接口模块并通过对外接口模块包含的上位计算机通信接口、AIS图形显示终端接口与上位计算机通信；GPS模块采用集成模块，与基带控制模块之间通过串口相连；AIS射频传输模块包括2路TDMA接收机和1路TDMA发射机；由GPS模块获取的船只当前位置信息信号，并将信号传输给基带控制模块；

CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机接收无线AIS信号时：由AIS射频传输模块接收空中的无线AIS信号，TDMA接收机从RF天线接收无线AIS信号，经TDMA解码电路处理，转变为基带信号，通过基带控制模块输入端口传递给基带控制模块，再由基带控制模块进行处理和控制；

CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机发送无线AIS信号时：基带控制模块接到上位机的指令控制，基带控制模块内部软件运行AIS协议栈，通过输出端口发出传送本机的AIS信号，经TDMA编码电路处理后，由AIS射频模块通过RF天线向外发送AIS信号；

所述基带控制模块软件部分的构成包括：协议栈制式控制、SOTDMA接入制式协议栈和CSTDMA接入制式协议栈；软件运行AIS协议栈，直接支持CSTDMA和SOTDMA两种接入制式；

设备开机后，根据设备预设，选择某一种制式运行，当接收到基站指令或者符合特定跳转条件的时候，切换到另一种制式；

基带控制模块软件流程包括如下步骤：

设备在启动后进行初始化，

按照设备内部存储的设定运行于SOTDMA制式或者CSTDMA制式，

运行过程中，当接收到报文时进行系统判决，

符合跳转条件则切换；

系统判决跳转条件为：一分钟内当前信道被占用率超过60％则切换至CSTDMA制式，如果空中信道率占用低于50％且超过3分钟，则恢复原来预设的制式。

本发明的有益效果是，同一AIS设备可以工作于SOTDMA制式状态或者CSTDMA制式状态，通过内部内置的运行环境判决或者根据外部指令，自动切换设备使用制式，使设备能够兼有CSTDMA接入制式和SOTDMA接入制式的优点，在船只拥挤海域使用CSTDMA接入方式，可以有效减少对信道的干扰，不影响大船AIS功能，在老型号基站控制海域，通过指令切换到SOTDMA方式，一个设备能够同时具有两种制式的特点，可以有效解决兼容性问题，让老基站也可以对新型号设备进行监控管理，因此，本发明具有创新性、实用性和推广价值。

附图说明

图1、CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机电路结构图；

图2、基带控制模块软件构成示意图；

图3、基带控制模块软件初始化流程图；

图4、基带控制模块软件运行流程图。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：

如图1所示，设备拥有符合IEC-62287的软硬件构成，直接支持CSTDMA和SOTDMA两种接入制式，设备开机后，根据设备预设，选择某一种制式运行，当接收到基站指令或者符合特定条件的时候，切换到另一种制式。

CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机由基带控制模块、对外接口模块、GPS模块、AIS射频传输模块和电源模块构成，图1中GNSS是Global Navigation Satellite System(全球导航卫星系统)。

设备由基带控制模块、对外接口模块、GPS模块、AIS射频传输模块和电源模块构成。GPS模块负责获取当前位置信息，并传输给基带控制模块。AIS射频传输模块负责将空中的无线AIS信号转变为基带信号，传递给基带控制模块和接受基带控制模块的控制，并向空中发送自己的AIS信号。

基带控制模块内部运行AIS协议栈，负责对收到的AIS进行处理，操作对外接口和控制AIS射频模块向外发送AIS信号。

对外控制模块负责连接上位机、AIS图形显示终端等的通信接口。

GPS模块采用集成模块，与基带控制模块之间通过串口相连；对外接口包含至少一个RS232接口和一个RS485接口。

基带控制模块软件部分构成如下：

本软件与其他设备不同之处在于，在设备中实现了两个接入制式的协议栈，其他设备只实现其中之一，在初始化过程和运行过程中对使用的制式进行判决，选择合适的制式运行相应接入方式的协议栈。

具体工作流程：设备在启动后进行初始化，按照设备内部存储的设定运行于SOTDMA模式或者CSTDMA模式。运行过程中，当接收到报文符合跳转条件(系统判决一分钟内当前信道被占用超过60％)则切换至CSTDMA模式，如果空中信道占用低于50％且超过3分钟，则恢复原来预设制式。

初始化过程，设备首先读取预设制式，然后运行相应的协议栈，工作在相应制式下。

运行过程：系统运行相应选择的协议栈后，从空中信道获取相应的AIS信息和指令，与制式无关内容提交给AIS相应机制进行处理，如果收到切换制式指令，则调用切换到指定制式的函数，切换AIS接入制式继续运行。

在本发明的实际硬件实现中，基带控制模块由主控芯片(TMS320VC5502)及相关外围的RAM和flash等构成。

根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (1)

1.CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机，由基带控制模块、对外接口模块、GPS模块、AIS射频传输模块和电源模块构成，其特征在于，CSTDMA-SOTDMA双制式功能的实现依赖于硬件和基带控制模块软件的结合；所述基带控制模块主要由主控芯片TMS320VC5502、相关外围电路的RAM和flash构成；基带控制模块对外接口包含至少一个RS232接口和一个RS485接口；基带控制模块连接对外接口模块并通过对外接口模块包含的上位计算机通信接口、AIS图形显示终端接口与上位计算机通信；GPS模块采用集成模块，与基带控制模块之间通过串口相连；AIS射频传输模块包括2路TDMA接收机和1路TDMA发射机；由GPS模块获取的船只当前位置信息信号，并将信号传输给基带控制模块；CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机接收无线AIS信号时：由AIS射频传输模块接收空中的无线AIS信号，TDMA接收机从RF天线接收无线AIS信号，经TDMA解码电路处理，转变为基带信号，通过基带控制模块输入端口传递给基带控制模块，再由基带控制模块进行处理和控制；CSTDMA-SOTDMA双制式AIS收发信机发送无线AIS信号时：基带控制模块接到上位机的指令控制，基带控制模块内部软件运行AIS协议栈，通过输出端口发出传送本机的AIS信号，经TDMA编码电路处理后，由AIS射频模块通过RF天线向外发送AIS信号；所述基带控制模块软件部分的构成包括：协议栈制式控制、SOTDMA接入制式协议栈和CSTDMA接入制式协议栈；软件运行AIS协议栈，直接支持CSTDMA和SOTDMA两种接入制式；设备开机后，根据设备预设，选择某一种制式运行，当接收到基站指令或者符合特定跳转条件的时候，切换到另一种制式；

基带控制模块软件流程包括如下步骤：

设备在启动后进行初始化，

按照设备内部存储的设定运行于SOTDMA制式或者CSTDMA制式，

运行过程中，当接收到报文时进行系统判决，

符合跳转条件则切换；

系统判决跳转条件为：一分钟内当前信道被占用率超过60％则切换至CSTDMA制式，如果空中信道率占用低于50％且超过3分钟，则恢复原来预设的制式。

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