CN112398525B - 一种海事安全通信用bds和vdes融合组网通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，包括分别安装在多个船舶上与北斗卫星和岸基无线连接的通信终端，所述通信终端包括电源模块，所述电源模块上分别连接有显示模块、中心控制模块、通信接口模块、北斗模块、输入模块和调制解调模块。本发明通过调制解调模块和北斗模块集成VDES通信和BDS通信，通过对VDES再编码使得VDES与BDS之间实现数据互通，增加了VDES通信的灵活性，弥补了VDES单向通信的不足，且增加了VDES远程通信的能力，扩展了北斗卫星系统的应用领域。

Description

一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统
技术领域
本发明涉及无线电通信领域，尤其涉及一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统。
背景技术
随着北斗全球化服务进程的发展，北斗定位、导航、授时及短报文应用将在更多的国际标准及规则发挥重要作用，而目前，VDES是(VHFDataExchangeSystem，甚高频数据交换系统)是今后世界水上移动业务领域中用于船舶自动识别的系统的主要技术手段，国内对于VDES的研究和开发并不成熟。
目前船舶存在船舶身份自动识别率低、海事安全信息无法有效播发、海上船舶远距离数据传输能力不足，基于北斗卫星系统的高精度BDS不能与VDES进行相互通信等问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，包括分别安装在多个船舶上与北斗卫星和岸基无线连接的通信终端，所述通信终端包括电源模块，所述电源模块上分别连接有显示模块、中心控制模块、通信接口模块、北斗模块、输入模块和调制解调模块，所述中心控制模块分别连接显示模块、输入模块和通信接口模块，所述通信接口模块分别连接北斗模块和调制解调模块。
优选地，每个所述北斗模块均与北斗卫星无线连接，用于船舶与北斗卫星之间收发消息，每个所述调制解调模块均与岸基和其余调制解调模块无线连接，用于船舶与船舶以及船舶与岸基之间收发消息。
优选地，所述电源模块包括电源共地端、数字共地端和模拟共地端，所述电源共地端、数字共地端和模拟共地端共同连接磁珠。
优选地，所述中心控制模块与通信接口模块之间为双向连接，所述通信接口模块包括接口转换芯片和电平转换接口芯片，所述通信接口模块通过接口转换芯片和电平转换接口芯片连接中心控制模块。
优选地，所述北斗模块与通信接口模块之间为双向连接，所述北斗模块包括RDSS模块、RNSSB1/GPSL1模块和天线。
优选地，所述调制解调模块与通信接口模块之间为双向连接，所述调制解调模块为SDR方式调制解调。
本发明具有以下有益效果：
1、通过对北斗卫星系统短报文的应用，弥补了VDES远程通信能力不足的缺陷，通过研究BDS和VDES通信技术，融合BDS与VDES系统，利用北斗系统的全球定位和通信功能弥补VDES频率与通信距离的局限，完善水上甚高频数字通信理论体系，提升海上通信能力以及海事安全。
2、类比VMF报文编码解码思想，通过中心控制模块对VDES报文进行再编码，使其符合BDS短报文通信协议，提高了BDS短报文的利用的效率，且使得VDES与BDS之间可进行间接信息传递，使得系统具备远距离与北斗卫星直接通信的方式交换位置数据以及远距离将VDES再编码通过BDS间接通信的方式交换位置数据，提高了VDES远程通信的灵活性，弥补了AISLongRange单向通信的不足，增加自动识别率并使得数据能够远距离有效传输。
综上所述，本发明通过调制解调模块和北斗模块集成VDES通信和BDS通信，通过对VDES再编码使得VDES与BDS之间实现数据互通，增加了VDES通信的灵活性，弥补了VDES单向通信的不足，且增加了VDES远程通信的能力，扩展了北斗卫星系统的应用领域。
附图说明
图1为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的应用结构示意图；
图2为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的通信终端组成框图；
图3为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第一部分电源模块电路示意图；
图4为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第二部分电源模块电路示意图；
图5为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第一部分中心控制模块电路示意图；
图6为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第二部分中心控制模块电路示意图；
图7为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第一部分通信接口模块电路示意图；
图8为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第二部分通信接口模块电路示意图；
图9为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第一部分调制解调模块电路示意图；
图10为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第二部分调制解调模块电路示意图；
图11为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第一部分北斗模块电路示意图；
图12为本发明提出的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统的第二部分北斗模块电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-12，一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，包括分别安装在多个船舶上与北斗卫星和岸基无线连接的通信终端，通信终端包括电源模块，电源模块上分别连接有显示模块、中心控制模块、通信接口模块、北斗模块、输入模块和调制解调模块，中心控制模块分别连接显示模块、输入模块和通信接口模块，通信接口模块分别连接北斗模块和调制解调模块。
每个北斗模块均与北斗卫星无线连接，用于船舶与北斗卫星之间收发消息，每个调制解调模块均与岸基和其余调制解调模块无线连接，用于船舶与船舶以及船舶与岸基之间收发消息。
电源模块包括电源共地端、数字共地端和模拟共地端，电源共地端、数字共地端和模拟共地端共同连接磁珠，降低自身信号之间的相互干扰，提高电路的稳定性，且增加信号的精确度，电源模块通过24V直流输入，经过DC/DC电路和LDO等转换成多路不同的直流输出，满足各个模块的供电需求。
中心控制模块与通信接口模块之间为双向连接，通信接口模块包括接口转换芯片和电平转换接口芯片，通信接口模块通过接口转换芯片和电平转换接口芯片连接中心控制模块；
中心控制模块实现对外部模块控制，接收外部数据进行处理以及实现与人机接口功能；
通过对VDES通信在随机接入时分多址(RATDMA)、增量时分多址(ITDMA)、固定接入时分多址(FATDMA)方式在自主模式、指定模式、轮询模式以及在不同带宽之间切换的研究以及对BDS短报文的研究，采用VMF思想，研究介于BDS短报文和VDES报文的中间报文格式，结合数据字典、自动去重技术，构建统一报文规则模型，按照数据准备—建立数据库、发送报文处理—报文编码、接收报文处理—报文解码三个步骤进行分步研究和实现，并建立BDS和VDES报文转换的标准体系，实现BDS非实时短报文和VDES实时报文之间高效率双向信息转换。
北斗模块与通信接口模块之间为双向连接，北斗模块包括RDSS模块、RNSSB1/GPSL1模块和天线，采用三模一体用户机，能够实时地接收B1/L1卫星信号，完成卫星定位、北斗短报文通讯，具有很高的集成度、体积小、功耗低、连接简单、操作方便，非常适应于船艇导航、位置上报及短报文通信等大规模应用。
调制解调模块与通信接口模块之间为双向连接，调制解调模块为SDR方式调制解调，满足了VDES中的AIS基带信号采用的GMSK调制、ASM基带信号采用的QPSK调制和VDE基带信号采用的16QAM调制。
本发明在使用时，船舶之间通过直接通信的方式交换数据：船舶通过中心控制模块与通信接口模块控制调制解调模块将位置信息编码调制成VDES信号并发送至周围较近的船舶，周围较近的船舶通过调制解调模块接收VDES信号并解调，再通过通信接口模块传输到中心控制模块解码成位置信息，中心控制模块将位置信息传输至显示模块显示，便于直观的了解周围船舶的位置，避免发生碰撞；
船舶之间通过间接通信的方式交换数据：船舶通过中心控制模块将VDES信号位置信息再编码形成能与BDS交换信息的报文格式，然后通过通信接口模块传输至北斗模块，北斗模块通过BDS报文与北斗卫星通信，通过北斗卫星将位置信息传输至周围较远距离的船舶通信终端上的北斗模块，北斗模块将位置信息通过通信接口模块传输至中心控制模块解码并输出至显示模块显示周围船舶位置，增加了远程通信能力，进一步降低碰撞的可能性，即增加水上业务的安全性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，包括分别安装在多个船舶上与北斗卫星和岸基无线连接的通信终端，其特征在于，所述通信终端包括电源模块，所述电源模块上分别连接有显示模块、中心控制模块、通信接口模块、北斗模块、输入模块和调制解调模块，所述中心控制模块分别连接显示模块、输入模块和通信接口模块，所述通信接口模块分别连接北斗模块和调制解调模块；
所述中心控制模块与通信接口模块之间为双向连接，所述通信接口模块包括接口转换芯片和电平转换接口芯片，所述通信接口模块通过接口转换芯片和电平转换接口芯片连接中心控制模块，所述北斗模块与通信接口模块之间为双向连接，所述北斗模块包括RDSS模块、RNSSB1/GPSL1模块和天线；
通过对VDES通信在随机接入时分多址(RATDMA)、增量时分多址(ITDMA)、固定接入时分多址(FATDMA)方式在自主模式、指定模式、轮询模式以及在不同带宽之间切换的研究以及对BDS短报文的研究，采用VMF思想，研究介于BDS短报文和VDES报文的中间报文格式，结合数据字典、自动去重技术，构建统一报文规则模型，按照数据准备—建立数据库、发送报文处理—报文编码、接收报文处理—报文解码三个步骤进行分步研究和实现，并建立BDS和VDES报文转换的标准体系，实现BDS非实时短报文和VDES实时报文之间高效率双向信息转换。
2.根据权利要求1所述的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，其特征在于，每个所述北斗模块均与北斗卫星无线连接，每个所述调制解调模块均与岸基和其余调制解调模块无线连接。
3.根据权利要求1所述的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，其特征在于，所述电源模块包括电源共地端、数字共地端和模拟共地端，所述电源共地端、数字共地端和模拟共地端共同连接磁珠。
4.根据权利要求1所述的一种海事安全通信用BDS和VDES融合组网通信系统，其特征在于，所述调制解调模块与通信接口模块之间为双向连接，所述调制解调模块为SDR方式调制解调。
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