EP3387760A1 - Ais-datenübertragung - Google Patents

Ais-datenübertragung

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Publication number
EP3387760A1
EP3387760A1 EP16809358.1A EP16809358A EP3387760A1 EP 3387760 A1 EP3387760 A1 EP 3387760A1 EP 16809358 A EP16809358 A EP 16809358A EP 3387760 A1 EP3387760 A1 EP 3387760A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ais
data
redundancy
signals
als
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16809358.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Bischl
Armin Dammann
Simon Plass
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of EP3387760A1 publication Critical patent/EP3387760A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/08—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by repeating transmission, e.g. Verdan system
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F11/00—Error detection; Error correction; Monitoring
    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F11/07—Responding to the occurrence of a fault, e.g. fault tolerance
    • G06F11/08—Error detection or correction by redundancy in data representation, e.g. by using checking codes
    • G06F11/10—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's
    • G06F11/1004—Adding special bits or symbols to the coded information, e.g. parity check, casting out 9's or 11's to protect a block of data words, e.g. CRC or checksum
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/74—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission for increasing reliability, e.g. using redundant or spare channels or apparatus
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    • H04L1/0041—Arrangements at the transmitter end
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L1/004—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using forward error control
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G3/00—Traffic control systems for marine craft
    • G08G3/02—Anti-collision systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H04L2001/0096—Channel splitting in point-to-point links

Definitions

  • the invention relates to a method for AIS data transmission by means of AlS standard-compliant AlS signals, wherein AIS data to be transmitted are converted on the transmitter side into AlS signals and transmitted via a main channel, the AlS signals being received in an AIS receiver and be converted back to received AIS data.
  • the invention further relates to a corresponding AlS transmitter, a corresponding AIS receiver and an AIS transceiver.
  • the invention further relates to a system of AlS transmitters and AIS receivers according to claim 11 and to a computer program according to claim 12.
  • AIS is the abbreviation for the Automatic Identification System, which is used in shipping for the communication of ships with each other and with stations on land or in the air or in space.
  • the AIS data transmission is provided by the ships e.g. used for collision avoidance.
  • a global picture of the ship movements can be created, whereby the AlS signals can also be received by satellite.
  • AIS data transmission AIS data to be transmitted is converted on the transmitter side into AlS signals, e.g. through modulation, and transmit the AlS signals by radio.
  • the range of the radio transmission is therefore determined by the propagation conditions in the FM band.
  • AIS data transmission may cause transmission errors.
  • the primary reason for the concept is the superimposition of AlS signals from the point of view of a receiver that is within radio range of several AlS transmitters. These AlS transmitters are often unable to tune to the use of the broadcast channel because they are not within radio range of each other. So it comes z.
  • significant AlS signal overlays when receiving the AlS signals to satellites as these have a large footprint (coverage area). AlS signal overlays also occur at high ground receiving stations when the coastal areas are densely navigated by ships.
  • z. B. to the satellite or to a high-level ground receiving station, there are also significant signal attenuations, which additionally increases the error rates in the transmissions.
  • the invention is therefore based on the object to make proposals for AIS data transmission by means of AlS standard-compliant AlS signals, which is more robust against disturbing influences.
  • This object is achieved according to claim 1 by a method for AIS data transmission by means of AlS standard-compliant AlS signals, wherein AIS data to be transmitted are converted on the transmitter side into AlS signals and transmitted via a main channel, the AlS signals being transmitted in an AIS Receivers are received and converted back into received AIS data, wherein transmitter side from the AIS data to be transmitted or parts of these data error-correcting redundancy data are generated, which can be used on the receiver side for error correction of the received AIS data, and the redundancy data transmitter side converted into redundancy signals and sent via an auxiliary channel in addition to the main channel.
  • the invention has the advantage that the AIS data transmission can be made considerably more robust against interference effects with comparatively little effort, and thus an improved signal / interference distance can be achieved.
  • a significant advantage of the invention is, in particular, that the actual transmission of the AIS data and AlS signals can continue to take place in accordance with AlS standards, so that all AIS receivers and AIS transceivers already in use also contain the AIS data of an inventively designed, improved AlS transmitter can receive, however, without the use of redundancy data.
  • redundancy data for error correction, however, a corresponding upgrade of such AIS receiver or AIS transceiver is required to receive and evaluate the redundancy signals, but depending on the user, operator of the device or ship operators at the appropriate time can be made.
  • the improved AIS receivers or AIS transceivers that can receive and evaluate the redundancy signals can be provided as equipment.
  • the additional effort required for this is comparatively low since, depending on the implementation of the auxiliary channel, no hardware modifications are required, but the extensions can be made in the form of software supplements, or at most small hardware changes are required. Even a pure hardware implementation of the auxiliary channel is advantageously possible.
  • AlS standard-compliant AlS signals are in particular understood to be those AIS signals which fulfill the ITU Recommendation ITU-R M.1371 -5 and / or their current versions.
  • the AIS data to be transmitted, the redundancy data and the received AIS data may be used, in whole or in part, in the form of binary data (bits) and / or uncalculated soft values of such binary data used to decode the AIS data (in the sense of soft decision decoding).
  • bits binary data
  • soft values of the received AIS data and redundant data soft values for decoding and providing the received AIS data e.g. Soft values of the received AIS data and redundant data soft values for decoding and providing the received AIS data.
  • channel used for the main channel and the auxiliary channel is to be understood as a channel in the sense of telecommunications technology, ie as a transmission path for the wireless signal transmission of some kind AIS data transmission according to the AlS standard either the channel AIS1 or the channel AIS2, whereby automatically between these channels is changed.
  • auxiliary channel any other part of the signal space that is permitted for AlS signal transmission can be used, eg. In the AIS frequency range or in the vicinity of the AIS frequency range, e.g. B. at free frequency gaps.
  • auxiliary channel and a signal space can be used, which is not intended for the transmission of AIS signals.
  • the auxiliary channel can, for. B.
  • the modulation type can be an AlS standard-conform modulation type, e.
  • any type of frequency shift keying (FSK) may be used.
  • the GMSK modulation can be used for the main channel (Gaussian Minimum Shift Keying). As a result, only little bandwidth is required for the transmission of the AlS signals.
  • the auxiliary channel can also be realized differently than by another type of modulation of the main channel, z.
  • time division multiplexed transmission time offset between the transmission of the AlS signals and the redundancy signals
  • AIS1 or AIS2 time offset between the transmission of the AlS signals and the redundancy signals
  • free time slots in one of the AIS channels can be used for the transmission of the redundancy signals and thus for the realization of the auxiliary channel.
  • the redundancy data are embodied as error-correcting redundancy data which allow an error correction of the AIS data received there on the receiver side.
  • redundancy data can significantly improve the quality of the data transmission and the data losses can be reduced.
  • redundancy data which is only used as error-detecting redundancy data such.
  • Checksums are formed, thus not only an error detection is possible, but directly on the receiver side an error correction of at least some transmission errors.
  • the AlS signals from the main channel are evaluated in order to form the received AIS data, or the AlS signals are evaluated from the main channel with additional evaluation of received redundancy signals to at least partially correct the received AIS data while at least partially correcting transmission errors present in the received AIS data or portions thereof.
  • This has the advantage that an AIS receiver not yet equipped to evaluate the redundancy signals can nevertheless transmit the AIS data.
  • An AIS receiver equipped for the evaluation of the AIS redundancy signals can then receive and evaluate these redundancy signals and use them for error correction of the received AIS data or of parts thereof.
  • the error-correcting redundancy data are generated by coding by means of a systematic code which allows an error correction of the data.
  • a systematic code which allows an error correction of the data.
  • the additional bits of the generated codeword which can be used for error correction are transmitted as redundancy data or as the said redundancy signals via the auxiliary channel.
  • the received AIS data can then be combined with the redundancy data and a corresponding decoding, including error correction, can be carried out.
  • the systematic code used may be, in particular, an error-correcting code known from information technology, e.g. As a turbo code, convolutional code, RS code or LDPC code.
  • the AlS signals transmitted via the main channel are not or only to the extent influenced by the transmission of the redundancy signals on the auxiliary channel that the AIS receiver not yet set up for the evaluation of the redundancy signals nevertheless the AlS Signals to the AIS data. That way you can In particular existing, not for the evaluation of the redundancy signals equipped AIS receiver continue to be used and received the AlS signals there and converted to AIS data. Possible slight influences of the AlS signals in the main channel by the redundancy signals are thereby filtered out by filter measures already present in the AIS receiver.
  • the redundancy data allow at least an error correction of the AIS data "ship identification" and "position of the ship".
  • the AIS data which is particularly important for safety in shipping, is better protected against transmission errors.
  • the AIS data to be taken into account for the error correction can be reduced to a small extent, so that the outlay for the transmission of the redundancy data is relatively low, in particular can be reduced to relatively few bits. In this way, no large transmission bandwidth is needed for the realization of the auxiliary channel.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by an AlS transmitter which is set up for carrying out the transmitter-end method steps of a method of the type described above.
  • the transmitter-side method steps are in particular the conversion of the AIS data to be transmitted into AlS signals, e.g. by modulating, and transmitting these AlS signals over the main channel, further generating the error correcting redundancy data from the AIS data to be transmitted or portions thereof, and converting the redundancy data into redundancy signals, e.g. by modulation, and sending the redundancy signals over the auxiliary channel.
  • these method steps can be performed in the AlS transmitter e.g. be realized by appropriate programming, i. by an extension or modification of the software of the AlS transmitter.
  • the AlS transmitter has a redundancy data generator for generating the redundancy data from AIS data supplied thereto or from parts thereof. tet, wherein the redundancy data generator is followed by a redundancy signal transmitter, which is arranged for converting the redundancy data into the redundancy signals and for transmitting the redundancy signals via the auxiliary channel.
  • the redundancy data generator may be implemented in the form of one or more circuit components (hardware), by software expansion, or a combination thereof.
  • the redundancy signal transmitter is supplied with the redundancy data generated by the redundancy data generator.
  • the receiver side process steps are to receive the AlS signals from the main channel and to reconvert the received AlS signals into received AIS data, e.g. by de-modulating, further receiving the redundancy signals from the auxiliary channel and converting the redundancy signals into redundancy data, e.g. by demodulation, as well as an error correction of the received AIS data or parts thereof on the basis of the redundancy data.
  • these method steps may be carried out in the AIS receiver, e.g. be realized by appropriate programming, i. by an extension or modification of the software of the AIS receiver.
  • the AIS receiver has a redundancy signal receiver which is set up to receive the redundancy signals and to convert these redundancy signals into redundancy data, wherein the redundancy signal receiver is followed by an error correction unit , which is adapted to perform based on the redundancy data, an error correction of the received AIS data or parts thereof.
  • the error correction unit is supplied with the redundancy data generated by the redundancy signal receiver.
  • the aforementioned devices namely the AlS transmitter and the AIS receiver, can also be part of an AIS transceiver, ie a device which is set up both for transmitting and for receiving AlS signals. Accordingly, the object mentioned is also achieved by an AIS transceiver, comprising an AlS transmitter of the type described above and an AIS receiver of the type described above.
  • the object mentioned at the outset is furthermore achieved by a computer program with program code means, set up for carrying out the transmitter-side method steps and / or the receiver-side method steps of the method of the previously described type, when the computer program is executed on a computer.
  • the computer may be, for example, a computer, for example a microcomputer or microprocessor, an AlS transmitter, an AIS receiver or an AIS transceiver.
  • the auxiliary channel can be realized, for example, by one of the embodiments explained below or by a combination of several of the embodiments explained below:
  • Time-division multiplex for the transmission of the redundancy signals i. Transmission at times when no AlS signals are transmitted, e.g. free time slots of AIS data transmission.
  • AIS receivers not equipped to evaluate the redundancy signals can still receive and evaluate the AlS signals, even if it z. B. in the above embodiments 2, 4 and 5 may come to interference, but are included in the AIS receiver as an increased noise level and accordingly filtered out by the receiving filter or other measures.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a system of AlS transmitters
  • Figure 2 shows a second embodiment of a system of AlS transmitters
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system which has an AlS transmitter 1 and two AIS receivers 2, 3.
  • the AlS transmitter 1 is formed according to the invention with the transmitter-side redundancy signal transmission.
  • the AIS receiver 2 is also designed according to the invention so that it can receive and evaluate the redundancy signals of the AlS transmitter 1.
  • the AIS receiver 3 is a standard AIS receiver that is not set up to evaluate the redundancy signals.
  • the AlS transmitter 1 is supplied with AIS data 5 to be transmitted, for example from sensors and / or other devices.
  • AIS data to be transmitted for example, the ship ID of the ship on which the AlS transmitter 1 is used is also supplied, the position of the ship in the form of geographical data that can be provided for example by a global navigation system.
  • the AIS data 5 to be transmitted are supplied to an AlS signal generator 10 of the AlS transmitter 1.
  • the AIS data 5 are converted into AlS signals, which can then be transmitted wirelessly via the main channel 41, namely via one of the permissible AIS channels.
  • the AIS data 5 are also fed to a redundancy data generator 1 1 of the AlS transmitter 1.
  • coded data formed from the AIS data 5 with an error-correcting code is generated, which in particular comprises the redundancy data.
  • n + k coded data bits are generated. From this, the added k data bits are further transmitted as redundancy data.
  • This redundancy data is supplied from the redundancy data generator 11 to a redundancy signal transmitter 12, which converts the redundancy data into broadcast redundant signals, e.g. through appropriate modulation.
  • These redundancy signals are then transmitted by the redundancy signal transmitter 12 via an auxiliary channel 42, which is present in addition to the main channel 41.
  • the transmission of the AlS signals via the main channel 41 and the redundancy signals via the auxiliary channel 42 can take place via the same antenna of the AlS transmitter 1 or via separate antennas.
  • the AlS signals and the redundancy signals emitted by the AlS transmitter 1 over the transmission link 4 can in principle be received within the radio range of each AIS receiver. Receiving including an evaluation of the redundancy signals, however, is only possible by appropriately upgraded AIS receiver according to the AIS receiver 2 shown here.
  • the trained according to the previous standard AIS receiver 3 can evaluate the transmitted over the transmission path 4 via the main channel 41 AlS signals of the AlS transmitter 1 as before without any problems, ie via its AIS signal converter 30, the AlS signals from the main channel 41 in received Convert AIS data 7 and output to other devices.
  • the redundancy signals transmitted via the auxiliary channel 42 may also be physically similar to the AIS receiver 3 or arrive its antenna, but lead to no further evaluation, as indicated in Figure 4 by the arrow 40 shown only dashed lines.
  • the AlS signals from the main channel 41 are also received and converted via an AlS signal converter 20 into received AIS data, which correspond to the AIS data 5 except for possible transmission errors.
  • the redundancy signals from the auxiliary channel 42 are additionally received and converted into the redundancy data via a redundancy signal receiver 21 of the AIS receiver 2.
  • This redundancy data is supplied to an error correction unit 22 to which also the received AIS data output from the AlS signal converter 20 is supplied.
  • an error correction of the received AIS data or of parts thereof is carried out by the error correction unit 22.
  • the corresponding error-corrected AIS data are then output by the error correction unit 22 as received AIS data 6.
  • the invention includes, as explained above, also realization possibilities in which the auxiliary channel is coupled to the main channel in such a way that the transmission paths for the main channel 41 and the auxiliary channel 42 shown separately in FIG. 1 unite in the representation. This will be explained with reference to the example of Figure 2.
  • the implementation of the auxiliary channel takes place, for example, by amplitude modulation of the AlS signals emitted by the AlS transmitter 1.
  • the AlS transmitter 1 is again formed with the AlS signal converter 10 and the redundancy data generator 1 1 in Figure 2.
  • the AlS signals emitted by the AlS signal converter 10 are modulated in a modulator 13 with the redundancy signals from the redundancy data generator 11, eg according to the aforementioned amplitude modulation.
  • the AlS signals to be transmitted in this way continue to meet the limits prescribed by the AIS standard, the main channel 41 and the auxiliary channel 42 being formed within the same signal transmission. These AlS signals are in turn transmitted via the transmission link 4 to the AIS receiver 2 and the AIS receiver 3.
  • the AIS receiver 3 is not set up to evaluate the redundancy signals. It receives the AlS signals transmitted over the transmission link 4, but can only evaluate the signal components of the main channel 41 and converts these into the received AIS data 7.
  • the redundancy signals which are contained in the signal transmitted via the transmission path 4 are evaluated.
  • the signals received via the transmission path 4 are supplied in the AIS receiver 2 to the AlS signal converter 20 and in this case additionally to the redundancy signal receiver 21.
  • the redundancy signal receiver 21 is technically different in this case than in the embodiment of Figure 1, since he must filter or demodulate the proportion of redundancy signals in the embodiment of Figure 2 from the common signal.
  • the received AIS data outputted from the AlS signal converter 20 and the redundancy data obtained from the redundancy signal receiver 21 are supplied to the error correction unit 22, by which the explained error correction is performed.
  • the data output therefrom are finally output as received AIS data 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur AIS-Datenübertragung mittels AIS-standardkonformen AIS-Signalen, wobei zu übertragende AIS-Daten (5) senderseitig in AIS-Signale gewandelt und über einen Hauptkanal (41) ausgesendet werden, wobei die AIS-Signale in einem AIS-Empfänger (2, 3) empfangen und in empfangene AIS-Daten (6, 7) zurückgewandelt werden, wobei senderseitig aus den zu übertragenden AIS-Daten (5) oder Teilen dieser Daten fehlerkorrigierende Redundanz-Daten erzeugt werden, die empfängerseitig zur Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten (6, 7) genutzt werden können, und die Redundanz-Daten senderseitig in Redundanz-Signale gewandelt und über einen zusätzlich zum Hauptkanal (41) vorhandenen Hilfskanal (42) ausgesendet werden. Die Erfindung betrifft ferner einen dementsprechenden AIS-Sender, einen dementsprechenden AIS-Empfänger sowie einen AIS-Transceiver. Die Erfindung betrifft ferner ein System von AIS-Sendern und AIS-Empfängern und ein Computerprogramm.

Description

AIS-DATENÜBERTRAGUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur AIS-Datenübertragung mittels AlS-stan- dardkonformen AlS-Signalen, wobei zu übertragende AIS-Daten senderseitig in AlS-Signale gewandelt und über einen Hauptkanal ausgesendet werden, wobei die AlS-Signale in einem AIS-Empfänger empfangen und in empfangene AIS-Daten zurückgewandelt werden. Die Erfindung betrifft ferner einen dementsprechen- den AlS-Sender, einen dementsprechenden AIS-Empfänger sowie einen AIS- Transceiver. Die Erfindung betrifft ferner ein System von AlS-Sendern und AIS- Empfängern gemäß Anspruch 1 1 und ein Computerprogramm gemäß Anspruch 12.
AIS ist die Abkürzung für das Automatic Identification System, das im Schiffsverkehr zur Kommunikation von Schiffen untereinander und mit Stationen an Land o- der in der Luft oder im Weltraum genutzt wird. Die AIS-Datenübertragung wird von den Schiffen z.B. zur Kollisionsvermeidung genutzt. Ferner kann ein globales Lagebild der Schiffsbewegungen erstellt werden, wobei die AlS-Signale auch per Satellit empfangen werden können. Für die AIS-Datenübertragung werden zu übertragende AIS-Daten senderseitig in AlS-Signale gewandelt, z.B. durch Modulation, und die AlS-Signale per Funk übertragen. Hierfür werden zwei Kanäle im UKW- Seefunkbereich genutzt, nämlich AIS1 = Kanal 87B und AIS2 = Kanal 88B. Die Reichweite der Funkübertragung ist daher durch die Ausbreitungsbedingungen im UKW-Frequenzbereich festgelegt.
Bei der AIS-Datenübertragung kann es zu Übertragungsfehlern kommen. Konzeptbedingt ist bei der AIS-Datenübertragung eine vorrangige Fehlerquelle die Überlagerung von AlS-Signalen aus Sicht eines Empfängers, der in Funkreichweite zu mehreren AlS-Sendern ist. Diese AlS-Sender können sich häufig nicht bezüglich der Nutzung des Übertragungskanals abstimmen, da sie nicht in Funkreichweite zueinander sind. So kommt es z. B. zu erheblichen AlS-Signal-Überla- gerungen beim Empfang der AlS-Signale an Satelliten, da diese einen großen Footprint (Erfassungsgebiet) haben. AlS-Signal-Überlagerungen entstehen auch bei hoch gelegenen Boden-Empfangsstationen, wenn die Küstengebiete dicht mit Schiffen befahren sind. Bei größeren Übertragungsstrecken, z. B. zum Satelliten oder zu einer hoch gelegenen Boden-Empfangsstation, kommt es auch zu nennenswerten Signalabschwächungen, was die Fehlerraten bei der Übertragungen zusätzlich erhöht.
Aus der US 8,904,257 B2 gehen Vorschläge für die Übertragung von AIS-Daten mit zusätzlicher Fehlerschutzkodierung hervor. Dort wird vorgeschlagen, dass die zu übertragenden AIS-Daten, also die Nutzdaten, mittels einer Fehlerschutzkodierung kodiert und in einem Botschaftsrahmen eingekapselt werden. Dies hat zur Folge, dass die vom AlS-Sender ausgesendeten AlS-Signale nicht mehr AlS-stan- dardkonform sind, was insbesondere zur Folge hat, dass diese AlS-Signale nicht von der Vielzahl der Schiffe, die bereits mit AlS-standardkonformen Empfängern ausgerüstet ist, ausgewertet werden können. Dementsprechend wird dort keine AIS-Datenübertragung mittels AlS-standardkonformen AlS-Signalen offenbart.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Vorschläge für eine AIS-Datenübertragung mittels AlS-standardkonformen AlS-Signalen zu machen, die robuster gegenüber Störeinflüssen ist.
Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 gelöst durch ein Verfahren zur AIS-Datenübertragung mittels AlS-standardkonformen AlS-Signalen, wobei zu übertragende AIS-Daten senderseitig in AlS-Signale gewandelt und über einen Hauptkanal ausgesendet werden, wobei die AlS-Signale in einem AIS-Empfänger empfangen und in empfangene AIS-Daten zurückgewandelt werden, wobei senderseitig aus den zu übertragenden AIS-Daten oder Teilen dieser Daten fehlerkorrigierende Redundanz-Daten erzeugt werden, die empfängerseitig zur Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten genutzt werden können, und die Redundanz-Daten senderseitig in Redundanz-Signale gewandelt und über einen zusätzlich zum Hauptkanal vorhandenen Hilfskanal ausgesendet werden. Die Erfindung hat den Vorteil, dass die AIS-Datenübertragung mit vergleichsweise geringem Aufwand wesentlich robuster gegenüber Störeinflüssen gestaltet werden kann und damit ein verbesserter Sig- nal/Stör-Abstand erreicht werden kann. Dies gilt sowohl für Störungen aufgrund von AlS-Signal-Überlagerungen als auch für alle anderen Arten von Übertragungsstörungen. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass die eigentliche Übertragung der AIS-Daten und AlS-Signale weiterhin AlS-standardkon- form erfolgen kann, sodass sämtliche bereits im Einsatz befindlichen AIS-Empfän- ger und AIS-Transceiver auch die AIS-Daten eines erfindungsgemäß ausgebildeten, verbesserten AlS-Senders empfangen können, allerdings ohne Nutzung der Redundanz-Daten. Für die Nutzung der Redundanz-Daten zur Fehlerkorrektur ist allerdings ein entsprechendes Upgrade solcher AIS-Empfänger bzw. AIS- Transceiver erforderlich, um die Redundanz-Signale zu empfangen und auszuwerten, was aber je nach Nutzer, Betreiber des Geräts oder Schiffsbetreiber zum jeweils geeigneten Zeitpunkt vorgenommen werden kann. Insbesondere bei Neu- Ausrüstungen von Schiffen können die verbesserten AIS-Empfänger bzw. AIS- Transceiver, die die Redundanz-Signale empfangen und auswerten können, als Ausrüstung vorgesehen werden. Der hierfür erforderliche Zusatzaufwand ist vergleichsweise gering, da je nach Implementation des Hilfskanals keine Hardware- Modifikationen erforderlich sind, sondern die Erweiterungen in Form von Software- Ergänzungen vorgenommen werden können, oder allenfalls geringe Hardware-Änderungen erforderlich sind. Auch eine reine Hardware-Implementation des Hilfskanals ist vorteilhaft möglich.
Als AlS-standardkonforme AlS-Signalen werden hierbei insbesondere solche AIS- Signale verstanden, die die ITU Recommendation ITU-R M.1371 -5 und/oder deren aktuelle Versionen erfüllen.
Die zu übertragenden AIS-Daten, die Redundanz-Daten und die empfangenen AIS-Daten können ganz oder teilweise in Form von Binärdaten (Bits) und/oder noch nicht entschiedenen Soft-Werten solcher Binärdaten, welche zur Decodie- rung der AIS Daten verwendet werden (im Sinne einer Soft Decision Decodie- rung), realisiert sein. So können empfängerseitig z.B. Soft-Werte der empfangenen AIS-Daten und Soft-Werte der Redundanz-Daten zur Decodierung und Bereitstellung der empfangenen AIS-Daten verknüpft werden.
Der für den Hauptkanal und den Hilfskanal verwendete Begriff„Kanal" ist dabei als Kanal im nachrichtentechnischen Sinne zu verstehen, d. h. als irgendwie gearteter Ü bertrag ungsweg für die drahtlose Signalübertragung. Der Hauptkanal ist bei der AIS-Datenübertragung entsprechend dem AlS-Standard entweder der Kanal AIS1 oder der Kanal AIS2, wobei automatisch zwischen diesen Kanälen gewechselt wird. Als Hilfskanal kann jeder andere Teil des Signalraums, der für die AlS-Sig- nalübertragung zugelassen ist, genutzt werden, z. B. im AIS-Frequenzbereich o- der in der Nähe des AIS-Frequenzbereichs, z. B. bei freien Frequenzlücken. Als Hilfskanal kann auch ein Signalraum genutzt werden, der nicht zur Übertragung von AIS Signalen vorgesehen ist. Der Hilfskanal kann z. B. durch eine andere Modulationsart der Signalübertragung realisiert werden als die Modulationsart des Hauptkanals. Für den Hauptkanal kann als Modulationsart eine AlS-standardkon- forme Modulationsart, z. B. jede Art der Frequenzumtastung (Frequency Shift Keying, FSK), genutzt werden. Insbesondere kann für den Hauptkanal die GMSK- Modulation genutzt werden (Gaussian Minimum Shift Keying). Hierdurch wird für die Übertragung der AlS-Signale nur wenig Bandbreite benötigt.
Der Hilfskanal kann aber auch anders als durch eine andere Modulationsart des Hauptkanals realisiert werden, z. B. durch eine zeitlich gemultiplexte Übertragung (zeitlicher Versatz zwischen der Übertragung der AlS-Signale und der Redundanz- Signale), oder durch Nutzung des jeweils anderen AIS-Kanals, d. h. entweder AIS1 oder AIS2, je nachdem ob dieser gerade frei ist und nicht für die eigene Übertragung der AlS-Signale genutzt wird. So können insbesondere freie Zeitslots in einem der AIS-Kanäle für die Übertragung der Redundanz-Signale und damit für die Realisierung des Hilfskanals genutzt werden.
Die Redundanz-Daten sind, wie erwähnt, als fehlerkorrigierende Redundanz-Daten ausgebildet, die empfängerseitig eine Fehlerkorrektur der dort empfangenen AIS-Daten erlauben. Je nach Art und Umfang der Redundanz-Daten können dabei mehr oder weniger Übertragungsfehler korrigiert werden, d. h. ab einer gewissen Fehlerrate sind keine vollständigen Korrekturen mehr möglich. Dennoch lässt sich durch solche Redundanz-Daten die Qualität der Datenübertragung deutlich verbessern und die Datenverluste können verringert werden. Im Gegensatz zu Redundanz-Daten, die lediglich als fehlererkennende Redundanz-Daten wie z. B. Checksummen ausgebildet sind, ist somit nicht nur eine Fehlererkennung möglich, sondern direkt empfängerseitig eine Fehlerkorrektur zumindest einiger Übertragungsfehler. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass emp- fängerseitig wahlweise nur die AlS-Signale aus dem Hauptkanal ausgewertet werden, um die empfangenen AIS-Daten zu bilden, oder die AlS-Signale aus dem Hauptkanal unter zusätzlicher Auswertung empfangener Redundanz-Signale ausgewertet werden, um die empfangenen AIS-Daten zu bilden und dabei in den empfangenen AIS-Daten oder Teilen davon vorhandene Übertragungsfehler zumindest zum Teil zu korrigieren. Dies hat den Vorteil, dass ein noch nicht zur Auswertung der Redundanz-Signale ausgerüsteter AIS-Empfänger dennoch die AIS- Daten übertragen kann. Ein zur Auswertung der AIS-Redundanz-Signale ausgerüsteter AIS-Empfänger kann diese Redundanz-Signale dann empfangen und auswerten und zur Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten oder von Teilen davon nutzen.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die fehlerkorrigierenden Redundanz-Daten durch Kodierung mittels eines systematischen Codes erzeugt werden, der eine Fehlerkorrektur der Daten erlaubt. Dies hat den Vorteil, dass bei geringem zusätzlichem Übertragungsaufwand für die Redundanz-Daten eine deutliche Verbesserung der AIS-Datenübertragung bei Übertragungsfehlern erreicht werden kann. Hierbei werden die zusätzlichen Bits des erzeugten Codeworts, das zur Fehlerkorrektur genutzt werden kann, als Redundanz-Daten bzw. als die genannten Redundanz-Signale über den Hilfskanal übertragen. Empfängerseitig können dann die empfangenen AIS-Daten mit den Redundanz-Daten kombiniert werden und eine entsprechende Dekodierung einschließlich Fehlerkorrektur durchgeführt werden. Der verwendete systematische Code kann insbesondere ein aus der Informationstechnik bekannter fehlerkorrigierender Code sein, z. B. ein Turbo-Code, Faltungscode, RS-Code oder LDPC Code.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die über den Hauptkanal übertragenen AlS-Signale durch die Übertragung der Redundanz-Signale auf dem Hilfskanal nicht oder nur insoweit beeinflusst werden, dass nicht zur Auswertung der Redundanz-Signale eingerichtete AIS-Empfänger dennoch die AlS-Signale zu den AIS-Daten wandeln können. Auf diese Weise können insbesondere vorhandene, nicht zur Auswertung der Redundanz-Signale ausgerüstete AIS-Empfänger weiterhin genutzt werden und die AlS-Signale dort empfangen und zu AIS-Daten gewandelt werden. Eventuelle geringfügige Beeinflussungen der AlS-Signale im Hauptkanal durch die Redundanz-Signale werden dabei durch ohnehin im AIS-Empfänger vorhandene Filtermaßnahmen weggefiltert.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Redundanz-Daten zumindest eine Fehlerkorrektur der AIS-Daten„Schiffskennung" und„Position des Schiffs" erlauben. Auf diese Weise werden die für die Sicherheit im Schiffsverkehr besonders bedeutsamen AIS-Daten besser gegen Übertragungsfehler abgesichert. Zudem können die für die Fehlerkorrektur zu berücksichtigenden AIS-Daten auf ein geringes Maß reduziert werden, so dass der Aufwand für die Übertragung der Redundanz-Daten relativ gering ist, insbesondere auf relativ wenige Bits reduziert werden kann. Auf diese Weise wird für die Realisierung des Hilfskanals keine große Übertragungs-Bandbreite benötigt.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch einen AlS-Sender, der eingerichtet ist zur Ausführung der senderseitigen Verfahrensschritte eines Verfahrens der zuvor erläuterten Art. Auch hiermit können die eingangs erläuterten Vorteile realisiert werden. Die senderseitigen Verfahrensschritte sind insbesondere die Umwandlung der zu übertragenden AIS-Daten in AlS-Signale, z.B. durch Modulation, und das Aussenden dieser AlS-Signale über den Hauptkanal, ferner das Erzeugen der fehlerkorrigierenden Redundanz-Daten aus den zu übertragenden AIS-Daten oder Teilen dieser Daten sowie das Wandeln der Redundanz-Daten in Redundanz-Signale, z.B. durch Modulation, und das Aussenden der Redundanz-Signale über den Hilfskanal. Je nach Realisierung des Hilfskanals können diese Verfahrensschritte im AlS-Sender z.B. durch entsprechende Programmierung realisiert werden, d.h. durch eine Erweiterung oder Änderung der Software des AlS-Senders.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der AlS-Sender einen Redundanz-Datengenerator aufweist, zur Erzeugung der Redundanz-Daten aus ihm zugeführten AIS-Daten oder von Teilen davon eingerich- tet ist, wobei dem Redundanz-Datengenerator ein Redundanz-Signalsender nachgeordnet ist, der zur Umwandlung der Redundanz-Daten in die Redundanz-Signale und zum Aussenden der Redundanz-Signale über den Hilfskanal eingerichtet ist. Der Redundanz-Datengenerator kann in Form von einem oder mehreren Schaltungs-Bauteilen (Hardware), durch eine Softwareerweiterung oder eine Kombination daraus realisiert werden. Dem Redundanz-Signalsender werden dabei die vom Redundanz-Datengenerator erzeugten Redundanz-Daten zugeführt.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch einen AIS-Empfänger, der eingerichtet ist zur Ausführung der empfangerseitigen Verfahrensschritte eines Verfahrens der zuvor erläuterten Art. Auch hiermit können die eingangs erläuterten Vorteile realisiert werden. Die empfängerseitigen Verfahrensschritte sind insbesondere das Empfangen der AlS-Signale vom Hauptkanal sowie das Zurückwandeln der empfangenen AlS-Signale in empfangene AIS-Daten, z.B. durch De- modulation, ferner das Empfangen der Redundanz-Signale vom Hilfskanal und das Umwandeln der Redundanz-Signale in Redundanz-Daten, z.B. durch Demo- dulation, sowie eine Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten oder von Teilen davon anhand der Redundanz-Daten. Je nach Realisierung des Hilfskanals können diese Verfahrensschritte im AIS- Empfänger z.B. durch entsprechende Programmierung realisiert werden, d.h. durch eine Erweiterung oder Änderung der Software des AIS- Empfängers.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der AIS-Empfänger einen Redundanz-Signalempfänger aufweist, der zum Empfangen der Redundanz-Signale und zur Umwandlung dieser Redundanz-Signale in Redundanz-Daten eingerichtet ist, wobei dem Redundanz-Signalempfänger eine Fehlerkorrektureinheit nachgeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, anhand der Redundanz-Daten eine Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten oder von Teilen davon durchzuführen. Der Fehlerkorrektureinheit werden dabei die vom Redundanz-Signalempfänger erzeugten Redundanz-Daten zugeführt.
Die zuvor erläuterten Einrichtungen, nämlich der AlS-Sender und der AIS-Empfänger, können auch Teil eines AIS-Transceivers sein, d.h. einer Einrichtung, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von AlS-Signalen eingerichtet ist. Dementsprechend wird die eingangs genannte Aufgabe auch gelöst durch einen AIS-Transceiver, aufweisend einen AlS-Sender der zuvor erläuterten Art und einen AIS-Empfänger der zuvor erläuterten Art.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein System von AlS-Sendern und AIS-Empfängern, aufweisend:
a) wenigstens einen AlS-Sender der zuvor erläuterten Art,
b) wenigstens einen AIS-Empfänger der zuvor erläuterten Art,
c) wenigstens einen AIS-Empfänger der nicht zur Auswertung der Ais-Redundanz-Signale eingerichtet ist,
wobei die von den AlS-Sendern übertragenen AIS-Daten sowohl von AIS-Empfängern gemäß Merkmal b) als auch von AIS-Empfängern gemäß Merkmal c) empfangen und ausgewertet werden können. Auf diese Weise ist ein Mischbetrieb in dem System mit„alten" AIS-Empfängern, die nicht zur Auswertung der AIS-Re- dundanz-Signale eingerichtet sind, und erfindungsgemäß ausgebildeten AIS-Empfängern möglich, wobei zwischen allen Teilnehmern die AIS-Daten standardkonform ausgetauscht werden können. Die Vorteile der Erfindung im Hinblick auf die verbesserte Störsicherheit können allerdings nur bei der Datenübertragung zwischen AlS-Sendern gemäß Merkmal a) und AIS-Empfängern gemäß Merkmal b) realisiert werden. Dennoch ist die Datenübertragung weiterhin AlS-standardkon- form und damit abwärtskompatibel.
Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, eingerichtet zur Durchführung der senderseitigen Verfahrensschritte und/oder der empfängerseitigen Verfahrensschritte des Verfahrens der zuvor erläuterten Art, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird. Auch hiermit können die eingangs erläuterten Vorteile realisiert werden. Der Rechner kann z.B. ein Rechner, z.B. ein Mikrocomputer oder Mikroprozessor, eines AlS-Senders, eines AIS-Empfängers oder eines AIS-Transceivers sein. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann der Hilfskanal z.B. durch eine der nachfolgend erläuterten Ausführungsformen oder durch eine Kombination von mehreren der nachfolgend erläuterten Ausführungsformen realisiert werden:
1 ) Übertragung der Redundanz-Signale derart, dass sie im Frequenzbereich außerhalb der AlS-Signale oder dicht neben den AlS-Signalen liegen, z.B. durch OFDM-Signale (OFDM - Orthogonal Frequency-Divison Multiplexing = orthogonales Frequenzmultiplexverfahren), die dicht neben den AlS-Signalen liegen.
2) Übertragung der Redundanz-Signale als Spread Spectrum Signale, die den AlS-Signalen oder anderen Signalen überlagert werden können.
3) Übertragung der Redundanz-Signale durch Amplitudenmodulation der AlS- Signale.
4) Übertragung der Redundanz-Signale als zusätzliche Signale im AIS-Fre- quenzbereich, z.B. durch Wiederholungen der AlS-Signale als Redundanz- Signale.
5) Übertragung der Redundanz-Signale über den jeweils anderen AIS-Kanal, der nicht für die Übertragung der AlS-Signale genutzt wird.
6) Übertragung der Redundanz-Signale durch eine sonstige andere Modulationsart, die konfliktfrei der für die Übertragung der AlS-Signale genutzten Modulationsart diesen AlS-Signalen überlagert werden kann.
7) Zeitmultiplex für die Übertragung der Redundanz-Signale, d.h. Übertragung zu Zeiten, zu denen keine AlS-Signale übertragen werden, z.B. freie Zeitslots der AIS-Datenübertragung.
In allen Fällen können nicht zur Auswertung der Redundanz-Signale ausgerüstete AIS-Empfänger dennoch die AlS-Signale empfangen und auswerten, auch wenn es z. B. bei den oben genannten Ausführungsformen 2, 4 und 5 zu Interferenzen kommen kann, die aber im AIS-Empfänger wie ein erhöhter Rauschpegel aufgenommen werden und dementsprechend durch die Empfangsfilter oder andere Maßnahmen ausgefiltert werden. Bei der zuvor genannten Ausführungsform 3 kommt es aus Sicht des AIS-Empfängers zu Schwankungen der Signalstärke der AlS-Signale, was aber auch im Rahmen der regulären AlS-Signalübertragung auftreten kann, z. B. bei Reichweitenschwankungen, und dementsprechend nicht zur Verfälschungen führen darf.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen
Figur 1 eine erste Ausführungsform eines Systems von AlS-Sendern und
AIS-Empfängern und
Figur 2 eine zweite Ausführungsform eines Systems von AlS-Sendern und
AIS-Empfängern.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet.
Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein System, das einen AlS-Sender 1 sowie zwei AIS-Empfänger 2, 3 aufweist. Der AlS-Sender 1 ist erfindungsgemäß mit der senderseitigen Redundanz-Signalübertragung ausgebildet. Der AIS-Empfänger 2 ist ebenfalls erfindungsgemäß ausgebildet, sodass er die Redundanz- Signale des AlS-Senders 1 empfangen und auswerten kann. Der AIS-Empfänger 3 ist ein Standard-AIS-Empfänger, der nicht zur Auswertung der Redundanz-Signale eingerichtet ist.
Dem AlS-Sender 1 werden zu übertragende AIS-Daten 5 zugeführt, z.B. von Sensoren und/oder anderen Geräten. Als zu übertragende AIS-Daten werden beispielsweise die Schiffskennung des Schiffs, auf dem der AlS-Sender 1 eingesetzt wird, zugeführt, außerdem die Position des Schiffs in Form von geographischen Daten, die z.B. von einem globalen Navigationssystem bereitgestellt werden können.
Die zu übertragenden AIS-Daten 5 werden einem AlS-Signalgenerator 10 des AlS-Senders 1 zugeführt. Hierdurch werden die AIS-Daten 5 in AlS-Signale gewandelt, die anschließend drahtlos über den Hauptkanal 41 ausgesandt werden können, nämlich über einen der zulässigen AIS-Kanäle. Die AIS-Daten 5 werden zudem einem Redundanz-Datengenerator 1 1 des AlS-Senders 1 zugeführt. Dort werden aus den AIS-Daten 5 mit einem fehlerkorrigierenden Code gebildete codierte Daten erzeugt, die insbesondere die Redundanz-Daten umfassen. So können z.B. im Sinne einer systematischen Kodierung aus n Datenbits der AIS-Daten 5 insgesamt n + k codierte Datenbits erzeugt werden. Hiervon werden die hinzugefügten k Datenbits als Redundanz-Daten weiter übertragen. Diese Redundanz- Daten werden vom Redundanz-Datengenerator 1 1 einem Redundanz-Signalsender 12 zugeführt, der die Redundanz-Daten in aussendbare Redundanz-Signale wandelt, z.B. durch entsprechende Modulation. Diese Redundanz-Signale werden von dem Redundanz-Signalsender 12 dann über einen zusätzlich zum Hauptkanal 41 vorhandenen Hilfskanal 42 ausgesendet. Das Aussenden der AlS-Signale über den Hauptkanal 41 und der Redundanz-Signale über den Hilfskanal 42 kann über dieselbe Antenne des AlS-Senders 1 oder über separate Antennen erfolgen.
Die von dem AlS-Sender 1 über die Übertragungsstrecke 4 ausgesendeten AlS- Signale und die Redundanz-Signale können grundsätzlich von jedem AIS-Empfän- ger in Funkreichweite empfangen werden. Ein Empfangen einschließlich einer Auswertung der Redundanz-Signale ist jedoch nur durch entsprechend aufgerüstete AIS-Empfänger entsprechend dem hier dargestellten AIS-Empfänger 2 möglich. Der nach dem bisherigen Standard ausgebildete AIS-Empfänger 3 kann die über die Übertragungsstrecke 4 über den Hauptkanal 41 übertragenen AlS-Signale des AlS-Senders 1 wie bisher problemlos auswerten, d.h. über seinen AIS- Signalwandler 30 die AlS-Signale vom Hauptkanal 41 in empfangene AIS-Daten 7 wandeln und an andere Geräte ausgeben. Die über den Hilfskanal 42 übertragenen Redundanz-Signale mögen physikalisch wohl auch an dem AIS-Empfänger 3 bzw. dessen Antenne ankommen, führen aber zu keiner weiteren Auswertung, wie in der Figur 4 durch den lediglich gestrichelt dargestellten Pfeil 40 angedeutet ist.
In dem AIS-Empfänger 2 werden die AlS-Signale vom Hauptkanal 41 ebenfalls empfangen und über einen AlS-Signalwandler 20 in empfangene AIS-Daten gewandelt, die bis auf mögliche Übertragungsfehler den AIS-Daten 5 entsprechen. In dem AIS-Empfänger 2 werden zusätzlich die Redundanz-Signale vom Hilfskanal 42 empfangen und über einen Redundanz-Signalempfänger 21 des AIS-Empfän- gers 2 in die Redundanz-Daten gewandelt. Diese Redundanz-Daten werden einer Fehlerkorrektureinheit 22 zugeführt, der auch die von dem AlS-Signalwandler 20 ausgegebenen empfangenen AIS-Daten zugeführt werden. Durch die Fehlerkorrektureinheit 22 wird soweit möglich eine Fehlerkorrektur der empfangenen AIS- Daten oder von Teilen davon durchgeführt. Die entsprechend fehlerkorrigierten AIS-Daten werden von der Fehlerkorrektureinheit 22 dann als empfangene AIS- Daten 6 abgegeben.
Die Erfindung umfasst, wie eingangs erläutert, auch Realisierungsmöglichkeiten, bei denen der Hilfskanal derart mit dem Hauptkanal gekoppelt ist, dass die in Figur 1 getrennt dargestellten Übertragungswege für den Hauptkanal 41 und den Hilfskanal 42 sich in der Darstellung vereinigen. Dies wird anhand des Beispiels der Figur 2 erläutert. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 erfolgt die Realisierung des Hilfskanals beispielsweise durch Amplitudenmodulation der vom AlS-Sender 1 ausgesendeten AlS-Signale.
Dementsprechend ist bei Figur 2 der AlS-Sender 1 wiederum mit dem AlS-Signalwandler 10 sowie dem Redundanz-Datengenerator 1 1 ausgebildet. Im Unterschied zur Ausführungsform der Figur 1 werden senderseitig, d.h. im AlS-Sender 1 , die vom AlS-Signalwandler 10 abgegebenen AlS-Signale in einem Modulator 13 mit den Redundanz-Signalen vom Redundanz-Datengenerator 1 1 moduliert, z.B. entsprechend der erwähnten Amplitudenmodulation. Die auf diese Weise gewonnenen auszusendenden AlS-Signale erfüllen weiterhin die durch den AIS- Standard vorgegebenen Grenzwerte, wobei innerhalb derselben Signalübertragung der Hauptkanal 41 und der Hilfskanal 42 gebildet sind. Diese AlS-Signale werden über die Übertragungsstrecke 4 wiederum zu dem AIS-Empfänger 2 und dem AIS-Empfänger 3 übertragen.
Der AIS-Empfänger 3 ist, wie schon anhand der Figur 1 erläutert, nicht zu Auswertung der Redundanz-Signale eingerichtet. Er empfängt die über die Übertragungsstrecke 4 übertragenen AlS-Signale, kann aber nur die Signalanteile des Hauptkanals 41 auswerten und wandelt diese in die empfangenen AIS-Daten 7.
Bei dem AIS-Empfänger 2 erfolgt eine Auswertung der Redundanz-Signale, die in dem über die Übertragungsstrecke 4 übertragenen Signal enthalten sind. Die über die Übertragungsstrecke 4 empfangenen Signale werden in dem AIS-Empfänger 2 dem AlS-Signalwandler 20 sowie in diesem Fall zusätzlich dem Redundanz-Signalempfänger 21 zugeführt. Der Redundanz-Signalempfänger 21 ist in diesem Fall technisch anders ausgebildet als bei der Ausführungsform der Figur 1 , da er bei der Ausführungsform der Figur 2 aus dem gemeinsamen Signal den Anteil der Redundanz-Signale herausfiltern bzw. demodulieren muss.
Wie bei der Ausführungsform der Figur 1 werden die von dem AlS-Signalwandler 20 abgegebenen empfangenen AIS-Daten sowie die von dem Redundanz-Signalempfänger 21 gewonnenen Redundanz-Daten der Fehlerkorrektureinheit 22 zugeführt, durch die die erläuterte Fehlerkorrektur durchgeführt wird. Die hiervon abgegebenen Daten werden letztendlich als empfangene AIS-Daten 6 ausgegeben.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur AIS-Datenübertragung mittels AlS-standard konformen AIS- Signalen, wobei zu übertragende AIS-Daten (5) senderseitig in AlS-Signale gewandelt und über einen Hauptkanal (41 ) ausgesendet werden, wobei die AlS-Signale in einem AIS-Empfänger (2, 3) empfangen und in empfangene AIS-Daten (6, 7) zurückgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass senderseitig aus den zu übertragenden AIS-Daten (5) oder Teilen dieser Daten fehlerkorrigierende Redundanz-Daten erzeugt werden, die empfängersei- tig zur Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten (6, 7) genutzt werden können, und die Redundanz-Daten senderseitig in Redundanz-Signale gewandelt und über einen zusätzlich zum Hauptkanal (41 ) vorhandenen Hilfskanal (42) ausgesendet werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass empfängerseitig wahlweise nur die AlS-Signale aus dem Hauptkanal (41 ) ausgewertet werden, um die empfangenen AIS-Daten (6, 7) zu bilden, oder die AIS-Signa)e aus dem Hauptkanai (4 ) unter zusätzlicher Auswertung empfangener Redundanz-Signale ausgewertet werden, um die empfangenen AIS-Daten (6, 7) zu bilden und dabei in den empfangenen AIS-Daten (6, 7) oder Teilen davon vorhandene Übertragungsfehler zumindest zum Teil zu korrigieren.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die fehlerkorrigierenden Redundanz-Daten durch Kodierung mittels eines systematischen Codes erzeugt werden, der eine Fehlerkorrektur der Daten erlaubt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die über den Hauptkanal (41 ) übertragenen AlS-Signale durch die Übertragung der Redundanz-Signale auf dem Hilfskanal (42) nicht oder nur insoweit beeinflusst werden, dass nicht zur Auswertung der Redundanz- Signale eingerichtete AIS-Empfänger (3) dennoch die AlS-Signale zu den empfangenen AIS-Daten (7) wandeln können.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Redundanz-Daten zumindest eine Fehlerkorrektur der AIS-Daten„Schiffskennung" und„Position des Schiffs" erlauben.
6. AlS-Sender (1 ), der eingerichtet ist zur Ausführung der senderseitigen Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
7. AlS-Sender nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass den AlS-Sender (1 ) einen Redundanz-Datengenerator (1 1 ) aufweist, zur Erzeugung der Redundanz-Daten aus ihm zugeführten AIS-Daten (5) o- der von Teilen davon eingerichtet ist, wobei dem Redundanz-Datengenerator (1 1 ) ein Redundanz-Signalsender (12, 13) nachgeordnet ist, der zur Um- Wandlung der Redundanz-Daten in die Redundanz-Signale und zum Aussenden der Redundanz-Signale über den Hilfskanal (42) eingerichtet ist.
8. AIS-Empfänger (2), der eingerichtet ist zur Ausführung der empfängerseiti- gen Verfahrensschritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
9. AIS-Empfänger nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der AIS-Empfänger (2) einen Redundanz-Signalempfänger (21 ) aufweist, der zum Empfangen der Redundanz-Signale und zur Umwandlung dieser Redundanz-Signale in Redundanz-Daten eingerichtet ist, wobei dem Redundanz-Signalempfänger (2 ) eine Fehlerkorrektureinheit (22) nachgeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, anhand der Redundanz-Daten eine Fehlerkorrektur der empfangenen AIS-Daten (6, 7) oder von Teilen davon durchzuführen.
10. AIS-Transceiver, aufweisend einen AlS-Sender (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 7 und einen AIS-Empfänger (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 9.
1 1 . System von AlS-Sendern (1 ) und AIS-Empfängern (2, 3), aufweisend:
a) wenigstens einen AlS-Sender (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 7, b) wenigstens einen AIS-Empfänger (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, c) wenigstens einen AIS-Empfänger (3), der nicht zur Auswertung der Redundanz-Signale eingerichtet ist,
wobei die von den AlS-Sendern (1 ) übertragenen AIS-Daten sowohl von AIS- Empfängern (2) gemäß Merkmal b) als auch von AIS-Empfängern (3) gemäß
Merkmal c) empfangen und ausgewertet werden können.
12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, eingerichtet zur Durchführung der senderseitigen Verfahrensschritte und/oder der empfängerseitigen Verfahrensschritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird.
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