甚高频数据交换系统的制作方法

[0001]
本发明涉及无线电通信技术领域，尤其涉及甚高频数据交换系统。


背景技术：

[0002]
ais是一种安装于船舶上的基于vhf频段的无线电通信导航避碰设备，可适用于内河、港口及外海等各类船舶。ais的主要组成部分为一个gps接收机，一个通信处理器，两个vhf数据接收机和一个vhf数据发射机。ais系统是船舶间互相自动交换信息的实用系统。交换信息包括当前航行状态和船舶信息等，能够提供有效的避碰措施。将船舶海上移动通信业务标识码(mmsi)、呼号、船名、船舶类型和尺寸等船舶常用信息配置在设备中，ais便成为了一种船舶报告系统，有利于管理工作。现有的ais系统采用了gmsk调制解调模式,在25khz信道上提供9.6比特率数据传输速率，ais存在频率拥挤、带宽窄(9.6k)、不能支持安全信息播发。
[0003]
针对当前海上安全通信“船舶自动识别系统”(ais)存在的带宽窄、容量小等问题，提出新一代海上安全通信“甚高频数据交换系统”。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的甚高频数据交换系统，其具有随机接入时分多址(ratdma)、增量时分多址(itdma)、固定接入时分多址(fatdma)多模式适用性，且实现端到端之间最大通信速率为307.2kbps，大大的提高了数据传输速率，同时还支持实现水上甚高频频道可选择、闲时数据同步、语言无关通信传输、链路级的数据完整性监控校验、身份验证以及加密等网络安全控制、信号监测和识别、支持外部应用程序接口。
[0005]
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
[0006]
甚高频数据交换系统，包括三个ais、asm、vde处理与电源、外设及接口，三个所述ais、asm、vde处理之间串联式电性连接；
[0007]
txvco和调制器，所述txvco和调制器的输入端均与ais、asm、vde处理的输出端连接，所述txvco和调制器的输出端均与分频器的输入端连接；
[0008]
d/a，所述d/a的输入端与ais、asm、vde处理的输出端连接，所述d/a的输出端与lpf的输入端连接；
[0009]
lpf，所述lpf的输出端与正交调制器的输入端连接；
[0010]
所述分频器与正交调制器的输出端均与射频开关的输入端连接；
[0011]
射频开关，所述射频开关的输出端与第一filter的输入端连接；
[0012]
第一filter，所述filter的输出端与初级功放的输入端连接；
[0013]
初级功放，所述初级功放的输出端与tx_pa的输入端连接；
[0014]
tx_pa，所述tx_pa的输出端与rf_switch的输入端连接；
[0015]
rf_switch，所述rf_switch的输出端与第二filter的输入端连接；
[0016]
第二filter，所述第二filter的输出端与lna的输入端连接；
[0017]
lna，所述lna的输出端与第三filter的输入端连接；
[0018]
第三filter，所述第三filter的输出端分别与三个第一混频器的输入端连接，每相邻的两个第一混频器之间设置有本振时钟；
[0019]
第一混频器，所述第一混频器的输出端与放大器的输入端连接；
[0020]
第一放大器，所述第一放大器的输出端与第四filter的输入端连接；
[0021]
第四filter，所述第四filter的输出端分别与第二混频器、第二放大器、解调器的输入端连接；
[0022]
第二混频器、第二放大器、解调器，三个所述第二混频器、第二放大器、解调器的输出端均与a/d的输入端连接；
[0023]
a/d，所述a/d的输出端与ais、asm、vde处理的输入端连接。
[0024]
优选地，所述第一filter、第二filter、第三filter以及第四filter均为同一功率的放大器。
[0025]
优选地，所述本振时钟的输出端分别与两个相邻的第一混频器连接。
[0026]
本发明具备以下有益效果：
[0027]
采用相移键控(π/4qpsk)、正交幅度调制(16qam)调制解调算法提高频谱利用率，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)多模式适用性；基于甚高频的多频段、可靠性、时效性等约束条件，利用vdes在船船、船岸的通信及组网技术，实现远距离船舶自动识别、特殊应用报文海事安全信息播发、多载波聚合甚高频数据交换；支持实现水上甚高频频道可选择、闲时数据同步、语言无关通信传输、链路级的数据完整性监控校验、身份验证以及加密等网络安全控制、信号监测和识别、支持外部应用程序接口；实现端到端之间最大通信速率为307.2kbps，大大的提高了数据传输速率。
附图说明
[0028]
图1为本发明提出的甚高频数据交换系统的结构框图。
具体实施方式
[0029]
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。
[0030]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0031]
参照图1，甚高频数据交换系统，包括三个ais、asm、vde处理与电源、外设及接口，三个ais、asm、vde处理之间串联式电性连接；
[0032]
txvco和调制器，txvco和调制器的输入端均与ais、asm、vde处理的输出端连接，txvco和调制器的输出端均与分频器的输入端连接；
[0033]
d/a，d/a的输入端与ais、asm、vde处理的输出端连接，d/a的输出端与lpf的输入端连接；
[0034]
lpf，lpf的输出端与正交调制器的输入端连接；
[0035]
分频器与正交调制器的输出端均与射频开关的输入端连接；
[0036]
射频开关，射频开关的输出端与第一filter的输入端连接；
[0037]
第一filter，filter的输出端与初级功放的输入端连接；
[0038]
初级功放，初级功放的输出端与tx_pa的输入端连接；
[0039]
tx_pa，tx_pa的输出端与rf_switch的输入端连接；
[0040]
rf_switch，rf_switch的输出端与第二filter的输入端连接；
[0041]
第二filter，第二filter的输出端与lna的输入端连接；
[0042]
lna，lna的输出端与第三filter的输入端连接；
[0043]
第三filter，第三filter的输出端分别与三个第一混频器的输入端连接，每相邻的两个第一混频器之间设置有本振时钟；
[0044]
第一混频器，第一混频器的输出端与放大器的输入端连接；
[0045]
第一放大器，第一放大器的输出端与第四filter的输入端连接；
[0046]
第四filter，第四filter的输出端分别与第二混频器、第二放大器、解调器的输入端连接；
[0047]
第二混频器、第二放大器、解调器，三个第二混频器、第二放大器、解调器的输出端均与a/d的输入端连接；
[0048]
a/d，a/d的输出端与ais、asm、vde处理的输入端连接。
[0049]
第一filter、第二filter、第三filter以及第四filter均为同一功率的放大器；所述本振时钟的输出端分别与两个相邻的第一混频器连接。
[0050]
本发明的实现步骤如下：
[0051]
第一步，理论模型：按照osi体系结构的七层协议结构，在物理层、链路层、网络层、传输层进行相应的分层结构研究和设计开发；
[0052]
第二步，原理样机：采用软件无线电方案，仿真接收、量化无线电信号，利用计算机软件对信号进行分析处理；
[0053]
第三步，通信组网：采用多种时分多址接入技术实现指定模式、轮询模式等不同组网模式，以及对于船舶通信的适用性；
[0054]
第四步，工程样机：基于以上理论模型、原理样机和通信组网方案，利用arm架构设计研发适合在船上安装使用的工程样机；
[0055]
第五步，试验测试：按照国际组织的建议标准对工程样机进行测试，总结测试输出结果，不断优化、改进工程样机的性能参数；
[0056]
第六步，应用验证：工程样机搭载交通运输船舶开展应用验证，满足远距离船舶自动识别、特殊应用报文海事安全停息播发、多载波聚合甚高频数据交换等海事应用。
[0057]
主要对水上甚高频频谱规划及信道分配，分析海上甚高频频谱环境，构建甚高频信道通信模型；利用软件无线电技术，结合硬件功能模块来实现vdes的各项功能模块，包括使用模数转换并通过可编程数字滤波器对信道进行分离；使用数字信号处理器技术，通过软件编程实现甚高频信道的选择；采用多种处理方法设计软件架构，使具备对相移键控、正交幅度调制的调制解调功能以及相关编解码功能，通过软件编程实现传送信息抽样、量化、编码/解码、运算处理和变换，以实现射频通信的收发功能；通过随机接入时分多址、增量时
分多址、固定接入时分多址多模式适用性实现通信组网，通过软件编程实现不同的网络协议、控制等功能。
[0058]
以上，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。