海上数字通信新技术探究范文

本站小编为你精心准备了海上数字通信新技术探究参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

一、铱星通信系统

铱星通信系统是基于卫星的全球移动个人通信卫星系统（GlobalMobilePersonalCommunicationsbySatelliteSystem，简称GMPCS），支持全球无线数字通信，用户可以使用铱星手机通过该系统进行语音、数据、寻呼和短信等通信，还可以通过标准铱星终端经由铱星系统进入全球Internet网与陆上计算机用户通信，使船员进入手持机通信时代。1．系统组成铱星系统主要由卫星星座、用户终端设备和网关（地球站）组成，如图2所示。铱星星座由66颗低轨道卫星和几个在轨轨道备用卫星组成。66颗卫星均匀分布在有86.4°倾斜的极轨道平面上，每个轨道面上有1颗或多颗备用卫星，提供无缝全球覆盖。单颗卫星覆盖直径大约4,500km，可同时处理约1,100个话音线路。系统使用专有的铱星传输模式（IridiumTransferMode-ITM）传输信息包，在L频段传送卫星语音和数据信号，而星际链路、地面上/下行链路则使用Ka频段。用户终端设备指的是铱星用户单元（ISU），这是一个移动电话，可通过内置的RS232接口连接传真机及数据通信设备。大多数用户设备使用SIM卡，用来存储用户信息和网关认证。网关天线跟踪指向移动的铱星，提供铱星到陆地网络的链接，控制系统的接入、呼叫设置、计费以及维护注册用户信息等。2．应用及发展铱星系统基于GSM网络。在GSM覆盖区域，首选GSM网络，充当GSM手机使用，节省费用；在GSM覆盖不到的地方，使用铱星传递信息，速率高、时延低、损耗小。铱星通信公司日前推出了其第二代海事宽带平台“Pilot”，如图3所示，通过小巧轻便的船载天线终端使用铱星公司的OpenPort服务。这种天线是按照在海上最恶劣的条件下的船舶操作而设计的，属电子导向相控阵天线，可带三路独立的电话线路和一路宽带连接，其数据传输速率可达134kbps。该平台还附带内置防火墙以实现流量管理和批量配置。并且该铱星Pilot平台将会与铱星公司的下一代卫星“铱星NEXT”相兼容。

二、高频电子邮件技术

海上高频电子邮件技术基于短波传输协议（PACTOR-Ⅲ协议），采用正交频分多路复用传输（OFDM）技术，使用现有的海上中/高频无线电设备，经全球链路网与陆上用户进行通信。1．PACTOR-Ⅲ协议PACTOR-Ⅲ协议是新一代高速可靠的同步半双工自动请求重复（ARQ）无差错数传模式，是一种优化后的短波协议。基于它的网络可以传输任意文件，可以代替窄带直接印字电报（NBDP）来进行常规通信。其初始链路的建立采用移频键控（FSK），与当前高频通信使用的PACTOR-Ⅰ协议相兼容。当2个电台都支持PACTOR-Ⅲ协议时，系统将自动切换到高一层的协议进行通信。PACTOR-Ⅲ协议数据传输带宽为6kHz，相当于两个单边带信道（单边带信道带宽为3kHz）。因此，可以充分利用现有的单边带电话信道，2个单边带信道作为一个数字通信信道，在传输系统允许时最高可容纳18路话音，每路间隔120Hz。全速率工作最大带宽为2.2kHz，音频带宽400-2,600Hz，中心频率是500Hz，最低音频为480Hz，最高音频为2,520Hz。在线压缩数据的最大传送速率约5,200bit/s。该协议完全支持二进制文件传输、FTP文件远端传输和完全透明的TCP/IP嵌入，可以实现在短波波段与Internet间的数据访问服务。PACTOR-Ⅲ协议使用20位控制信号（CS）。其中，控制信号1（CS1）和控制信号2（CS2）用于确认/请求重发数据；控制信号3（CS3）执行强行拆线；控制信号4（CS4）和控制信号5（CS5）用于处理传输速率改变：CS4代表速率增加一级，CS5起到NAK（没有收妥）作用请求重复先前的数据包，同时降低一级速率；控制信号6（CS6）用于数据包长度和模式切换。所有的控制信号都在DBPSK方式下发送，以获得最强的信号。同时，PACTOR-Ⅲ协议的低振幅因数（CF）特性使其比传统的多载波模式能够提供更大的发射机功率。2．正交频分多路复用（OFDM）正交频分多路复用（OFDM）技术采用多载波模式，优点是单一分载波带宽很小，能够容忍中等衰减，因此评估到衰退信道不需要补偿器，简单易行。缺点是对频偏和振荡器相位噪声更敏感。在使用同样的功率放大器时，正交频分多路复用（OFDM）模式将会增加接收机的信噪比。

三、CemailFax通信系统

CemailFax通信系统是北京埃瑞尔科贸有限公司研制开发的基于InmarsatMini-M海事通信卫星的船岸电子邮件通信系统。与船舶常用的AMOS、Rydex、Skyfile等通信软件相比，该系统在保证信息传输速率和数据压缩率的同时，用户能够自主选择海事卫星地面站，具有中文处理能力，友好简单的操作界面大大方便了船员的学习使用。1．系统组成CemailFax通信系统采用C/S模式，即客户端/服务器模式，由卫星通信服务器提供拨叫账号和密码。系统组成如图4所示。2．通信过程（1）船站PC机通过CemailFax构造子用户（该子用户需要绑定一个电子邮件地址），并将该子用户向卫星通信服务器注册，得到拨号帐户和密码；（2）通过CemailFax构造电子邮件、传真和短信；（3）调用CemailFax拨叫功能将船站所有子用户文件（包括电子邮件、传真、短信）发送到卫星通信服务器，同时接收卫星通信服务器上本船站的文件；（4）卫星通信服务器将收到的文件按类型分别打包为相应的格式送到Internet网络、固定电话网络和短信网络。3．主要技术特点CemailFax通信系统利用InmarsatMini-M终端自带的Modem池直接拨号进入因特网。通信协议是在SMTPPOP3协议基础上自行开发的支持断点续传的无线通信协议。压缩算法采用LZSS算法，压缩率高，编译码算法简单。纠错方式采用CRC循环冗余校验码纠错，检错率达99.9984%。通过控制数据包长度及合理安排文件处理在整个通信过程中的逻辑位置等方法提高传输速率。实验表明，数据包每包在2k字节，且将文件的存储放在通信过程结束以后进行，能够大大提高传输速率。同时，CemailFax的单微机多用户方案使得软件可以对多个用户开放。

四、结束语

与传统的海上通信技术相比，VSAT卫星通信系统、铱星通信系统、高频电子邮件技术以及CemailFax通信系统等数字通信新技术所带来的强大的功能、高速的传输速率、高效的传输质量等优势将使其逐渐成为海上通信的主要手段，带领水上无线电通信进入全新的数字通信时代。

作者：杨华张颖王化民单位：青岛远洋船员职业学院