Система и устройства автоматической идентификации судов (1142019), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Такая девиация частоты обеспечивается при индексе модуляции 0,5 при работе на 25 кГцканале и 0,25 при работе на 12,5 кГц канале. На выходе ГУН, таким образом,формируется сигнал GMSK/FM, излучаемый в эфир после требуемого усиления.Скорость передачи данных составляет 9600 бит/сек ± 50 ppm.23Помехоустойчивое кодирование для прямого исправления ошибок неиспользуется.Время нарастания и спада сигнала радиопередатчика не должно превышать 1 мс после включения сигнала на передачуВремя переключения каналов должно быть меньше 25 мс.Время, отводимое для переключения с передачи на прием и наоборотне должно превышать времени нарастания или времени спада.
Должнаиметься возможность приема сообщения от слота следующего непосредственно или предшествующего собственной передаче.Передатчик АИС имеет возможность для установки двух уровней номинальной мощности (высокая мощность, низкая мощность) как требуют некоторые приложения. Операции транспондера по умолчанию должны использовать высокий уровень мощности. Изменения уровня мощности должны осуществляться только средствами, принятыми для управления каналами.Номинальные уровни для двух значений мощности составляют 2 Вт и12,5 Вт.
Отклонения должны быть в пределах ±20%.Оборудование АИС не должно выходить из строя в результате отсоединения или закорачивания антенного разъема.2.3. Канальный уровеньНа канальном уровне определяется порядок преобразования данных впакеты передачи и сама процедура передачи пакетов данных в УКВ АИС канале связи.
Канальный уровень делится на три подуровня:− контроль доступом к каналу передачи;− обеспечение канала;− управление каналом.2.3.1. Формат слотаПодуровень контроля доступом к каналу передачи обеспечивает предоставление доступа к УКВ каналу с использованием технологии МДВР (TDMA)– множественного доступа с временным разделением с использованием общейшкалы времени.Для передач станции АИС отводится временной интервал – слот длительностью 26,7 мс. 2250 слотов составляют фрейм или кадр продолжительностью 60 секунд. Состав фрейма и слота представлен на рис.
2.3.Временная синхронизация для всех станций осуществляется от единогоисточника UTC с помощью приемника GPS/GLONASS. Точность синхронизации составляет 10 мкс.Формат слота представлен в табл. 2.2.Выход передатчика на требуемую мощность и стабильность частотыосуществляется в течение периода нарастания, который по длительности соответствует 8-ми битовым интервалам.241 фрейм (кадр) = 2250 слотов = 60 сек824 8168ФлагконцаБуферПроверкаОбучающаяпоследоват.ФлагначалаНарастаниеслот16 824Число бит1 слот = 256 бит = 26,7 мсРис. 2.3. Состав фрейма (кадра) и слотаПередача данных всегда начинается с 24-битовой обучающей последовательности (преамбулы) для синхронизации работы демодулятора.
Преамбуласостоит из чередующихся «единиц» и «нулей» (0 1 0 1 0 1....).Таблица 2.2 – Формат слотаПолеДлительностьПоясненияНарастание8 битВыход передатчика на заданный режимОбучающаяпоследовательность24 бит0 1 0 1 0 1…. Необходима для синхронизации демодулятораФлажок начала8 битБайт 7EhДанные168 битПо умолчаниюCRC16 битПроверочный кодФлажок конца8 битБайт 7EhБуфер24 битИзбыток битов, задержка по дальности,задержка повторителя и ошибка синхронизацииВсего256 битФлаг начала отмечает начало передачи собственно информационныхданных.
Длина пакета данных составляет 168 бит. Для проверки правильности25приема данных используется проверочный код CRC длиной 16 бит. Данныйкод образуется в процессе обработки принятых данных. Если сформированноезначение CRC совпадает с принимаемым кодом CRC, то данные приняты безошибок. В противном случае считается, что данные приняты с ошибкой.Флаг конца означает конец передачи. До начала следующего слота резервируется еще некоторый буферный интервал, который необходим для предотвращения перекрытия слотов от разных станций.
Буферный интервал распределяется следующим образом:− избыточные биты (свыше 168) в сообщениях переменной длины: 4 бита;− задержка сигнала по дальности: 12 бит;− задержка репитерных станций: 2 бита;− ошибка синхронизации: 6 бит.Итого в наихудшем случае возможно смещение конца передачи на 24битовых интервала, который и принят в качестве длительности буфера.Станции АИС, как правило, синхронизируются непосредственно повременной шкале UTC.
Станции, которые не могут получить прямой доступк UTC, но могут принимать другие станции с индикацией прямого UTC,должны синхронизироваться по этим станциям. Это так называемый режимсемафора. При этом станция меняет свое состояние синхронизации на косвенное UTCДля одной непрерывной передачи станцией может использоваться какмаксимум пять последовательных слотов.
При этом требуется только однократное дополнение (нарастание, обучающая последовательность флажки,CRC, буфер) для передачи длинного пакета.Подвижные станции, которые не могут получить прямую или косвенную UTC синхронизацию, но могут принимать передачи от базовых станций,должны синхронизироваться по базовой станции.2.3.2.
Временное разделение каналовИнформационный взаимообмен станций АИС осуществляется на основе множественного доступа с временным разделением (Time division multipleaccess, TDMA). Каждая станция может передавать в строго фиксированномвременном интервале – слоте. Для того, чтобы избежать передач двух и болеестанций в одном слоте применяются специальные алгоритмы планированияслотов для передачи каждой станцией. Выбор слота на временной шкалеосуществляется в соответствии со следующими четырьмя алгоритмами:SOTDMA –self organising TDMA, самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением каналов;ITDMA – incremental TDMA, множественный доступ с приращением ивременным разделением каналов;RATDMA – random access TDMA, случайный множественный доступ свременным разделением каналов;FATDMA – fixed access TDMA, множественный фиксированный доступ с временным разделением каналов;26SOTDMA является основным алгоритмом, используемым судовымистанциями в открытом море.
Находясь в открытом море, все судовые станцииАИС являются равноправными, и каждая станция сама резервирует номераследующих слотов для своей передачи на основании наблюдения передач отвсех других станций. Пропускная способность канала обмена данными надвух каналах АИС достаточна для обмена в наиболее интенсивных районахсудоходства – Дуврском и Сингапурском проливах. Причем работоспособность всей системы АИС не нарушается даже при дефиците свободных слотов в пределах УКВ связи. В этом случае при необходимости учащения передачи судовая станция АИС считает свободными слоты, занимаемые наиболееудаленными станциями.Алгоритмы ITDMA и RATDMA используются в переходном режиме,когда судно изменяет динамические или рейсовые характеристики и возникает необходимость ускорения темпа передач.Алгоритм FATDMA используется только базовыми береговыми станциями для своих фиксированных передач.2.3.3. Принцип выбора слота для передачиСтанции АИС после включения в работу до начала передачи в течениеминутного кадра принимают и анализируют сообщения в канале АИС дляопределения свободных слотов и выбора потенциальных слотов для своейпередачи в следующем минутном кадре.
Первый слот в начале передачи выбирается с использованием протокола RATDMA. Последующие слоты в данном минутном кадре выбираются посредством протокола ITDMA. О выбранных слотах объявляется в первом переданном станцией сообщении.Если судно не меняет свой режим движения и продолжает передаватьрегулярные сообщения с неизменным периодом повторения, то далее используется протокол SOTDMA, обеспечивающий резервирование слотов впредстоящих 3-7 кадрах.
Если же период повторения сообщений должен измениться, например, когда судно меняет курс, то станция кратковременнопереходит на протокол ITDMA, а затем возвращается к SOTDMA с новымпериодом повторения.Если судну необходимо передать нерегулярное сообщение, то станцияиспользует протокола RATDMA для выбора первого слота под это сообщение. Последующие слоты для передачи этого сообщения выбираются посредством протокола ITDMA. Выбранный ранее порядок передачи регулярныхсообщений, например, позиционных, при этом не нарушается.Принцип выбора слотов для передачи сообщений АИС с использованием протоколов TDMA поясняется рис.
2.4.Например, судно должно регулярно передавать позиционное сообщение, содержащее динамическую информацию, с периодом повторения 6 секунд. Частота передачи сообщения RR для данного примера равна 10, т. е.сообщение должно повторяться 10 раз в течение минутного кадра, состоящего из 2250 слотов. Номинальное приращение NI, равное 225, означает, что27SIКанал 1NISINISINININIКанал 2SISI = 0,2 * NISISI- интервал выбораNI = 2250 / RR - номинальное приращениеRR = Tx / Tп - частота передачи сообщенияТх - длительность кадра (60 сек)Тп - период повторения сообщенияРис.2.4. Выбор слотов для передачиданное сообщение должно повторяться, в среднем, каждые 225 слотов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
