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1、GMDSS通信设备与业务第八章 Inmarsat-C系统及其船站 航海学院通信教研室第八章 Inmarsat-C系统及其船站 一、系统结构及信道 二、系统通信接续过程 三、 C系统中的主要通信 四、船站组成及船站终端技术 五、EGC系统及EGC接收设备 六、Mini C 移动站简介 七、思考题一、系统结构及信道 1、C 系统的结构私人网私人网LAN / IntranetRCC专 网电话网PSTN打印机DTEInmarsat-C 船站国 际 / 国 内 电 信 网电传网电传 终端其它 Inmarsat 终端Inmarsat-C 与岸上网络链接PSDN、X. 25、X. 400MODEM PC 机
2、数据网MODEMPC 机PSTN电话网蜂鸣器Inmarsat-C 与其它船站链接、各种网络的特点： ）PSTN（Public Switched Telephone Network）：）PSDN（Packet-Switched Data Network）G3传真机公公交换电话网：它是一种基于铜线的电路交换网络，通过 电话线和Modem接入，网络建设费用最低，但数据传输质量 和传输速率也最差。 分组交换数据网：它是一种基于分组交换技术的公共数 据通信网络，采用X系列标准。比PSTN具有更好的信道利 用率和传输可靠性,但在线路质量已大大提高的今天， PSDN也已进入暮年。 -ISDN 也叫三类传真机
3、，传输速率通常有2.4/4.8/9.6/14.4 kbps 几种，适用于电话网。v全数字化系统v没有直接话音通信功能（电传、低速数据业务）v存储转发通信方式（不是实时通信）v全方向性天线（不需要天线自动跟踪系统）v通信可靠性高（不存在日凌中断现象）v抗干扰能力强（采用多种抗干扰措施）v通信费用低（按字符流量计费）v移动地球站体积小、重量轻v终端能耗低（可使用蓄电池、太阳能等电源） 、C 系统的特点4、C 系统的信道种类及作用1）四种：TDM信道 、信令信道、信息信道和站际信令信道。 2）作用：（1）TDM信道： 适用对象：方向：NCS和LES NCS/LES至LES作用：船站空闲时NCS TD
4、M信道； 当SES与LES建立链路后LES TDM信道 TDM信道帧构成：独特字 + 布告板 + 数据组 独特字 + 布告板 + 数据组 识别信道模式、帧同步是找出每一帧的开头或结尾；布告板用于发布网络资源信息、CES业务状态信息及信令信道信息NCS：宣布、确认、入网和退网认可、询呼、增强群呼等信息；CES：逻辑信道分配、认可、数据包等信息。 （2）信令信道： 适用对象：方向：作用：信令信道构成：传送短信息， 它采用TDMA时分多址链接技术 SES/MES 船站至NCS/LES 发往NCS：数据报告、遇险报警、入网和退网申请等；发往LES：宣布响应、逻辑信道分配申请、认可、数据报告、遇险报警等
5、 （3）信息信道： 适用对象：方向：作用：信息信道构成：船站传送电传和数据信息 SES/MES 船站至岸站 有检错、重发、收妥确认等技术 （4）站际信令信道 ： 适用对象：方向：作用：站际信令信道构成：传送网络工作状态 CES和NCS CES至NCS、反之亦然CES至NCS ：询呼申请、确认申请、船站状态等；NCS至CES ：启用试验和性能测试申请等 入网和退网即进入或退出Inmarsat C系统通信网络，分为手动和自动；宣布NCS告诉船站某CES要与之进行何种通信；宣布响应为船站对收到NCS宣布信息的响应，标志本船准备好，可收CES信息；认可 为在信息传递过程中对收到信息情况的反馈。岸站至船
6、站方向：船站通过其信令信道中的“认可”向岸站反馈信息；船站至岸站方向：岸站通过其TDM信道中“认可”向船站反馈信息。当收到的信息有错时，“认可”信息中包含错误数据组号，发方将 重发错误数据组，直至正确接受。-纠错 5、几个主要相关名词二、系统通信接续过程1.船岸单工通信信道建立过程CESNCSSES SES守听NCS公共TDM信道，查找CES频率，RX预备 SES从CES布告板中找到可用时隙，TX预备SES 向CES发送分配申请CES分配信道并告知NCS开始进行通信2.岸船单工通信信道建立过程 略NCSCESSES船岸通信信道的建立 P120/121船至岸单工通信接续示意图接收信道分配申请检查
7、数据组，有错则告之数据 组号 检查数据组，无错则给予认可若SES要求确认，则转发后，请 求确认NCS更新数据库 （该船站忙）NCS更新数据库 （该船站闲）转发确认空闲守听NCS TDM信道查信息、调机(RX) （布告板中的CES TDM信道频率）查信息、调机(TX) （信令信道频率、可用时隙）获信息、调机(TX) （信息信道频率、帧长、突发时间）接收频率调回NCS TDM信道重发错误数据组得知电文转发结果用户 NCS CES SES( NCS TDM信道 )（CES TDM信道）信道分配申请 （信令信道）信道分配船站状态（忙）（信息信道）认可数据组数据组 （信息信道）认可拆线 船站状态（闲）6
8、0秒后( NCS TDM信道 )信息转发至用户确认申请确认 ( NCS TDM信道 )拆 线信 息 传 送信 道 建 立转 发 及 确 认三、 C系统中的主要通信1）电传/电传传真/数据通信2) 遇险报警3) 数据报告4) 询呼5) E-Mail信息流程1、电传/电传传真/数据通信-存储转发电报业务NCSInmarsat卫星LESPSDNTelexPSTN电传机传真机Modem PC机PC机C 船站C船站的操作：入网目的地址码 设置通信等级确认选择电文发送C船站确认过程：确认：岸站转发信息 后，告之NCS目的 用户信息接收状态 。NCS TMA 载波信 息告知船站发送成 功经NCS的原因： 没
9、有选择LES选择非注册洋区的LES选了LES但岸站因故没收到退网（Log-out）EGC Only2、 遇险报警1）遇险报警路 径SESNCSRCCLES选择注册洋区覆盖内的就近岸站为好注意：向岸站发，经岸站转至搜救协调中心向NCS发，经NCS、LES转至搜救协调中心5分钟内没有收到LES或RCC收妥通知，重发。SES没入网或没做启用实验或EGC only 状态下，不影响发报警。按报警盒上按钮在终端上选“distress”菜单2）遇险呼叫方式信令信道发报警（信息简单） 信息信道发遇险优先等级电文（信息详细）（1）二种方式（2）呼叫次序先发报警，提供概况再发遇险优先等级电文，提供详细信息（在终端
10、上编辑详细电文）（3）两点注意：a.b.3、 数据报告1) 什么叫数据报告？数据报告是一种简短的数据信息，主要用于移动用户向预定的陆地用户发送少量的数据。Inmarsat-C系统的数据报告是通过信令信道发送的，一般数据报告最多可传输32个字节的信息。如：船位报告、航行计划、抵港报告、离港报告等。2）数据报告的发送形式人工即时发送人工编程，自动发送 受Poll指令控制，自动发送（1）（2）（3）3)数据报告种类（1）（2）（3）（4）无预约数据报告（Unreserved ）：随机选择可用时隙发编程无预约数据报告（Program ）：预先编程随机选择可用时隙发预约数据报告(Reserved) 根据
11、Poll指令按预定时隙发射宏编码电报（MEMs）用独特的二进制码表示4）数据报告的应用 中心控制站PSTNPSDNSES 1SES 2SES 3LESDNID图8-6 船位报告系统示意图（1）自动船位报告系统 4）数据报告的应用 （2）卫星水情自动测报系统 4、 询呼1）什么叫询呼（Poll）？用户通过LES 经NCS公公信道直接发送指令， MES在询呼指令控制下执行 某项任务/操作。2）询呼的指令种类单个询呼 一个指令向某一个SES分别发询呼群 询 呼 一个指令向一组SES发询呼区域询呼 向某一特定区域内的所有SES发询呼3）询呼工作过程NCSLESSES用户（1）单个询呼： 用户通过网络将
12、询呼发给LES，LES将指令发给NCS NCS查船站状态LES或NCS忙排队LES不在本网告知用户LES在网，空闲发送 SES在指令的控制下自动执行某项操作 IIIIII3）询呼工作过程NCSLES用户（2）群询呼： 用户通过网络将询呼发给LES，LES将指令发给NCS NCS不查船站状态SES在指令的控制下自动执行某项操作 IIIIII在其公共信道上播发群询呼 守听、空闲SES3SES2SES1（3）区域寻呼：与群寻呼类似 1)E-mail 业务方式 （1）电子邮件方式 ：user 或只能实现收发报文，常用于船岸通信利用普通邮箱地址。如，5 、 E-mail可实现收发报文、EGC报文、询呼
13、等多种业务 ，主要用于岸船通信（2） Web方式：通过浏览器登陆供应商网站，密码进入系统按提示操作，如：登陆北京地面站 Cmail系统 ，例如 http:/北京通信导航公司界面四、船站组成及船站终端技术1、 C船站外 围设备2、 Inmarsat-C船站组成方框图 频率合成器调 制 器解 调 器信令控制及信息处理单元输入输出接口甲板上设备甲板下设备双 工 滤 波 器低 躁 声 放大器功 率 放 大 器解 交 织 器卷积码译码器解 扰 器交 织 器卷积码编码器扰 码 器PC 机DTE终端设备终端设备天线3、Inmarsat-C的基本组成Inmarsat-C甲板上设备甲板下设备把发射信号线性放大到
14、规定的功率电平，把接 收的弱信号以尽量少的噪声放大送入甲板下设 备的输入端。频率变换器调制与解调器 频率合成器 编译码器信令控制和信息处理及相应的接口天线低噪声放大器功率放大器双工滤波器作用：4、 主要的终端技术 1）数字信息的调制及传输 （1）常用的数字调制 ： 振幅键控（ASK）移频键控（FSK）移相键控（PSK） （2）移相键控优点：抗噪声、 频带利用、 抗衰落、 抗多径效应 Imarsat系统中，信令信道、 电传信道多采用BPSK调制方 式； SCPC信道多采用 偏移四相 移相键控（ OQPSK）两相移相键控（BPSK）四相移相键控（QPSK）（3）移相键控优点：使相邻两个码元无180
15、0相位跃变，通过滤波后 波形失真小，对邻近信道干扰小。 2）载波同步、位同步和帧同步（1）同步：数据传输时，收发双方收发的起止时间和 速率必须一致。 相干解调载波同步： 提取载波、提纯载波位同步： 收发双方的时钟保持同步 外同步法 内同步法 单独的信道传送比特同步信号 同步信号嵌套在数据信号中 帧同步：找出每一帧开头或结尾的过程。 作用3）数字信号的差错控制措施 差错 原因噪声干扰 热噪声 ：冲击噪声： 时刻存在，幅较小，均匀，频带宽，随机 幅度很大，持续时间短 （1）为什么采取控制措施（2）差错控制编码 分组码-加监督码元 卷积编码-编码器输出与前面码元有关Turbo编码并行级联编码（交织编码） 3）数字信号的差错控制措施 （3）扰码技术 “扰乱”了数字信息的原有形式，避免出现较长的 连续“0”码或“1”码 便于提取比特定时信息 起能量扩散作用 作用：（4）交织技术 将编码后数据序列的顺序进行交换，重新组合。 作用：避免受到长干扰或衰落时连续出错，连续 误码经解交织后被分散开来。 五、EGC系统及EGC接收设备 1、 世界航行警告业务近洋沿海远洋A1、A
