第四节 NBDP及DSC终端(7)

1、 第四节 NBDP 和 DSC 终端 4.1 NBDP 概述一、通信功能NBDP 是船舶 SSB 电台的主要终端之一。可实现船岸间、船舶间、船台和经岸台延伸的电台或国际用户电报网用户间的自动电传业务。可向某组船或所有船播发电传信息。1. 二、工作方式ARQ 方式（自动重复请求） 1)适用于建立两台间的常规通信； 2)使用双向信道进行半双工通信； 3)通信过程中，信息流被分成若干码组，根据接收方的反馈信息，发射方再决定是继续拍发下一码组，还是重复拍发上一码组即：具有检、纠错功能。2. FEC方式（前向纠错）1. 1)使用单向信道进行单工通信； 2)采用二重时间分集传输，即发方将每 个信息码组按特

2、定的时间间隔发送两 遍，以便收方加以比较和判断。一般间 隔时间为 280 ms 。 3)实际应用中，FEC方式又分为以下两种： (1) CFEC 方式 称为集群广播FEC， 一般适用于各台间进行遇险与安全 通信或岸台播发公众信息。 (2)SFEC 方式 选择性FEC，又分为 SFEC 和 GFEC 两种。适用于一台 向另一台或一组台播发信息。三、系统识别码岸台 1) 原系统：由 4 位数字构成 2) GMDSS 系统：与 DSC 同，由 9 位数 字构成，基本格式为 00 MIDX1X2X3X4其中 00 岸台标志 MID国家码 我国为 412/4131. X1X2X3X4 岸台识别2. 船台

3、选呼码 1)原系统：由 5 位数字构成 2) GMDSS 系统：与 DSC 同，由 9 位数字构成，基本格式为 MIDX1X2X3X4X5X63. 船台群呼码 1)原系统：由 5 位数字构成 2) GMDSS 系统：与 DSC 同，由 9 位数字构成，基本格式为 0 MIDX1X2X3X4X5其中 0 群呼标志 X1X5 船队识别4. 应答码1 ）岸台：识别码 + 呼号+ 国籍代码2 ）船台：识别码 + 呼号+ X 其中 X 代表移动业务 4.2 NBDP 终端的一般组成及基本原理一、一般组成 实物照片1. NBDP 终端由 ARQ 单元（或称调制解调器）和外围设备组成。收信机发信机解调器调制

4、器接口CPU接口驱动器显示器打印机存储器键盘SSB设备ARQ设备外围设备2. 工作原理1)报文通过键盘和显示器输入，形成 ASC 码后经驱动器放大，在CPU控制下存入存储器。2)打印机可打印编好的电文、存储在数据终端中的信息，还可自动打印通信过程中收发的信息。3)由CPU完成 ASC 码到 4B/3Y 码（ B0 ， Y1 ）的转换，经调制器编码后将报文信息变换成 FSK 信号，送入发射机。 FSK 信号为 1700 85 Hz的移频键控信号，较高频率为空号，较低频率为传号。4)接收时，由接收机对RF信号解调后得到 FSK 信号，再送入 ARQ 单元的解调器 进行译码处理，获得 4B/3Y 码

5、，再由CPU将其转换成 ASC 码送给外围设备。二、 NBDP 通信中使用的代码ASC 码 1)是美国信息交换标准代码。用于NBDP 设备的CPU与键盘、 显示器及打印机之间传递信息。1. 2)是一种 7 单元码，每个字符由 7 个码元组成。每个码元可有 0 和 1 两种状态，故 ASC 码共有 128 个码组，分别用 来表示英文 26 个字母（大、小写）、 10 个数字、标点符号和一些专用符号。2. 7 单元恒比码（ 4B/3Y 码）1)每个字符由 7 个码元组成，其中固定包含 4 个“ 0 ”和 3 个“ 1 ”，即恒比 4 ：3 2) 7 单元码共有 128 个，但满足 4B/3Y 关系

6、的只有 35 个。其中 32 个与 ITA No. 2 码相对应，其余 3 个用作 NBDP 通信的业务信息码，和 RQ （在 ARQ 通信中, 表示空闲信号， RQ 表示重复信号；在FEC通信中，表示定相信号 1 ， RQ 表示定相信号 2 ）。3) 4B/3Y 码具有一定的检错能力，能检出奇数位错码和部分偶数为的错码。4) 4B/3Y 码在无线信道上的调制速率为 100 Bd ，每个码元占时 10 ms ，每个字符所占时间为 70 ms 。3.国际电报 2 号码（ ITA No. 2 码)1)一种 5 单元码，每个字符由 5 个码元组成，共有 32 个码组，分别表示 26 个英文字母、回车

7、、换行、字母转换、符号转换、空格、数字及标点符号等。2 ）每个字符的 5 个码元都是信息码，习惯上用空号和传号、 字母A和 Z 或数字 0 和 1 来表示信号电压或电流的有无。3 ）此码是 NBDP 系统与国际用户电报网用户交换信息使用的码，在陆网中以 50 Bd 的速率传送。4 ）传送时，为保证严格的收、发同步，以区分每个码组字符，在每个 5 单元码前加入 1 个码元的起始位；而在结束时加入 1.5 个码元的终止位。起始位传送空号，终止位传送传号。如传送字母A： ZZAAA 即 110005)同步原理： 不传送信息字符时，一直传送“传号 1 ”。故第一个由传号变为空号的转换，就表示一个字符的

8、开始。6 ）电传线路传输速率为 50 Bd ，则每个码元占时 20 ms ；而一个字符 7.5 码元，共占时 150 ms 。陆网每分钟可传送 400 个字符。7 ）此码无检错能力。01110 0 010.5150ms三, NBDP 设备信号变换流程 4.3 NBDP 系统的业务信息字符和字组一、 NBDP 系统中的检纠错措施1. 检错措施： 4B/3Y 恒比码2. 纠错措施1)ARQ 方式的自动请求重复2)FEC方式的二重时间分集 这种方式是发方将预发送的字符在间外围设备CPUMODEM收发机ASC码4B/3Y码4B/3Y码FSK信号 隔一定时间的两个时刻分别发送。第一次为直接发送 DX ，

9、第二次为重复发送 RX 。一般选二重时间分集的时间间隔为 4 个字符所占的时间，即 280 ms 。 DX N B D P A R Q RX N B D P A 收方对两次收到的字符加以比较和选择，保留正确的作为接收信息。比较结果有下列四种情况：280ms a. 两次收到的字符都符合 4B/3Y 规律，且相同； b. 两次收到的字符都符合 4B/3Y 规律，但不相同； c. 两次收到的字符中只有一个符合 4B/3Y 规律； d. 两次收到的字符均不符合 4B/3Y 规律； 对上述，a、 c 情况判为正确接收，可确定正确的字符；而 b、 d 均判为不正确，收方以 * 打出，代表误码。二、业务信息

10、符号和业务字组1.业务信息符号和业务字组的作用 保证在通信开始时完全同步，结束时有明确的标识，以使主、副台双方明确进行规定的过程。2.业务信息符号1 ） 在 ARQ 通信中, 表示 空闲信号 在FEC通信中, 表示 定相信号 1 或 闲信号”2) 空闲信号3) RQ 在 ARQ 通信中，表示 信号重复 ；在换流中，表示对- - 业务字组的响应。 在FEC通信中，表示 定相信号 2 。 4) CS1 请求发射信息字组 1 的控制信号 CS2 请求发射信息字组 2 的控制信号 CS3 IRS要求换流 CS4 表示在定相期间正确接收到呼叫 信号 CS5表示在重新定相期间正确接收到 呼叫信号3. 业务

11、字组1 ）呼叫字组 X1-RQ-X2 包含第一和第二识别码的 “呼叫字组 1 ” RQ-X3-X4 包含第三和第四识别码的 “呼叫字组 2 ” X5-X6-X7 包含第五、 第六和第七识 别码的“呼叫字组 3 ”2 ）识别字组Y1-Y2 识别字组 1 ，包含自识别信号 1 和 2 ，用于请求发射第一校 验和信号。-Y3-Y4 识别字组 2 ，包含自识别信号 3 和 4 ，用于请求发射第二校 验和信号。Y5-Y6-Y7 识别字组 3 ，包含自识别信号 5 、 6 和 7 ，用于请求发射第 三校验和信号。3)控制字组- - 换流字组- - 通信结束字组RQ-RQ-RQ (1) 在自识别过程中, 表

12、示自识 别过程结束, 并请求对方发射相应的 控制信号; (2)信息传递期间, 表示请求对方重复 最后发射的控制信号; (3)换流过程中, 表示对- - 字组 的响应。4. 7 呼叫识别码 将 9 位的 MMSI 码依次除以 20 后，由每次所得的余数转换成 7 位字母的呼叫识别信号，用于在呼叫过程中设备之间传送。5. 校验和信号 用于 ARQ 中的相互自识别程序, 以防错呼或错答。发送过程：1 ）首先由呼叫台发自识别，并导出被呼台的校验和信号；2 ）被呼台收到呼叫台发来的识别信息后，发自己的校验和信号；3 ）由呼叫台比较两校验和信号。 校验和信号由 7 呼叫识别信号导出，即： 将余数 R1 R

13、7 进行模 20 相加（除以 20 后取余数），即 R1 R2 R3、 R3 R4 R5、R5 R6 R7 ，再将所得 3 个新的余数转换成字母即得校验和信号 1( CK1), 校验和信号 2 (CK2)和校验和信号 3 ( CK3)。 4.4 NBDP 通信基本工作程序一, ARQ 方式工作程序1. 基本定义 1)主台开始建立通信链路时的起呼台。 副台开始建立通信链路时的被呼台。注：通信过程中，主、副台身份始终保持不变。 2) ISS- 通信过程中的信息发射台。 IRS- 通信过程中的信息接收台。注：通信过程中，两者可随时相互转换。2. 工作程序 ARQ 方式的工作程序，包括定相、相互识别、

14、通信、 重新定相和通信结束几个环节。1)定相程序 (1)定相是指在建立通信链路的过程中，主、 副台间建立同步的过程。定相发生在 呼叫过程中。 (2)同步是通过副台接收主台发送的呼叫字组并 将时钟锁定在主台信号上，而主台的接收定 时锁定在副台的控制信号上来实现的。 主台的发射定时由标准时钟控制。 (3)基本定时周期分为发射周期和发射暂停周期。 由五单元码的 3 个字符的持续时间定为 450 ms 。在每个发射周期内，ISS以 100 Bd 发送 一组 7 单元码的 3 个字符，占时 210 ms ，则 发射暂停周期占时为 240 ms 。 IRS收到信息后，进入暂停周期，并经 一定延时后，发射一

15、个 70 ms 的控制信号 CS4 。 主台收到 CS4 后即结束定相。 (4)若 128 个周期（ 57.6 s) 内未能建立通信链路或主台收到了控制信号 CS5 ，则主台转为预备状态，再等 128 个周期的时间后重新呼叫。2) 相互识别程序 (1)人工：发送 WRU 和 HERE IS 。 (2)自动识别 从主台收到 CS4 并转为ISS开始，而当主台收到 CS1 或 CS3 时结束，进入通信程序。但若经 32 个重复周期仍不能正确接，则双方设备均返回预备状态。 3) 通信程序 指发送报文的过程。在通信流程中，若信道条件差，致使所收信息字组或控制信号连续残缺，则经 32 个重复周期后，两台

16、均返回预备状态，并开始重新定相。 4) 重新定相 (1)重新定相是指通信因连续重复而中断后，立 即自动重新建立的过程。 (2)此程序与定相程序相同，只是副台发控制信 号 CS5 以取代CS4 。 (3)重新定相期间，若收到 CS4 ，则主台结束 通信，然后再开始重新定相。 (4)若由于信道不佳，在 32 个周期内不能重新 建立无线链路，则两台均返回预备状态，并 且不再进行重新定相。5) 结束程序 (1) 报文发射结束后，应当解除无线链路。但 链路的解除只能由ISS执行。 (2) ISS发“ - - ” 字组，IRS收到后发回 CS1 信号，然后返回预备状态。 (3) ISS收到 CS1 信号后

17、，也转为预备状态， 通信链路即告解除。 (4) 如IRS要求解除链路，则要先进行信息流转 换操作，使本方变为ISS再解除链路。二、FEC方式工作程序1. 定义1) CFEC CBSS-Collective Broadcast Sending Station CBRS- Collective Broadcast Receiving Station2) SFEC SBSS- Selective Broadcast Sending Station SBRS- Selective Broadcast Receiving Station2. CFEC 方式工作程序1) CBSS交替发送作为同步的定相信号

18、。按要求一般应至少发送 16 对同步定相信号。2) 定相信号后，发送一个回车信号和一个换行 信号。3) 报文传送中，为保持同步，CBSS每发送 100 个字符，至少要加发 4 对连续的定相信号。4) 发完报文，自动拍发连续的空闲信号约 2s，之后转到预备状态，结束通信。5) CBRS 按 4B/3Y 进行检错。 (1)若第一次接收信息无差错则存储该信息， 有差错则存储“* ”； (2)若第二次接收信息有差错，则打印第一次 存储的信息； (3)若两次接收信息相同且无错，则直接打印 (4)若两次接收信息均错，则打印“* ”或其他 错误符号； (5)若两次接收信息均无差错但不同，则按错 误信号处理。

19、6) 若在预定时间，误码率达到预定值，则 CBRS 自动返回到预备状态。3. SFEC 方式工作程序1) 开始时 SBSS 与CBSS一样，发送同步定相信号；2) 定相信号后，发被呼方选呼码或群呼码；3) 呼叫信号序列由 SBSS 以 3B/4Y 码连续发送 6 次，每次 1120 ms ，共 6720 ms ；4) 发送识别号码后， SBSS 和 SBRS 的工作时序与CBSS和 CBRS 相同，只是在信息流中断期间 SBSS 发送空闲信号。5) 在 SFEC 方式中，除同步信号外，其余所有的信号都是以反码的形式（ 3B/4Y ）进行传递。 4.5 DSC 终端设备一、 DSC 的功能、 终

20、端设备及等级功能 1) 取代500kHz和 2182kHz的船对船报警功能，建立新的船对岸远程报警系统。具有遇险报警、遇险转发和遇险确认功能。 2) 在常规通信中，具有无人值守、呼叫及查询功能，使岸到船通信得以及时进行。2.终端设备1. VHF- DSC MF-DSC HF- DSC 3. DSC 设备等级（种类）A型设备- 满足 CCIR （国际无线电咨询委 员会）建议中所有的功能。B 型设备- 简易型，遇险通信功能齐全，但 常规通信中只能进行单台选呼。C型设备- 作为VHF电台的终端设备，只能 工作在 CH70 上，并专用于收、 发遇险报警序列。 无遇险转发和遇险确认功能。二、呼叫格式与类

21、别DSC 基本呼叫格式 ( 或称呼叫种类) 1) 遇险呼叫 ( 报警) ( 格式: Distress) 2) 对所有船呼叫 ( 全呼)( All Ships) 3)区域性呼叫 ( 海呼)( Area或Geography) 4)群呼 ( 组呼) ( Group) 5)选呼(单台选呼)(Selective或Individual)注：教材中，按通信功能分为 6 种。2. 类别（Category）（优先等级）1. 1) 遇险 2) 紧急 3) 安全 4) 有关船舶业务优先通信 ( 船舶调度 通信和船位查询通信之前的呼叫) 5) 常规三, DSC 终端的一般组成 SSB收发机值守机调制解调器接口电路CP

22、U接口电路驱动器打印机键盘与显示器存储器GPS接收机SSB设备DSC设备外围设备驱动器1. CPU与存储器、 键盘和显示器构成了一个专用微机， DSC 所有功能均由它来处理和控制。2. 应用程序及系统格式化数据均存在 EPROM 中，通过键盘只能输入各种数字信息。3. 收到相关呼叫时，设备可进行声、光报警。4. 打印机可打印自编的呼叫序列，也可打印收、发的呼叫序列。5. GPS接收机可将获得的船位随时存入 船位存储器中，以用于遇险报警、接收区域性呼叫或在岸台查询船位时自动构成船位应答序列。6. 调制解调器用来实现数字基带信号与音频 1700 赫兹的 FSK 信号间的变换。7. 接口之一与收发机

23、和值守机间的连线为控制线，其作用是实现收发频率的改变、实现接收机哑控、发射机键控及改变值守频率等。8. 值守机实现对国际遇险与安全频率的连续无人守听。9. 对于 MF/ HF DSC ，其 FSK 信号的中心频率为 1700 赫兹，频偏为 85 赫兹，调制速率为 100 Bd 。10.对于VHF DSC ，其 FSK 信号的中心频率为 1700 赫兹，频偏为 400 赫兹，调制速率为 1200 Bd 。四、 DSC 编码和检纠错措施DSC 的编码呼叫序列由若干码组组成，每个码组由若干字节组成。每一字节由十单元二进制码构成，其前七位为信息码元，后三位为检错码元。3)检错码表示的数字，代表前七位码

24、元中 B （即 0 ）的个数，若不符，则表明该字节有错误。4) 信息位最左位为最低数字位，而检错码中的最右位为最低数字位。5) 一个字节共可表示 128 种信息。按规定，第 0099 号编码作为信息中的数字编码使用；第 100127 号编码作为信息中的功能代码使用。如： 00-BBBBBBBYYY 01-YBBBBBBYYB6) 通常信息中的数字都是按十进制表示的，为了按 DSC 要求进行编码，将信息中的 十进制数字按相邻的两位组成一个字节。若信息的十进制数字是奇数位，可在最低位或最高位填“ 0 ”，使其构成偶数位再进行划分。7) 功能代码的码组都是一个字节，在呼叫序列中可用来表示该序列的性质

25、（即呼叫格式），或表示该序列的类别（优先等级）或表示遇险性质等。注：同一功能代码在序列中不同位置表示 的含义不同。2. 检纠错措施群计数码检错（又称水平一致校验） 所谓群计数码，即后三位检错码的值表示前七位信息码中“ 0 ”的个数。2) 垂直校验群计数码检、纠错（又称垂直 一致校验） (1) 在群计数码基础上, 加垂直校验； (2) 方法：在呼叫序列后加一垂直校验字 节 ECC ； (3) ECC 的产生：在发端将各字节的信息码垂直排列，然后对各字节中的信息位垂直模 2 相加，产生一个字节的信息码， 称为垂直校验信息码，再加入水平检 错码后，即构成 ECC 字节。例： 1 1 0 1 1 1

26、1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 则 ECC 为： 0111001011 (4) 利用垂直校验群计数码，既可检错， 还可纠正一位错码。3) 采用与FEC方式相同的二重时间分集传输方法，提高抗干扰和抗衰落能力。 分集时间宽度为 4 个字节。 (1) MF/ HF DSC ：传输速率 100 Bd ， 每一码元占时 10 ms ，每一字节占时 100 ms ，则分集时间为 400 ms 。 (2) VHF DSC ：传输速率 1200 Bd ，每 一码元占时 0.833 ms ，每一字节占

27、 时8.33 ms ，则分集时间为 33.33 ms 。五、 DSC 呼叫序列的组成 典型的呼叫序列格式如下：点阵( 又称 0-1 序列）（Dot Pattern）是由 0 、 1 交替的数码组成的一段信号。作用： (1) 作为呼叫序列的起始标志；点阵20/2字节定相序列6+8格式符2地址5/0类别1/0自识别5电文 149/15/8/9/7/14序列终止符4校验符1 (2) 作为值守机对 DSC 呼叫的识别； (3) 作为整个序列的起始码位同步，便于正确 区分后面各时间段，同时使定相序列更快 地形成二重时间分集接收。3) 点阵持续时间 (1) MF/ HF 波段 a. 遇险通信和所有岸对船呼

28、叫，均为 200 bit，持续时间 2 s。 b. 所有呼叫确认 ( 不含遇险确认) 和所 有船对岸呼叫( 不含遇险报警和转 发) ，均为 20 bit，持续时间为 0.2s 。 (2) VHF波段 所有呼叫均为 20 bit，持续时间为 16.66 ms(1/60 s) 。2. 定相序列（Phasing Sequence） 1) 作用 (1) 正确区分后面各时间段； (2) 获得正确的帧同步 ( 字节同步) ； (3) 减少由于码位不同造成的同步损失； (4) 形成二重时间分集传输和接收。 2) 点阵序列后，即发定相信号。 3) 共占 14 个字节 (6+8) (DX-6 RX-8)。3.

29、格式符（Format Specifier） 1 ）使用功能代码。考虑“遇险呼叫”和“全呼”的 可靠性，要求发射功能代码两次。故格式 符占用 2 个字节。 2 ）格式符功能代码 遇险呼叫 112 全呼 116 群呼 114 选呼 120 海呼 1024.地址（Address） 1 ）遇险呼叫与全呼无此项； 2 ）对于选呼和群呼，此项为 MMSI ，编码时 在 9 位的识别码最后加一个“ 0 ”，再编成 5 个字节。 3 ）对于海呼，此项为一限定的矩形区域。 (1) CCIR 规定，矩形区域的左上角定为 参考点，故纬度跨度和经度跨度分 别为由 NS 和由 WE 计算； (2) 表示方式： N ，

30、其中 N表示参考点所在象限。 (3) 象限的表示：NE0 NW1 SE2 SW3 (4) 此项共占 5 个字节。NESW5. 类别（Category） 1 ）遇险呼叫无此项； 2 ）只占 1 个字节； 3 ）功能代码：遇险 112 紧急 110 安全 108 常规 100 船舶业务 1066. 自识别（Self-Identification） 即本台的 MMSI ，共占 5 个字节。7. 电文（Message） 1 ）遇险报警：电文由 4 部分组成，共占 9 个字节。 (1) 电文 1 表示遇险性质，共 9 种险情，占 1 个 字节；注：若发射前未作选择，则默认选项为“险情不明”。 (2) 电

31、文 2 表示遇险位置，占 5 个字节； 发射内容为： N ( N- 象限) 注：若发射前设备内存中未注入位置信 息，则发射时自动以 10 个“ 9 ”填充。 (3) 电文 3 表示遇险时间，用 4 位数字以 UTC 时间表示，占 2 个字节； 注：若发射前设备内存中未注入时间信 息，则发射时自动以 4 个“ 8 ”填充。 (4) 电文 4 表示后续遇险通信指令，占 1 个字节； 注：未作选择时，默认选项为“无线电话”2 ）遇险转发和遇险确认：电文部分共占 15 个 字节。多出：指令 1 （ 1 字节）和遇险船 识别（ 5 字节）； (1) 遇险转发：全呼 52 字节 选呼 57 字节 海呼 57 字节 (2) 遇险确认：全