AIS国际标准解析和技术发展展望-2015

1、AIS国际标准的演进国际标准的演进ITU 1371-5协议协议AIS相关国际标准体系相关国际标准体系近年来近年来AIS技术的改进和发展技术的改进和发展 IMO：国际海事组织 ITU：国际电信联盟 WRC:世界无线电通信大会 IEC：国际电工委员会 IALA：国际航标协会 AIS相关标准组织相关标准组织监管者：对船舶使用AIS及AIS设备的要求做官方规定定义者：对AIS的通信性能标准定义并修正标准执行者：对AIS通信设备具体功能、性能制定标准 AIS其他相关标准协议其他相关标准协议串口协议、TCP/IP、CSMA、802.3、HDLC、IGMP、RIP 、OSPFAIS的发展演进的发展演进ITU

2、 1371-5协议协议AIS相关国际标准体系相关国际标准体系近年来近年来AIS技术的改进和发展技术的改进和发展ITU 1371协议历史协议历史 SOTDMA是“自组织时分多址”的英文首字母缩写。这个名字最早由瑞典学者Hakan Lans提出并使用,用以描述自组织时分复用传输系统。可以举一个最简单的例子来描述SOTDMA：十个人各使用一个麦克风,而且每个人都希望和其余每一个人通话,SOTDMA就是实现这项功能的一种有效方法,可以使每个人彼此之间都能自由地同时交流。ITU 1371协议历史协议历史 瑞典的Hakan Lans先生以个人名义申请了这种系统的专利,但在专利中并没有使用SOTDMA一词。

3、 而在他之前,南非的MDS公司及美国ROSS工程公司也已开始进行相关技术的研究并拥有了同样功能的技术雏形。Hakan Lans把他的专利卖给了当时属于瑞典航天公司的GP&C(全球定位和通信)公司。后来该公司被SAAB公司收购。 然而不幸的是美国Motorola公司已经开发了这种系统,并申请专利比Lans先生还要早。 早在九十年代初,美国Motorola公司的一个雇员James Ridiout曾就专利侵权向SAAB提出诉讼。该诉讼在美国专利法庭历经五年,在花了成千上万的美元后,这个争论才私下解决。Lans先生同意不再卷人卫星通信系统中，而Motorola公司同意不再涉足AIS领域。ITU

4、 1371协议历史协议历史 到1997年,SAAB、ROSS和MDS三家公司均开发出了各自的SOTDMA技术,并应用在各自的AIS系统中。 以上三家公司的SOTDMA技术各有优点,但是商业竞争阻碍了生产厂商之间的技术合作。直到1997年,Ross公司的总裁Ross Norsworthy先生,将其SOTDMA专利(在瑞士进行了国际专利注册)免费特许给了国际电信联盟。随后由Ross Norsworthy先生倡议MDS、SAAB和ROSS三家公司一起在佛罗里达离ROSS公司不远的假日酒店召开了一次会议。Ross Norsworthy先生在会议上建议三家公司应把彼此间的分歧放在一边,共同合作起草一份能

5、体现最好技术的国际标准,该标准将融合三家技术上的优点,以利于提高国际海事安全。他的观点被其他两方接受,随后共同工作的结果便是国际电信联盟认可的关于AIS的新的技术标准ITUR M.1371。ITU 1371协议解析协议解析 ITU-R M.1371提出了AIS技术特性标准，包括：将比特流传输到数据链的物理层；特性参数；带宽参数、发射媒体；频带宽度；收发特性；调制方案；数据发射速率；同步序列；数据编码；前向纠错；交错、比特倒频；数据链读出；发射机稳定时间；发射功率；关机程序。AIS协议分类协议分类ITU协议组协议组规定了规定了AIS系统的总体要求系统的总体要求ITU-R M 1371 98ITU

6、-R M 1371-1 01ITU-R M 1371-2 06ITU-R M 1371-3 07ITU-R M 1371-4 10ITU-R M 1371-5 14 四个协议的改进之处在于对协议的一些细节上的完善和报文种类的增加。Recommendation ITU-R M.1371-41371建议书的第5版2012年2月推出全称为在VHF海事通信频段上基于TDMA的AIS系统技术特性 多址方式分类多址方式分类在无线通信中，为保证许多用户同时进行通信，以不同的方式分隔无线信道，防止相互干扰的技术方式称为多址方式。频分多址频分多址以频率来区分信道。时分多址时分多址在一个无线频道上，按时间分割为若

7、干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。码分多址码分多址采用扩频通信技术，每个用户具有特定的地址码，利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。 ITU-R M 1371-4的相对1371-4版本的主要变化有：1、在数据帧中加入了通信状态位。包含同步状态和时隙相关信息。2、在报文中加入了转发计数位，初始状态位为1或2。当报文被转发站转发后，该位+1，当该位等于3时，报文将不再被转发。该机制可以避免报文反复转发造成的时隙利用效率的急剧下降。1371协议的演进协议的演进3、对6号和8号报文的二进制信息进行详细的定义，以提高数据利用效率。4、增加了对报文7、报文13、

8、报文17和报文22的描述。5、增加了23号组指派命令报文、24号静态数据报文、25号单时隙二进制报文、26号含通信状态的多时隙二进制报文、27号大量程AIS报文。1371协议的演进协议的演进 ITU-R M 1371-5的最新改动：1、降低信道负荷，减少时隙冲突几率。在报文中加入了转发计数位，避免报文反复转发造成的时隙冲突；对6号和8号报文的二进制信息进行数据位定义，以提高报文利用效率；压缩AIS短信息播发的最大长度，在非FDTDMA的情况下，AIS短消息连续占用时隙最大值由5个降低到3个。1371协议的演进协议的演进2、21号报文增加了扩展的航标名称位，将AIS航标的名称字符数由20个增加到

9、最多34个。1371协议的演进协议的演进 ITU-R M 1371-5的最新改动：3、完善了AIS的功能。增加了23号组指派命令报文、24号静态数据报文、25号单时隙二进制报文、26号含通信状态的多时隙二进制报文、27号大量程AIS报文；在21号报文中增加了扩展的航标名称位，将AIS航标的名称字符数由20个增加到最多34个，大大缓解了AIS航标名称长度过短的问题。1371协议的演进协议的演进 ITU-R M 1371-5的最新改动：3、调整了AIS的性能参数。增加AIS卫星专用信道，包括75 频道（156.775MHz）和 76 频道（156.825MHz），AIS船台的发射机增加在四个信道切

10、换的能力，大量程AIS报文每三分钟在两个新增频道上轮流发送，以保证每个频道每六分钟使用一次，AIS船台不要求具备新频段的接收能力；取消了12.5K的带宽模式，以简化AIS传输控制机制并降低AIS台站的制造成本；对 AIS-SART 收发信机性能、物理层参数、信道接入方式等进行了规范。1371协议的演进协议的演进 基站 船台 Class A Class B SOTDMA通信模式 CSTDMA通信模式 AIS航标 AIS搜救相关 AIS转发台站AIS通信主体通信主体工作模式工作模式 l 自主和连续模式：采用这种模式的台站应能自行确定其位置信息的发射时间安排，并自动解决与其他台站在发射时间安排上的冲

11、突。 l 指定模式：采用管理部门的基地台或转发台所指定的发射时间表。包括报告速率的指定和发射时隙的指定。 l 轮询模式：自动回应船台或管理部门的询问。轮询模式的运行不应和其他两种模式的运行发生冲突，回应信息的发射在接收到的询问信息的频道上进行。26海事通信与导航技术研究室 AIS通信模型分为四层 物理层 数据链路层 网络层 传输层基本概念：层次模型基本概念：层次模型OSI-RM ISO/OSI Reference Model 该模型是国际标准化组织（ISO）为网络通信制定的协议，根据网络通信的功能要求，它把通信过程分为七层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，每层

12、都规定了完成的功能及相应的协议。OSI模型模型层次模型层次模型应用层表示层会话层传输层 网络层信道A 信道B链路管理实体（LME）层链路层LME数据链路服务（DLS）层链路层DLS媒质接入控制（MAC）层链路层MAC物理层物理层Rx ATx A/BRx BRx：接收机；Tx：发射机AIS设备有两套接收装置、对应AIS1和AIS2一套发射装置 发送比特流 同步，定时 功率控制 数据调制解调 数据编码 发射机管理物理层主要功能物理层主要功能符号参数名最小值最大值PH.RFR区域频率MHZ156.025162.025PH.CHS信道间隔KHz12525PH.AIS1AIS信道1（CH87B）161.

13、975161.975PH.AIS2AIS信道2（CH88B）162.025162.025PH.TS对准序列bit2432PH.TST发射机稳定时间ms1.0PH.TXP发射输出功率W125物理层的参数物理层的参数 传输介质：AIS1和AIS2 双信道运行：2个TDMA接收机分别在2个独立的频道上同时接收信息，同时，使用1个TDMA发射机在2个独立的频道上交替进行TDMA发射。 带宽：25kHz或12.5kHz。公海应采用25kHz的带宽，而在领海应根据当地权力机关的要求采用25kHz或12.5kHz带宽。 几个参数 调制方案：最小移频键控（GMSK/FM） 信道编码：不归零翻转：遇0电平变化

14、数据速率：9.6kbitps +/- 50PPM 对准序列：24比特的0和1交替组成 无前向纠错和交织，无位扰调制方式调制方式 采用GMSK/FM。 MSK是移频键控（FSK）的一种改进。在移频键控中，每一码元的频率不变或跳变一个固定值，而两个相邻的频率跳变码元信号，其相位通常是不连续的。而MSK是FSK信号的相位始终保持连续变化的一种特殊方式，它由于移频小而且相位连续，因此频带利用率优于一般的FSK方式。GMSK是将数字基带信号先经过一个高斯滤波器整形后进行调频，从而使功率谱高频分量滚降更快，降低带外辐射。 发射机功率 2种标称功率：2W和12.5W 缺省高功率发射机稳定时间发射机稳定时间

15、发射机RF启动时间：为TX-ON信号后，RF功率达到正常电平的80%时（稳定状态）时间。故在TX-ON信号后，发射机RF启动时间将不能超过1ms。 发射机RF释放时间：从TX-OFF信号起1ms内，关闭发射机RF功率。链路层链路层作用：打包数据，适应错误检测和正确的数据传输。 2.3.1 媒介存取控制（MAC） 1. TDMA同步： (1)直接同步UTC (2)间接同步UTC 如果设备不能直接获取UTC,但能接收到其他采用UTC直接计时的台站，则应调到与这些台站同步。 (3)同步于基地台 若移动台既无法直接同步UTC，也无法间接同步UTC，但能接收到从基地台发射的信息，则应将其同步于能接收的台

16、站数量最多的基地台。AIS帧格式帧格式 AIS系统采用帧的概念，一帧为1分钟，分为2250个时隙，每个时隙为26.67ms，每一帧开始和结束都是以UTC分钟一致的。AIS帧格式帧格式时隙的作用时隙的作用 分隙的概念最早起源于夏威夷大学的ALOHA网络。 使用时隙可以提高信道利用率。 使用时隙可以将数据传输的吞吐率提高一倍。数据链服务（数据链服务（DLS） （1） 数据链的激活和释放； （2） 数据发送 （3） 错误检测与控制 RATDMA (随机访问TDMA):- 动态网络登陆，暂时传输- 没有预先声明的传输- 避免预先声明或者已经分配的链路- 传输计划突发性. SOTDMA (自组织TDMA

17、):- 稳定（周期）广播位置报告- 预先声明使用时隙并定义时隙使用时长;- 避免已经分配的链路;- 时隙在一个预定义的范围内随机选择- 自主性、连续性传输- 可支持过载.四种数据链路访问协议四种数据链路访问协议 ITDMA (增量TDMA): 用于预先声明临时传输，网络登陆，第一个帧，发送由特殊原因（例如船转向）临时增加的报告 只支持自主/连续和分配模式（不支持询问模式），一个ITDMA分配时隙可以保持到下一个帧 时隙在待选时隙中随机选定 FATDMA (固定访问TDMA): 静态分配，仅用于岸台报告 预先声明并且固定的传送计划 不会避免使用已分配时隙四种数据链路访问协议四种数据链路访问协议

18、SOTDMA工作方式下首先侦听通信状况，发射的电台在发射的电文中包含未来时隙的选择，借助于辖区内发射电台占有时隙及未来预约时隙的了解，AIS台就能确定自己的发射时隙和未来预约时隙。 CSTDMA系统也是通过侦听现存的通信情况来决定一个空闲时隙的，如果侦听到某一时隙没有被使用，它就用这个时隙发射在标称时隙开始时间2MS后发射，这2MS是用来侦听CLASS A发射的存在。由于CLASS B不预约未来的时隙且每次发射只占一个时隙，因此，它们对VHF数据链负载的影响是非常小的。 CSMACA 是无线局域网的数据链路层协议，CSMACA也使用TDMA，但其采用RTSCTS的预约机制，和更加复杂的二进制回

19、退算法，以更大的网络开销来保证数据传输的可靠性。SOTDMA CSTDMA CSMACA AIS 信息数据包格式信息数据包格式上升沿 对准序列 开始标志 数 据 帧校验序列 结束标志 缓 冲 8bits 24bits8bits168bits16bits8bits24bits同步同步 同步时数据通信中的一个重要问题。接收方要正确判断接收到的发送方的码元序列的状态，必须在合适的时刻去测试判断接收到的码元，当判断时刻的相位误差累积到半个比特宽度的时候，就可能发生判断错误。 同步包含两方面： 位同步 帧同步 外同步 内同步 对准序列对准序列 对准序列称为位同步码（或比特同步码），其作用是把收发两端时钟

20、对准，使码位对齐，以给出每个码元的判决时刻。对准序列是由0、1交替的数码组成的一段信号，用NRZI（不归零翻转）编码，并以0作为对准序列的结束码。开始标志和结束标志开始标志和结束标志 开始标志称字同步，又称帧同步码，它表示信息的开始位。为了能在接收端实现正确区分码字、码句或码帧，需要在信息传输中设置帧同步。AIS帧同步码为8比特长，由标准的HDLC标志01111110组成，用于检测一个发射数据包的开始，作为信息起始的时间标准。帧同步一般是在位同步的基础上实现的。 结束标志表示信息传输结束，与开始标志相同，也是由标准的HDLC标志组成。不归零翻转编码不归零翻转编码RZ AIS采用不归零翻转编码N

21、RZI。 编码的作用：区分01 携带时钟 适合信道传输特性数据数据 信息数据是真正所需传输的信息内容。它分为两个部分：信息标志和信息内容。 信息标志是用来表示信息类型、信息数量、优先级和路径的； 信息内容是通信双方所需求的数据，对于船舶自动识别系统而言，主要是指航行信息。 帧校验序列帧校验序列 由于脉冲噪音、白噪声和衰落等原因的影响，会使通信网络每次传送数据可能出现某种类型的错误。误码检测是任何数据通信网络的一个很重要的部分，误码检测技术是为了判断传送的数据是否有错误。 AIS中数据传输运用的误码检测技术是循环冗余校验。循环冗余校验CRC（Cyclic Redundancy Check）码是网

22、络通信中用得最广泛的错误检测码，是一种漏检率低得多也便于实现的检错码。缓冲区缓冲区 缓冲区共有24比特长，它包括4比特的比特填充，12比特距离延迟，2比特转发器延迟以及6比特同步抖动。 比特填充：比特填充就是在输出比特流中有超过5个连续的1，则要插入一个0。 距离延迟：为不同距离的电台发送的子帧提供保护时间。 转发器延迟：为双工转发器提供转换时间。 同步抖动网络层网络层作用:(1) 信道管理，建立和保持信道连接 AIS工作信道为87B和88B,只能在下列情况下转换到其他信道上工作。人工输入命令（人工转换）基地台发来的TDMA命令（通过TDMA命令自动转换）基地台发来的DSC命令（通过DSC命令

23、自动转换）缺省模式下，AIS同时在两个信道上接收信息，因此包括两个TDMA接收机。 信息的传输应该在两个信道上交替进行。（2）确定报告速率（3）解决信道阻塞问题 传输层传输层 （1）将数据转换成适当大小的发射信息包； （2）数据包排序 ； （3）为上一层提供连接协议。 静态 IMO号码，呼号，船名，船长，型宽，船舶类型， 船上定位天线的位置 动态 船位，UTC时间，对地航向、航速，航首向，航行状态，转向率，倾角，纵摇和横倾 与航次有关的信息 船舶吃水，危险货物，目的港和预计到达时间 （ETA）（由船长决定），航线计划（转向点） 与安全有关的短消息AIS信息种类信息种类报告速率报告速率报告速率报

24、告速率报告速率报告速率数据长度168比特数据帧解析，以一号报文为例AIS数据区信息解析数据区信息解析AIS数据区信息解析数据区信息解析AIS数据区信息解析数据区信息解析对于从Dotalog服务器中提取的一条AIS数据!ABVDM,1,1,3,A,169DvlgP1R8KPtvFBfOCt3?h0RT,0*03AB指的是SAAB的AIS数据，VDM表示本台站收到的船舶的信息， SAAB公司以!ABVDM开头的数据报文和以!AIVDM开头的国际标准的报文编码是完全一致的。AIS数据区信息解析数据区信息解析1，1，3，第一位表示传递本消息需要的报文总条数，第二位数字表示该报文是整个消息的第几条，最后

25、一位是报文的序列标识，当同时存在多条需要分段的消息时，该字段用来区分隶属于不同消息的报文。其下的A表示该报文是通过A信道接收的。数据区段共168bit，具体含义如下：AIS数据区信息解析数据区信息解析AIS数据区信息解析数据区信息解析AIS数据区信息解析数据区信息解析AIS数据区信息解析数据区信息解析 0*03中，0表示填充的比特数，03为数据区段CRC校验结果。 AIS数据区信息解析数据区信息解析AIS信息：速度、航行AIS报文：报文1：船位AIS消息01编码射频信号AIS信息处理过程信息处理过程根据1371附录8转换HDLC：封装，形成一包数据NRZI：编码，比特化GMSK：调制，产生模拟

26、信号AIS国际标准的演进国际标准的演进ITU 1371-5协议协议AIS相关国际标准体系相关国际标准体系近年来近年来AIS技术的改进和发展技术的改进和发展 系统容量受限。AIS信道每分钟只能提供4500个时隙，当多个船舶同时请求信息传输,时隙分配不能满足需求时,信息冲突的几率就会大大增加。在我国沿海港口船舶密集区域，特别是长江口海域，信道容量不足的问题已经不容忽视，尤其是低优先级的CSTDMA船台经常因争抢不到时隙而无法被其他船舶所识别。AIS的缺陷的缺陷 信息传输可靠性低。AIS船台在周期性播发AIS动态报文时采用的是时隙预约机制，这种机制理论上就不能完全避免时隙冲突。再加上隐藏节点的影响，

27、AIS数据传输的可靠性较低，特别是在两个台站相隔距离比较远，传输的报文占用较多时隙的情况下，其报文的低到达率使之完全无法作为信息传输的可靠通信媒介。另外AIS本身缺乏数据传输的确认重传机制，也没有足够的信道资源来实现可靠的传输，在AIS二进制信息应用不断被深度开发的今天，这无疑限制了AIS作为一种海上便捷通信手段的应用价值。AIS的缺陷的缺陷 AIS信道带宽狭窄。AIS数据应用主要依靠其预设的限定格式的报文实现，为了满足更加广泛的应用需要，AIS还允许传输二进制信息，这些二进制信息可以支持自定义的编码和私有协议。受限于9.6kbps的带宽，AIS协议对二进制信息的长度有着严格的限制，众多智能化

28、的应用因此无法实现。即便如此，在大量使用AIS二进制报文传输气象、水文、航警信息时，信道带宽还是会显得捉襟见肘，而要想传输船舶远程签证、语音乃至图形等多媒体信息更是天方夜谭。AIS的缺陷的缺陷 通信距离有限。AIS工作频段介于156.025MHZ至162.025MHZ之间，该频段的电磁波主要靠空间波传播，传播范围为视距。对于岸台和船台之间的AIS数据传输，理论最大传输距离为200n mile，由于受到AlS岸台天线高度的限制，实际覆盖距离不超过60n mile，船台间实际可达到的最大传输距离一般仅在 20nmile左右，低功率的B类台站传输距离更低至7nmile。目前，AIS数据正在被越来越广

29、泛的应用于信息分析和数据挖掘领域，不完整的AIS数据让其应用价值大打折扣。AIS的缺陷的缺陷 卫星AIS技术的出发点就是为了弥补岸基AIS系统的覆盖限制，拓展数据接收范围，进而实现船舶全球监控。 卫星AIS使用一颗或者多颗低轨道的卫星（卫星轨道高度在600 km到1000 km），在这些卫星上面搭载AIS收发机来接收和解码AIS报文并将信息转发给相应的地面站，从而让陆地管理机构掌握船舶的相关动态信息。卫星探测卫星探测AIS技术的成熟技术的成熟美国、加拿大、挪威、德国、日本等一些国家早已加入到对该技术的研究中去并开始逐步发展其AIS卫星系统。美国的ORMCOMM公司目前在轨运行中的AIS卫星系统

30、包括VesselSat-1和VesselSat-2，同时ORBCOMM的新一代Orbcomm-OG2低轨通信卫星将配备AIS载荷，首批六颗卫星即将于2014年7月使用SpaceX的猎鹰-9火箭发射，在此前的2012年底，Orbcomm-OG2系列的两颗卫星也曾通过此型火箭发射升空，但因未达到预定轨道而焚毁。除ORMCOMM公司外美国的SpaceQuest自2009年开始部署了AprizeSat 3、AprizeSat 4两颗极轨卫星和AprizeSat5、AprizeSat6、AprizeSat7、AprizeSat 8四颗低轨卫星，这些卫星均载有AIS接收机，上述卫星的数据被提供给加拿大CO

31、M DEV的exactEarth公司用于全球卫星数据服务。卫星探测卫星探测AIS技术的成熟技术的成熟 2012年我国发射了天拓一号遥感卫星，其载有的AIS接收机绘制出我国首张全球船舶AIS数据海图。虽然该卫星的性能指标离商业应用尚有距离，但也为AIS星载系统设计积累了宝贵经验。卫星探测卫星探测AIS技术的成熟技术的成熟 中国正在实施建设的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，可满足中国及周边地区用户对卫星导航的需求，而且可以扩展为全球卫星导航系统，其覆盖范围大，没有通信盲区的特点，为船舶在远洋航行中的监控提供了思路。北斗与AIS系统融合能够很好的解决传统AIS系统可靠性不

32、足且岸基系统维护成本过高、覆盖范围受限的缺点，两者整合的助益显著。AIS与北斗的融合与北斗的融合AIS与北斗的融合与北斗的融合AIS国际标准的演进国际标准的演进ITU 1371-4标准标准AIS相关国际标准体系相关国际标准体系其它主要标准的基本内容其它主要标准的基本内容AIS技术发展展望技术发展展望 在大概100多年以前，无线通信技术刚刚产生的时候就首先应用于海上通信领域并给航海技术带来了历史性变革。但在最近一二十年陆上无线通信大发展的潮流中，海上无线通信的发展却因海上无线网络组建条件的限制而裹足不前。如今，随着航运业的蓬勃发展，在航海安全，航海自动化、海洋环境监测、海洋科学研究以及航海日常通

33、信领域出现的对低成本、高可靠性的无线通信方式的需求愈加强烈，海上无线通信正在酝酿一场新的革命。笔者认为，AIS作为海上数据交换的重要方式之一，将以新一代海上通信技术为承载，在保留基本业务和向下兼容的同时，演变为功能更全面、适应范围更广泛、拥有更大系统容量和覆盖范围的新一代海上信息综合交互平台。 提供更加丰富的信息提供更加丰富的信息 未来的“AIS”系统将可能承载更多更丰富的数据信息。乘员信息。乘员人数、健康状况、身份识别码等。货物信息。货物种类、数量、载货位置、货品图像数据、托运人和收货人信息等。船舶装备信息。主机、舵机、发电机、造水机、制冷机、雷达及通信系统的状态。导助航信息。气象、水文、海

34、图及路径导航信息。港口信息。泊位、锚地、仓储及航道交通流量等信息。多媒体信息。语音、图像及流媒体信息。现有海上通信方式的局限现有海上通信方式的局限 就目前的海上通信现状而言，中频/高频和甚高频技术也被广泛应用于海上语音通信。这些通信手段拥有传送距离较远的优势但无法实现数字化传输。 而移动通信网络，比如GMS/GPRS、CDMA、3G和LTE网也支持了为数众多的船舶和沿海设施的数据传输的需要。移动通信网拥有高带宽和实时数据传输的优势，唯一的缺点是它的信号覆盖范围只有50千米。 在船船、船岸数据通信中，卫星也起了重要的作用。目前。海上数据通信卫星主要有海事卫星、铱星系统、全球星系统、Terrast

35、ar系统和Thuraya系统。但对于这些卫星系统来说数据传输的带宽受到很大的限制。即便卫星技术也在迅猛发展，2014年底第五代海事卫星甚至能提供最高50Mbps的带宽。但由于卫星发射和轨道维持的费用都异常昂贵，卫星通信的费用不可能在可以预见的将来有大幅降低。AIS未来的发展方向未来的发展方向数字高频系统数字高频系统 数字高频系统。为了推进数字高频技术的发展，世界无线电通信大会（WRC）2003通过了第351号决议，根据这项决议，ITU在2010年发布了ITU-R M.1798-1标准：在海上移动通讯业务中用作数字数据交换和电子邮件的高频无线电设备的特性。 这项标准推介了三种可以被用于数字交换和

36、电子邮件传输的高频无线电数字传输系统和数字传输协议。 第一套系统是一个拥有32个载波的半双工通信系统，使用差分调制和双码元差分检测机制。第二套系统就是众所周知的PACTOR-III系统，它的常规覆盖范围达到了数千公里，传输速率在9.6kbps至14.4kbps之间。第三套系统被称为用于船舶通信的互联网协议（IPBC），在4-26MHZ频段上使用10-20KHZ的带宽让船舶以最高22kbps的速度访问互联网。AIS未来的发展方向未来的发展方向数字高频系统数字高频系统 PACTOR-III调制解调器AIS未来的发展方向未来的发展方向基于数字甚高频技术的基于数字甚高频技术的VDES 2000年世界无

37、线电大会通过了第342号决议：在海上移动业务中提供基于基站的156-174MHZ频段的新的高性能传输技术。ITU-R对此分别于2008年和2009年给出了两套标准ITU-R M1842和ITU-R M1842-1：在附录18水上移动业务频道交换数据和电子邮件的VHF无线电系统和设备的特性。1842-1作为1842的扩展版本增加了两种使用2个或4连续VHF信道的多载波系统。1842-1一共描述了4种传输系统，传输速率最高可达307.2kps。AIS未来的发展方向未来的发展方向基于数字甚高频技术的基于数字甚高频技术的VDES 25kHz信道中信道中VDES系统数据传输方式系统数据传输方式50kHz

38、和和100kHz信道中信道中VDES系统数据传输方式系统数据传输方式ITU标准和数字调制方式标准和数字调制方式ITU-R M.1842 Annex 1/4 DQPSK or /8 D8PSKITU-R M.1842 Annex 24-level GMSKITU-R M.1842 Annex 316-OFDM + 16-QAMITU-R M.1842 Annex 432-OFDM + 16-QAM数据传输速率数据传输速率28.8 or 43.2 21.1kbps153.6 kbps 307.2 kbps灵敏度灵敏度-107dBm -107dBm -103dBm-98dBm相邻信道间干扰相邻信道间干扰(ACR)70dB70dB70dB70dBAIS未来的发展方向未来的发展方向基于数字甚高频技术的基于数字甚高频技术的VDES VDES的概念就是以ITU-R M.1842-1为核心发展出来的。VDES最初被开发的目的是用于处理AIS甚高频数据链路（VHF）过载的倾向，同时能使海事界实现更广泛的数据无缝交换。VDES将提供比现有AIS更高的数据率，并着力于优化网络协议，以提供更高的信息传输可信度。AIS未来的发展方向未来的发展方向基于数字甚高频技术的基于数字甚高频技术的VDES VDES研发的主要目的是避免AIS链路