第三章船用MFHF通信设备1

1、GMDSS 原理与业务 模块一：地面通信系统 模块二：卫星通信系统 模块三：船舶通信业务 模块一模块一 地面通信地面通信系统系统子模块一子模块一 GMDSS GMDSS概论概论子模块二子模块二 无线电波的传播无线电波的传播子模块三子模块三 船舶船舶MF/HFMF/HF通信设备通信设备子模块四子模块四 船用船用VHFVHF通信设备通信设备子模块五子模块五 NAVTEX NAVTEX、SARTSART、及船舶备用电源、及船舶备用电源第三章第三章船用船用MF/HFMF/HF通信设备通信设备 子模块三子模块三 3.1 SSB3.1 SSB通信的原理通信的原理 3.2 3.2 船用船用MF/HF SSB

2、MF/HF SSB发射机发射机 3.3 3.3 船用船用MF/HF SSBMF/HF SSB接收机接收机3.4 NBDP3.4 NBDP终端设备终端设备3.5 MF/HF DSC3.5 MF/HF DSC终端设备终端设备3.6 3.6 船舶常用的中短波天线船舶常用的中短波天线 3.1 SSB3.1 SSB通信的原理通信的原理 3.2 3.2 船用船用MF/HF SSBMF/HF SSB发射机发射机 3.3 3.3 船用船用MF/HF SSBMF/HF SSB接收机接收机3.4 NBDP3.4 NBDP终端设备终端设备3.5 MF/HF DSC3.5 MF/HF DSC终端设备终端设备3.6 3

3、.6 船舶常用的中短波天线船舶常用的中短波天线引言引言一、一、电通信系统的分类电通信系统的分类 按信息的物理特征按信息的物理特征电报、电话、数据、电报、电话、数据、 图像通信系统等图像通信系统等 按调制与否按调制与否基带传输、频带传输基带传输、频带传输 基带传输：将未经调制信号直接传输，如市话基带传输：将未经调制信号直接传输，如市话 频带传输：各种信号调制后传输，调制方式很多频带传输：各种信号调制后传输，调制方式很多 按信号的特征按信号的特征模拟通信、数字通信模拟通信、数字通信 电通信的种类电通信的种类 模拟信号：信息的状态随时间连续变化的电信号模拟信号：信息的状态随时间连续变化的电信号 数字

4、信号：信息的状态不随时间连续变化，即数字信号：信息的状态不随时间连续变化，即 信息状态的变化是离散的电信号信息状态的变化是离散的电信号 按传输媒介按传输媒介有线通信、无线通信有线通信、无线通信 按信号复用方式分按信号复用方式分 频分复用、时分复用、频分复用、时分复用、 码分复用码分复用 按电台的位置按电台的位置固定位置通信、移动通信固定位置通信、移动通信 二、通信方式二、通信方式通信可分为单工和双工两种方式：通信可分为单工和双工两种方式： 单工：单工是指通信双方交替进行发射的一种操作方式，信息的传递同单工：单工是指通信双方交替进行发射的一种操作方式，信息的传递同 一时刻时在一个方向上进行。一时

5、刻时在一个方向上进行。 收发频率相同称为同频单工；收发频率不同称为异频单工。收发频率相同称为同频单工；收发频率不同称为异频单工。 双工：双工是指通信双方同时进行收发操作的一种通信方式，信息的传双工：双工是指通信双方同时进行收发操作的一种通信方式，信息的传 递在两个方向上同时进行。递在两个方向上同时进行。 通信双方使用两个频率，甲方的发射频率即为乙方的接收频率，通信双方使用两个频率，甲方的发射频率即为乙方的接收频率， 乙方的发射频率即为甲方的接收频率，收发频率间相隔一定值。乙方的发射频率即为甲方的接收频率，收发频率间相隔一定值。 “准双工准双工” ：通信双方使用双工信道，但某一方的收、发不能同时

6、进行。：通信双方使用双工信道，但某一方的收、发不能同时进行。 船台船台MF/HF SSB Tel话筒上均有发射按键话筒上均有发射按键按下讲话。按下讲话。三、船舶三、船舶MF/HF组合电台组合电台 属于无线传输系统，调制方式采用模拟信号（属于无线传输系统，调制方式采用模拟信号（TelTel）的）的SSBSSB（Single Side BandSingle Side Band）调制和数字信号（）调制和数字信号（NBDPNBDP、DSCDSC）的）的FSKFSK（Frequency shift keyFrequency shift key）辅助调制的频带传输系统，工作）辅助调制的频带传输系统，工作方

7、式为准双工。方式为准双工。四、MF/HFMF/HF通信系统的组成及作用通信系统的组成及作用 系统由海岸电台和船舶电台组成。系统由海岸电台和船舶电台组成。 可实现可实现船岸间船岸间、船舶间船舶间中、远距离中、远距离的通信，并通过岸台转的通信，并通过岸台转接实现船台与陆地公众电话网和电传网用户之间的通信，接实现船台与陆地公众电话网和电传网用户之间的通信，也可借助专用终端与陆地数据也可借助专用终端与陆地数据 通信网用户通信。通信网用户通信。 五、五、船用船用MF/HFMF/HF通信设备通信设备(MF/HF(MF/HF组合电台组合电台) )基本构成基本构成 单边带单边带组合电台一般由组合电台一般由收发

8、收发单元单元、控制单元、天调单控制单元、天调单元组成。主机完成元组成。主机完成SSBSSB电话操作，电话操作，NBDP终端、终端、DSC终端终端和和DSC值守接收机终端通过控制台与主机联接。值守接收机终端通过控制台与主机联接。船用船用MF/HFMF/HF组合电台一般组成（组合电台一般组成（JRC JSS-850JRC JSS-850）六、实例六、实例通信试验室通信试验室 JRC JSS-720 MF/HF 组合电台组合电台3.1 SSB3.1 SSB通信的原理通信的原理 一、一、 SSBSSB通信的概念通信的概念1.1.调幅信号的性质调幅信号的性质 1)1)波形及频谱：波形及频谱： A：AM信

9、号有信号有3个频率分量：载波、上边频、下边频个频率分量：载波、上边频、下边频 B：频带宽度：频带宽度：B=2F，F= /2单音调制的波形与频谱单音调制的波形与频谱2）数学表达式：）数学表达式：设载波信号为：设载波信号为：uc(t)=Vc coswct单音频调制信号：单音频调制信号：u(t)=V cost则相应的调幅信号：则相应的调幅信号：u AM(t)=Vc+ kVcostcoswct令令m=KV/ Vc 调幅系数（调幅系数（1）uAM(t)= Vc (1+mcost ) cos wct将上式展开得：将上式展开得：uAM(t)= Vccos wct+1/2mVccos(wc+)t+cos(wc

10、-)t 多音频调制的波形与频谱多音频调制的波形与频谱 uAM(t)= Vc cos wct+1/2Vc i=1i= mi（cos(wc+i)t+cos(wc-i)t ）3)带宽带宽4)特点特点:B=2 B=2 F Fmaxmax带宽大、功耗大、波形外包络随动带宽大、功耗大、波形外包络随动结论：结论： A.调幅信号含有载频、上边频带、下边频带；调幅信号含有载频、上边频带、下边频带； B.调幅信号上边频带和下边频带包含相同有用信号信息；调幅信号上边频带和下边频带包含相同有用信号信息； C.可以只发射一个边带信号可以只发射一个边带信号单边带通信（上）单边带通信（上）SSB通信的含义通信的含义A：利用

11、：利用AM波中的任一边带，抑制载波和另一边带的通信波中的任一边带，抑制载波和另一边带的通信方式。方式。B：水上移动业务规定发射上边带。（：水上移动业务规定发射上边带。（USB）2. 2. 单边带信号的性质单边带信号的性质 1)1)频谱频谱 0tuSSB（t）uSSB（t）ffc + Ffc 0单音调制的单音调制的SSBSSB信号的波形与频谱信号的波形与频谱 多音频调制多音频调制SSBSSB信号的波形与频谱信号的波形与频谱 2)2)带宽带宽: :3)3)特点特点: :B = B = F Fmaxmax- - F Fminmin(1) (1) 已调波为调频调相波已调波为调频调相波(2) (2) 已

12、调波只包含一个边带分量已调波只包含一个边带分量(3) (3) 调制的过程实质上是频率线性搬移调制的过程实质上是频率线性搬移 过程过程。二、二、 SSBSSB通信的特点通信的特点（与（与AM相比）相比）1. 节省频带节省频带 Bam=2Fmax Bssb=Fmax-Fmin2功率有效利用率高功率有效利用率高 不发射载频和另一边带不发射载频和另一边带3抗选择衰落性能好抗选择衰落性能好 无载频和边带信号依从关系无载频和边带信号依从关系4抗干扰性能好抗干扰性能好 采用同步检波而非幅度检波采用同步检波而非幅度检波 5收发设备较复杂：收发设备较复杂： （缺点）（缺点） a 载波稳定度要求高载波稳定度要求高

13、; b 滤波器性能要求严格滤波器性能要求严格; c 对收发设备线性要求高对收发设备线性要求高.三、三、SSBSSB信号的产生信号的产生1.1.主要方法：主要方法： 2.2.原理：原理：调制器 调制信号调制信号边带滤波器 u uc uo uSSB 载波载波 SSBSSB信号信号 双边带信号双边带信号滤波法滤波法目前广泛使用的滤波法。目前广泛使用的滤波法。相移滤波法相移滤波法相移法相移法滤波法产生滤波法产生SSB信号：信号： 信号信号 u(t)=V cost 载波载波 uc(t)=Vc coswct调制器输出：调制器输出：uo(t)= u(t)*uc(t) = 1/2 VVccos(wc+)t+c

14、os(wc-)t 可以滤除一个边带信号得到可以滤除一个边带信号得到SSB信号：信号： 1/2 VVc cos(wc+)t 或或 1/2 VVc cos(wc-)t四、四、 SSBSSB通信的工作种类通信的工作种类1.1.工作种类由工作种类由三个字符三个字符表示表示: :1)1)第一个符号第一个符号字母字母: : 表示载波的调制方式表示载波的调制方式A A F FH H G GR R J J 双边带双边带调频调频单边带全载波单边带全载波单边带减幅载波单边带减幅载波调相调相单边带抑制载波单边带抑制载波2)2)第二个符号第二个符号数字数字: : 表示调制信号的性质表示调制信号的性质 1 12 23

15、3不用调制副载波不用调制副载波, ,但包含数字信息的单信道但包含数字信息的单信道利用调制副载波利用调制副载波, ,且包含数字信息的单信道且包含数字信息的单信道包含模拟信息的单信道包含模拟信息的单信道3)3)第三个符号第三个符号字母字母: :表示所发信息的类型表示所发信息的类型A AB BC C D DE E F F人工接收报人工接收报自动接收报自动接收报传真传真数据传输数据传输电话电话电视电视2.2.船用船用SSBSSB工作种类工作种类1) J3E1) J3E2) R3E2) R3E3) H3E3) H3E4) F1B/J2B4) F1B/J2B F1B:F1B:J2B:J2B:5) A3E5) A3E 抑制载波单边带电话抑制载波单边带电话减载波单边带减载波单边带电话电话全载波单边带全载波单边带电话电话单边带电传单边带电传直接用直接用1785Hz和和1