CN101860381A - 智能调节发射功率的船舶自动识别***船台 - Google Patents

智能调节发射功率的船舶自动识别***船台 Download PDF

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严新平
马枫
孙星
初秀民
吴勇
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Wuhan University of Technology WUT
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Abstract

本发明涉及智能调节发射功率的船舶自动识别***船台，它包括处理器、调制解调器、信噪机、天线；天线接收的信号依次经信噪机、调制解调器后输入处理器处理，处理器处理后的输出信号依次经调制解调器、信噪机后通过天线向外发送；它还包括用于调节天线发射功率的功率控制电路，处理器通过功率控制电路调节天线的发射功率。与现有技术相比，本发明在现有AIS船台的基础上，添加功率控制功能，实现AIS发射功率自动调整，加强AIS通讯网络的保障性。

Description

智能调节发射功率的船舶自动识别***船台
技术领域
本发明涉及船舶上使用的无线电***，特别船舶上使用的自动识别***船台。
背景技术
船舶自动识别***(AIS)是工作于VHF甚高频频段上的数字传输***，通过互报方位、航行信息等，实现避碰报警的功能，它对保障船舶航行安全具有至关重要的作用，其数据交换性远优于雷达***。国际海事公约规定，大于500吨的船舶都应安装***。
AIS***包含基站、A级船台和B级船台三个主要要素。基站为岸上设立，是通讯协调中心；A级船台主要装配500吨以上船只，B级船台则为500吨以下小型船只。特别指出的是，基站不是一个必须的元素，在没有基站的情况下，B级别船只和A级别船只亦可正常工作。AIS通讯***仅有两个频点，87B(161.975MHZ)和88B(162.025MHZ)，采用时分多址的方式工作，即将三分钟的时间划分为2250个时段，每个时段为一个通讯信道，船只和基站选择某几个时段发送自己的信息。
现有船舶自动识别***船台的结构如图1所示，它包括处理器、调制解调器、信噪机、天线；天线接收的信号依次经信噪机、调制解调器后输入处理器处理，处理器处理后的信号依次经调制解调器、信噪机后通过天线用同样大小的功率向外发送。
经过多年的发展，AIS***已由海上走向内河。内河应用中，最大的改变是无线电环境更加复杂，其原因为：
(1)曲折的航道，岸边的海拔落差，给无线电传播带来遮挡。
(2)短时间内港口大量船只，给较为狭窄的AIS信道带来更大压力。
(3)岸边无线电的干扰。
同时，内河AIS被越来越多的作为一种监管手段，用以管理船只通航，统计船舶流量等。因此，在内河等复杂无线电环境下采用现有AIS，天线用同样大小的功率向外发送，会使所处的无线电环境更加恶化，降低了AIS的保障性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种智能调节发射功率的船舶自动识别***船台，它能动态调整AIS船台的发射功率，加强AIS通讯网络的保障性。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：
智能调节发射功率的船舶自动识别***船台，它包括处理器、调制解调器、信噪机、天线；天线接收的信号依次经信噪机、调制解调器后输入处理器处理，处理器处理后的输出信号依次经调制解调器、信噪机后通过天线向外发送；它还包括用于调节天线发射功率的功率控制电路，处理器通过功率控制电路调节天线的发射功率。
上述方案中，船舶自动识别***船台还包括D/A转换电路，处理器输出的控制信号通过D/A转换电路输入功率控制电路，功率控制电路调节天线的发射功率。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
在现有AIS船台的基础上，添加功率控制功能，实现AIS发射功率自动调整。
它能在基站信号覆盖良好的港口等繁忙航段，处理器通过功率控制电路自动降低天线的发射功率，在不影响AIS避碰统计功能的前提下，保证了较远AIS链路的高效性。
在远离基站港口的航段，处理器通过功率控制电路自动提高的天线的发射功率，可以保证远程AIS基站可顺利收到信息。
它还为允许管理部门管理AIS信道分配及发射功率，从而实现AIS数据链路的优化创造条件。
附图说明
图1为现有船舶自动识别***船台的结构框图
图2为本发明船舶自动识别***船台实施例的结构框图
图3为本发明船舶自动识别***船台实施例结构图
图4为功率控制电路的电路原理图
图5为脉宽调制D/A转换电路的电压控制电路图及输出波形
图6为处理器软件流程图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
如图2所示的本发明智能调节发射功率的船舶自动识别***船台实施例，它包括处理器、调制解调器、信噪机、天线、用于调节天线发射功率的功率控制电路、D/A转换电路(DAC)；天线接收的信号依次经信噪机、调制解调器后输入处理器处理，处理器处理后的输出信号依次经调制解调器、信噪机后通过天线向外发送；处理器输出的控制信号通过D/A转换电路输入功率控制电路，功率控制电路调节天线的发射功率。
如图3所示，处理器MCU与调制解调器CMX7042的连接关系为：
CDATA命令输入，SCLK时钟信号，CSN使能信号，RDATA回复信号。
调制解调器与信噪机的连接关系为：
信号发送部分：MOD1调制信号1，MOD2调制信号2，TXEN发射机使能信号，PwrCTRL发射使能信号。
信号接收部分：IP1接收信号1，RSSI1接收信号1对应信道场强，IP2接收信号2，RSSI2接收信号2对应场强。
处理器通过DAC控制功率调节。
如图4所示，射频功率控制电路中，射频功放偏置电压，决定发射功率。核心处理器用数模转换电路，控制偏置电压，即控制了发射功率。以功率控制电路RA07M1371M射频功放为例(图中U1)。核心处理器U2，采用DAC转换电路控制U1，U2采用数字通讯电路，或者脉宽调制电路，在DAC转换电路的支持下，受控输出连续线性直流电压，控制U1偏置电压脚，U1其他连接关系照常，即形成受处理器U2控制的可变发射功率电路。其他功率放大芯片电路，可参照此实现方式。
如图5所示，以微控制器为中心建立DAC偏置电路，用于控制U1的偏置电压微控制器U2脉宽调制脚U2-1，输出波形，经过LC整形电路整形为直流电压V，V的值由U2-1方波的占空比决定。
本发明实施例可建立发射功率与远程控制指令、现场无线电环境、地理位置的关联关系。优先级别设置为，管理部门指令＞现场无线电环境＞地理位置。
工作原理如下：
如图6所示，处理器进入工作状态后，首先初始化各组件，将发射功率为默认。接收船只、基站的位置信息后，接收GPS位置信息，判断主机附近是否有基站。如果基站距离较远，则设置为大功率发射；如果基站较远，则重新进入接收船只、基站状态。在大功率发射状态下，再判断信道拥挤与否，如果信道拥挤，则进入默认发射功率状态；如果信道不拥挤，则重新设置为默认发射功率。

Claims (2)

1.智能调节发射功率的船舶自动识别***船台，它包括处理器、调制解调器、信噪机、天线；天线接收的信号依次经信噪机、调制解调器后输入处理器处理，处理器处理后的输出信号依次经调制解调器、信噪机后通过天线向外发送；其特征在于：它还包括用于调节天线发射功率的功率控制电路，处理器通过功率控制电路调节天线的发射功率。
2.如权利要求1所述的船舶自动识别***船台，其特征在于：它还包括D/A转换电路，处理器输出的控制信号通过D/A转换电路输入功率控制电路，功率控制电路调节天线的发射功率。
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