Ais系統(tǒng)信號仿真源的制作方法
Ais系統(tǒng)信號仿真源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了AIS系統(tǒng)信號仿真源，包括電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，AIS信號源連接基帶處理單元，基帶處理單元連接射頻單元，射頻單元連接合路器，合路器連接VHF天線，AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接。它可以滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求，節(jié)省了開發(fā)時間，同時節(jié)省了財力物力。
【專利說明】AIS系統(tǒng)信號仿真源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動識別系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及AIS系統(tǒng)信號仿真源。
【背景技術(shù)】
[0002]自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,簡稱AIS系統(tǒng))是由國際海事組織(MO)、國際航標(biāo)協(xié)會(IALA)、國際電信聯(lián)盟(ITU)等國際組織，在艦船飛機之?dāng)澄易R別器的基礎(chǔ)上，共同研究的一種新型的集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)和設(shè)備。
[0003]船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)的是在無線電應(yīng)答器監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上，配合GPS全球定位系統(tǒng)將船位、船速、改變航向率及航向等船舶動態(tài)結(jié)合船名、呼號、吃水及危險貨物等船舶靜態(tài)資料由甚高頻(VHF)頻道向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶之動靜態(tài)資訊，得以立刻互相通話協(xié)調(diào)，采取必要避讓行動。它可用于船舶等運載工具的精確跟蹤，以彌補傳統(tǒng)雷達監(jiān)測在自動識別目標(biāo)以及獲取航行動向信息等方面的不足，對雷達監(jiān)測起輔助或替代作用。
[0004]由于AIS技術(shù)的先進性，使用的簡易性和經(jīng)濟性，AIS技術(shù)被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)(ITU-RM.137UIEC 61993-2)，ITU組織由根據(jù)不同的設(shè)備應(yīng)用制定了不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。按照功能劃分，可分為々15(:1&88 4 415(:1&888415基站415航標(biāo)415 SART、AIS信標(biāo)等，其中國際海事組織(ΙΜ0)強制性要求300噸以上海上航行船舶安裝AIS ClassA標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。
[0005]AIS系統(tǒng)以無線電應(yīng)答器監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)，這就要求AIS系統(tǒng)的設(shè)備提供商和系統(tǒng)集成商，在進行設(shè)備研發(fā)和方案搭建時，要解析不同的設(shè)備發(fā)出的各類報文。系統(tǒng)和設(shè)備測試時，要將多類設(shè)備進行多個不同場景的測試，甚至必要的時候要到沿海環(huán)境進行實驗。這種測試不僅要耗費大量的物力財力購買設(shè)備，還要化大量的財力物力用于環(huán)境的搭建，調(diào)試，拆卸，搬運，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到測試的效果，極大的拖延了開發(fā)時間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)，其存在需要耗費大量的人力物力，工程周期長，出現(xiàn)設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，本發(fā)明提供AIS系統(tǒng)信號仿真源。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
AIS系統(tǒng)信號仿真源，包括電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，AIS信號源連接基帶處理單元，基帶處理單元連接射頻單元，射頻單元連接合路器，合路器連接VHF天線，AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接；
本發(fā)明的工作原理是，通過AIS信號源模擬多種設(shè)備同時工作，設(shè)備的工作狀態(tài)可以通過設(shè)置經(jīng)緯度、時間、時隙等動態(tài)參數(shù)參數(shù)來實現(xiàn)，生成各類可編輯的報文，再設(shè)置報文的發(fā)送發(fā)射頻率參數(shù)、發(fā)射信道參數(shù)、發(fā)射AIS報文號、發(fā)射報文內(nèi)容、發(fā)射報文MMS1、發(fā)射報文時延參數(shù)、發(fā)射報文的幅度參數(shù)、發(fā)射報文的位置信息、發(fā)射報文的速率參數(shù)、發(fā)射報文的報告率等參數(shù)，AIS信號源按照設(shè)置將報文傳送給基帶單元；基帶處理單元收到報文后，進行編譯成基帶信號，并傳送給射頻單元；射頻單元將傳入的基帶信號進行功率放大，頻率合成、調(diào)制后通過VHF天線發(fā)射出去；如果需要模擬兩個以上設(shè)備，為了保證AIS信號的質(zhì)量，就需要兩個以上基帶處理單元和兩路以上射頻單元，通過合路器將發(fā)射信號合路后通過VHF天線發(fā)射出去。
[0008]和現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用AIS信號源來實現(xiàn)模擬設(shè)備的動態(tài)運動過程，并采用經(jīng)緯度、時間、時隙等動態(tài)參數(shù)表征出來，并形成報文，AIS信號通過AIS信號源、基帶處理單元、射頻單元、合路器、VHF天線順次連接形成的通信鏈路發(fā)射出去的技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)方案不論從原理還是技術(shù)特征都和現(xiàn)有技術(shù)的方案顯而易見的不相同，具有實質(zhì)的特點，為現(xiàn)有技術(shù)做出了貢獻，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)，其存在需要耗費大量的人力物力，工程周期長，出現(xiàn)設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題。本發(fā)明不僅能模擬AIS的各類設(shè)備發(fā)送的各類AIS報文，而且能根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，同時可以根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求，節(jié)省了開發(fā)時間，同時節(jié)省了財力物力。本發(fā)明獲得了有益的效果，取得了實質(zhì)的進步，本發(fā)明的技術(shù)方案還是未來技術(shù)的發(fā)展方向。
[0009]為了進一步優(yōu)化，提高射頻單元的工作質(zhì)量，作為優(yōu)選，射頻單元包括VHF發(fā)射機、程控衰減器，基帶單元連接VHF發(fā)射機的輸入端，VHF發(fā)射機輸出端連接程控衰減器的輸入端，程控衰減器的輸出端連接合路器。
[0010]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源發(fā)射信號生成能力和發(fā)射能力的進一步改進。VHF發(fā)射機將基帶單元傳入的基帶信號進行濾波、功率放大、頻率合成、頻率調(diào)制發(fā)射傳給程控衰減器；程控衰減器，根據(jù)信號發(fā)射的需要設(shè)定信號的衰減量，控制信號的發(fā)射功率，經(jīng)過合路器合路后通過VHF天線發(fā)射出去。
[0011]為了進一步優(yōu)化，確保AIS系統(tǒng)信號仿真源能提供準(zhǔn)確的位置信息和時間基準(zhǔn)，作為優(yōu)選，AIS系統(tǒng)信號仿真源還包括GPS模塊、GPS天線，GPS天線連接GPS模塊，GPS模塊連接基帶處理單元。
[0012]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力的進一步改進。GPS天線將接收到的GPS信號傳輸給GPS模塊，GPS模塊解調(diào)衛(wèi)星的廣播C/A碼信號，并進行運算得出設(shè)備所在點的經(jīng)度、緯度、高度和時間修正量參數(shù)，將這些數(shù)據(jù)傳遞給基帶處理單元。
[0013]為了進一步優(yōu)化，提高GPS信號的質(zhì)量，作為優(yōu)選，AIS系統(tǒng)信號仿真源，還包括前置放大器，GPS天線連接前置放大器，前置放大器連接GPS模塊。
[0014]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力的進一步改進。通過前置放大器將GPS天線接收到的GPS信號進行放大，有利于提高GPS模塊的信號采樣精度和采樣質(zhì)量。
[0015]為了進一步優(yōu)化，提高基帶處理單元的信號處理能力，作為優(yōu)選，基帶處理單元包括串口芯片、ARM芯片、基帶處理芯片，AIS信號源連接串口芯片，串口芯片連接ARM芯片，ARM芯片連接基帶處理芯片，基帶處理芯片連接VHF發(fā)射機，ARM芯片還連接GPS模塊。
[0016]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力的進一步改進。通過串口芯片實現(xiàn)AIS信號源和ARM芯片之間的通信，AIS信號源將報文數(shù)據(jù)及其任務(wù)排程發(fā)送給ARM芯片，ARM芯片將接收到的GPS信號和AIS信號進行運算，ARM芯片根據(jù)AIS系統(tǒng)信號源設(shè)備的命令精確控制報文內(nèi)容和報文傳遞的速率，基帶處理芯片將報文內(nèi)容編譯成用于發(fā)射的基帶碼信號，并傳送給VHF發(fā)射機。
[0017]為了進一步優(yōu)化,提高基帶處理單元的工作質(zhì)量,作為優(yōu)選，基帶處理單元還包括晶體振蕩器，晶體振蕩器連接ARM芯片。
[0018]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力的進一步改進。晶體振蕩器為ARM芯片提供高精度和穩(wěn)定的脈沖時鐘頻率，從而保證了 ARM芯片運行的穩(wěn)定性和可靠性，從而實現(xiàn)報文內(nèi)容和報文傳遞速率控制的精準(zhǔn)性。
[0019]為了進一步優(yōu)化，提高的信號處理能力，作為優(yōu)選，基帶處理單元還包括可擦除存儲器，可擦除存儲器連接ARM芯片。
[0020]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源信號的處理能力和傳送能力的進一步改進。可擦除存儲器用于存儲ARM芯片的配置程序，通過配置程序，可以進一步優(yōu)化ARM芯片的工作質(zhì)量和工作能力。
[0021]為了進一步優(yōu)化，提高可擦除存儲器的可選擇性，作為優(yōu)選，可擦除存儲器為閃存、可擦除只讀存儲器中的任意一項。
[0022]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的工作適應(yīng)能力的進一步改進。閃存擁有較大的存儲容量、較快的讀取速度，不過需要通過焊接連接ARM芯片，不易更換，可擦除只讀存儲器可以通過直接插拔進行更換，更換方便。
[0023]為了進一步優(yōu)化，確保ARM芯片工作的穩(wěn)定性，作為優(yōu)選，基帶處理單元還包括復(fù)位電路，復(fù)位電路連接ARM芯片。
[0024]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源工作穩(wěn)定性的進一步改進。復(fù)位電路為ARM芯片的運行提供穩(wěn)定的電源，從而確保ARM芯片處于正常的工作狀態(tài)，實現(xiàn)報文內(nèi)容和報文傳遞速率控制的精準(zhǔn)性。
[0025]為了進一步優(yōu)化，確保復(fù)位電路能為ARM芯片提供優(yōu)質(zhì)的電源保證，作為優(yōu)選，復(fù)位電路為微分型復(fù)位電路、積分型復(fù)位電路、比較器型復(fù)位電路、看門狗型復(fù)位電路中的任
意一項。
[0026]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的電源保障能力的進一步改進。本方案提供較寬的復(fù)位電路選擇，可以根據(jù)實際的需要選擇最符合的復(fù)位電路為ARM芯片提供優(yōu)質(zhì)的電源保證。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.和現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用AIS信號源模擬、仿真多種設(shè)備同時工作，并將工作狀態(tài)參數(shù)化，采用GPS天線、前置放大器、GPS模塊順次連接產(chǎn)生GPS信號，AIS信號和GPS信號通過基帶處理單元、射頻單元、合路器、VHF天線順次連接形成的通信鏈路發(fā)射出去，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的工程周期長、耗費大量人力物力、測試效果有限的技術(shù)問題，本發(fā)明能模擬AIS的各類設(shè)備發(fā)送的各類AIS報文，而且能根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，同時可以根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求。[0028]2.本發(fā)明的各個功能單元均經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，能高質(zhì)量、高可靠性、高效率、低成本地提供多種設(shè)備運動狀態(tài)，開發(fā)設(shè)計測試用。
[0029]本發(fā)明解決了在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時存在需要耗費大量的人力物力，工程周期長，出現(xiàn)設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，本發(fā)明不僅能模擬AIS的各類設(shè)備發(fā)送的各類AIS報文，而且能根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，節(jié)省了開發(fā)時間，同時節(jié)省了財力物力。本發(fā)明獲得了有益的效果，取得了實質(zhì)的進步，本發(fā)明的技術(shù)方案還是未來技術(shù)的發(fā)展方向，具有很好的產(chǎn)業(yè)價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了清楚說明本發(fā)明，下面采用附圖對本發(fā)明及其實施例進行解釋，并對附圖做出簡要說明。附圖及【專利附圖】
【附圖說明】是示意性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。在本發(fā)明發(fā)明構(gòu)思指導(dǎo)下，還可以通過下面的附圖，得到其它附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明供AIS系統(tǒng)信號仿真源，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測試AIS設(shè)備和系統(tǒng)，實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)需要耗費大量的人力物力，工程周期長，設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，還可根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求，節(jié)省了開發(fā)時間，節(jié)省了財力物力的技術(shù)效果。
[0033]本發(fā)明實施中的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題?？傮w思路如下:
首先需要根據(jù)自動識別系統(tǒng)所需要的信號種類、參數(shù)要求，設(shè)計一個AIS信號源，AIS信號源需要實現(xiàn)對多種工作場景、工作設(shè)備、工作方式進行模擬，模擬可進行設(shè)置和修改，用戶還可以通過參數(shù)的設(shè)置來模擬工作設(shè)備的運動狀態(tài)和運動方式；接著設(shè)計一個信號發(fā)射裝置，這個裝置包括AIS信號傳送、編譯、調(diào)制發(fā)射，AIS信號傳送、編譯通過設(shè)計一個基帶處理單元來實現(xiàn)、調(diào)制發(fā)射通過設(shè)計一個VHF發(fā)射單元來實現(xiàn),還需要一個VHF天線來實現(xiàn)射頻信號的收發(fā)；由于需要模擬多個設(shè)備、每個設(shè)備的信號要沒有干擾，基帶處理單元和VHF發(fā)射單元就需要采用多通道的設(shè)計思路來保證，信號傳遞的質(zhì)量；由于需要對發(fā)射信號進行排隊和設(shè)定發(fā)送速率，基帶單元就需要一個實現(xiàn)這些功能的ARM芯片來和基帶處理芯片；為了保證ARM芯片的工作穩(wěn)定性，就需要給ARM芯片配置晶體振蕩器，用于提供ARM芯片頻率基準(zhǔn)，給ARM芯片配置可擦除存儲器，用來存儲ARM芯片的配置程序，給ARM芯片配置復(fù)位電路，復(fù)位電路用于ARM芯片將電路恢復(fù)到起始狀態(tài)；為了使系統(tǒng)能提供定位和授時能力，就需要包括GPS模塊、GPS天線的GPS信號產(chǎn)生單元；為了使VHF發(fā)射單元具有良好的VHF信號發(fā)射能力，VHF發(fā)射單元需要包括VHF發(fā)射機和程控衰減器，程控衰減器用于控制VHF發(fā)射機的衰減量；為了使多路發(fā)射信號共用一個發(fā)射天線，需要一個合路器，用于將多路射頻單元的發(fā)射信號合路后通過天線發(fā)射出去。以上基于功能需要的技術(shù)方案，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)測試AIS設(shè)備和系統(tǒng)，實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)需要耗費大量的人力物力，工程周期長，設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，還可根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求。
[0034]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進一步說明。對這些實施方式的說明主要用于幫助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、所解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征和帶來的技術(shù)效果。對這些實施方式的說明是示意性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。本發(fā)明各個實施方式所涉及的技術(shù)特征，只要彼此不構(gòu)成沖突就可以相互組合，通過等同替代或者是明顯變型方式得到的所有實施例，和本發(fā)明的實施例實質(zhì)上相同。
[0035]實施例一:
如圖1所示，本發(fā)明，包括電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，AIS信號源連接基帶處理單元，基帶處理單元連接射頻單元，射頻單元連接合路器，合路器連接VHF天線，AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接。
[0036]本實施例，包括兩路基帶處理單元，兩路路射頻單元，射頻單元的工作頻率為156-163MHZ，用戶可以根據(jù)需要自行設(shè)定，常用的兩個發(fā)射頻率為161.975 MHZ和162.025MHZ，用戶在使用中可將射頻單元的工作頻率分別設(shè)定為161.975 MHZ和162.025 MHZ。用戶還可以根據(jù)需要選擇只使用一路基帶處理單元和一路射頻單元來進行工作，當(dāng)信號數(shù)據(jù)量大、需要更高的速度時，用戶可以根據(jù)需要選擇三路基帶處理單元和三路射頻單元來實現(xiàn)發(fā)射任務(wù)，當(dāng)然基帶處理單元和射頻單元的數(shù)量不局限于三路，還可以更多路。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0038]本發(fā)明投入使用時，第一步，檢查、調(diào)試設(shè)備:檢查電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、基帶處理單元、射頻單元是否按本發(fā)明的技術(shù)方案連接，它們之間的硬件連接是否正常，如果出現(xiàn)異常，予以糾正；第二步，加電測試設(shè)備:啟動電源，確認(rèn)AIS系統(tǒng)信號仿真源工作狀態(tài)是否正常，正常后才投入使用；第三步，執(zhí)行AIS系統(tǒng)信號仿真源信號發(fā)射任務(wù)；通過參數(shù)設(shè)置，AIS信號源產(chǎn)生經(jīng)緯度、時間、時隙和報文等信號數(shù)據(jù)，并傳遞給基帶處理單元，基帶處理單元，將AIS信號編譯成基帶信號，并傳送給射頻單元，射頻單元將基帶單元傳入的基帶信號進行功率放大，頻率合成、調(diào)制后經(jīng)合路器通過VHF天線發(fā)射出去。
[0039]本實施例的工作流程如下:
AIS信號源開機后，通過AIS信號源的控制臺進行控制信息交互，包括上次關(guān)機時工作的工作參數(shù)等，AIS信號源第一次開機默認(rèn)為發(fā)送AIS ClassA報文，保存的參數(shù)設(shè)置包括MMSI設(shè)置，報文內(nèi)容設(shè)置、報文發(fā)送報告率設(shè)置等。完成信息交互后AIS信號源按照上次設(shè)置的參數(shù)進行AIS報文的發(fā)送。
[0040]如果用戶需要設(shè)置新的工作參數(shù)，包括射頻發(fā)射頻率、發(fā)射起始時隙號、發(fā)送AIS報文號、模擬AIS設(shè)備類型等參數(shù)，在AIS信號源的控制臺上設(shè)置新的參數(shù)，AIS信號源收到后按照新設(shè)置的工作參數(shù)進行工作。AIS信號源一直按照新設(shè)置的參數(shù)持續(xù)工作發(fā)射AIS信號，直至收到新的參數(shù)設(shè)置或關(guān)機。
[0041]AIS信號源按照通過控制臺設(shè)置的參數(shù)生成AIS報文，并將組好的消息放在待發(fā)送隊列中，在設(shè)定的發(fā)射時隙到來前，基帶模塊對待發(fā)送的消息進行HDLC協(xié)議組包及NRZI編碼，在發(fā)射時隙到來時向射頻模塊發(fā)射機輸出待發(fā)射數(shù)據(jù)，發(fā)射電路對數(shù)據(jù)進行GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)調(diào)制，再經(jīng)過濾波及功率放大后，通過合路器轉(zhuǎn)到VHF天線發(fā)射出去。[0042]實施例二:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源發(fā)射信號生成能力和發(fā)射能力，本實施例在實施例一的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的射頻單元包括VHF發(fā)射機、程控衰減器，基帶單元連接VHF發(fā)射機的輸入端，VHF發(fā)射機輸出端連接程控衰減器的輸入端，程控衰減器的輸出端連接合路器。
[0043]本實施例中，射頻單元采用程控衰減器和VHF發(fā)射機分體設(shè)計、相互配合的技術(shù)方案，基帶單元將基帶信號傳遞給VHF發(fā)射機，VHF發(fā)射機對基帶信號進行濾波、功率放大、頻率合成、頻率調(diào)制，然后發(fā)射，發(fā)射信號傳輸給程控衰減器，程控衰減器根據(jù)設(shè)定好的衰減量對發(fā)射信號進行衰減，從而保證發(fā)射信號由于功率過大造成信號失真，程控衰減器再將衰減后的信號傳遞給合路器。
[0044]本實施例中的程控衰減器，可以為程控步進衰減器，還可以為其他類型的衰減器，如電調(diào)衰減器。
[0045]實施例三:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力,本實施例在實施例一?二的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的AIS系統(tǒng)信號仿真源，還包括GPS模塊、GPS天線，GPS天線連接GPS模塊，GPS模塊連接基帶處理單元。
[0046]本實施例中，增加由GPS天線連接GPS模塊，GPS模塊連接基帶處理單元的GPS衛(wèi)星信號接收功能，GPS天線將從GPS衛(wèi)星接收到的GPS衛(wèi)星信號傳遞給GPS模塊，GPS模塊對GPS衛(wèi)星信號進行計算處理后，采用NMEA0183的數(shù)據(jù)格式，傳遞給基帶處理單元。
[0047]本發(fā)明中GPS模塊和GPS天線的型號和規(guī)格，可以根據(jù)實際需要進行自由選擇。
[0048]實施例四:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力,本實施例在實施例一?三的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的AIS系統(tǒng)信號仿真源，還包括前置放大器，GPS天線連接前置放大器，前置放大器連接GPS模塊。
[0049]本實施例中，增加前置放大器放大GPS衛(wèi)星信號的功能，GPS天線接收到GPS衛(wèi)星信號后，將GPS衛(wèi)星信號傳遞給前置放大器，前置放大器將較弱的GPS衛(wèi)星信號進行調(diào)幅放大，GPS衛(wèi)星信號波形的變大，后續(xù)的GPS模塊就可以采用更高的采樣率對GPS衛(wèi)星信號進行采樣。
[0050]本實施例中的前置放大器可以采用和GPS天線、GPS模塊相配合的任何功率放大器。
[0051]實施例五:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力，本實施例在實施例一?四的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元包括串口芯片、ARM芯片、基帶處理芯片，AIS信號源連接串口芯片，串口芯片連接ARM芯片，ARM芯片連接基帶處理芯片，基帶處理芯片連接VHF發(fā)射機，ARM芯片還連接GPS模塊。
[0052]本實施例中，基帶處理單元采用ARM芯片、基帶處理芯片協(xié)同配合來組成基帶處理單元，只要是ARM芯片架構(gòu)的芯片、不論是以前就推出的規(guī)格、還是現(xiàn)在剛推出、或者是以后推出的均可以使用，也可以是集成了基帶處理芯片的ARM芯片，串口芯片可以是USB串口芯片，也可以是SPI接口芯片，只要是采用串口通信協(xié)議的串口芯片都可以。[0053]本實施例中，串口芯片將AIS模擬源發(fā)送的報文信號和傳送給ARM芯片，ARM芯片進行運算，ARM芯片根據(jù)AIS系統(tǒng)信號源設(shè)備的命令精確控制報文內(nèi)容和報文傳遞的速率，基帶芯片將ARM芯片傳入的報文內(nèi)容編譯成用于發(fā)射的基帶碼信號，并傳送給VHF發(fā)射機。
[0054]實施例六:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力，本實施例在實施例五的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元還包括晶體振蕩器，晶體振蕩器連接ARM芯片。
[0055]本實施例的晶體振蕩器，主要用來為ARM芯片提供高精度和穩(wěn)定的脈沖時鐘頻率，提高ARM芯片運行的穩(wěn)定性和可靠性。
[0056]本實施例的晶體振蕩器，可以是普通晶體振蕩(SPX0)，電壓控制式晶體振蕩器(VCX0)，溫度補償式晶體振蕩(TCX0)，恒溫控制式晶體振蕩(0CX0)。數(shù)字補償式晶體損振蕩(DCXO)微機補償晶體振蕩器(MCXO)中的任意一種，以后出現(xiàn)的晶體振蕩器，只要能用于為ARM芯片提供高精度和穩(wěn)定的脈沖時鐘頻率，都可在本實施例中使用。
[0057]實施例七:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源信號的處理能力和傳送能力，本實施例在實施例五?六的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元還包括可擦除存儲器，可擦除存儲器連接ARM芯片。
[0058]本實施例的可擦除存儲器用于存儲ARM芯片的配置程序，通過配置程序來優(yōu)化ARM芯片的運行效能。
[0059]實施例八:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的工作適應(yīng)能力，本實施例在實施例七的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的可擦除存儲器為閃存、可擦除只讀存儲器中的任意一項。
[0060]實施例九:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源工作穩(wěn)定性，本實施例在實施例五?八的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元還包括復(fù)位電路，復(fù)位電路連接AM芯片。
[0061]實施例十:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的電源保障能力，本實施例在實施例九的基礎(chǔ)上進一步地改進,如圖1所示,本實施例的復(fù)位電路為微分型復(fù)位電路、積分型復(fù)位電路、比較器型復(fù)位電路、看門狗型復(fù)位電路中的任意一項。
[0062]以上結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于上述實施方式和實施例，在基于本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上，對本發(fā)明的上述實施方式進行各種變化、修改、替換或變型，均落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.AIS系統(tǒng)信號仿真源，包括電源、合路器、VHF天線，其特征在于，還包括AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，所述AIS信號源連接基帶處理單元，所述基帶處理單元連接射頻單元，所述射頻單元連接合路器，所述合路器連接VHF天線，所述AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述射頻單元包括VHF發(fā)射機、程控衰減器，基帶單元連接VHF發(fā)射機的輸入端，所述VHF發(fā)射機輸出端連接程控衰減器的輸入端，所述程控衰減器的輸出端連接合路器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，還包括GPS模塊、GPS天線，所述GPS天線連接GPS模塊，所述GPS模塊連接基帶處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，還包括前置放大器，GPS天線連接前置放大器，所述前置放大器連接GPS模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元包括串口芯片、ARM芯片、基帶處理芯片，AIS信號源連接串口芯片，所述串口芯片連接ARM芯片，所述ARM芯片連接基帶處理芯片，所述基帶處理芯片連接VHF發(fā)射機，所述ARM芯片還連接GPS模塊。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元還包括晶體振蕩器，所述晶體振蕩器連接ARM芯片。
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元還包括可擦除存儲器，所述可擦除存儲器連接ARM芯片。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述可擦除存儲器為閃存、可擦除只讀存儲器中的任意一項。
9.據(jù)權(quán)利要求5所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元還包括復(fù)位電路，所述復(fù)位電路連接ARM芯片。
10.據(jù)權(quán)利要求9所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述復(fù)位電路為微分型復(fù)位電路、積分型復(fù)位電路、比較器型復(fù)位電路、看門狗型復(fù)位電路中的任意一項。
【文檔編號】H04B17/00GK104009810SQ201310643066
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】謝永鋒, 魏璨, 印夢超, 周密, 李旭, 劉玉 申請人:成都天奧信息科技有限公司
【專利摘要】本發(fā)明公開了AIS系統(tǒng)信號仿真源，包括電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，AIS信號源連接基帶處理單元，基帶處理單元連接射頻單元，射頻單元連接合路器，合路器連接VHF天線，AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接。它可以滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求，節(jié)省了開發(fā)時間，同時節(jié)省了財力物力。
【專利說明】AIS系統(tǒng)信號仿真源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及自動識別系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及AIS系統(tǒng)信號仿真源。
【背景技術(shù)】
[0002]自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,簡稱AIS系統(tǒng))是由國際海事組織(MO)、國際航標(biāo)協(xié)會(IALA)、國際電信聯(lián)盟(ITU)等國際組織，在艦船飛機之?dāng)澄易R別器的基礎(chǔ)上，共同研究的一種新型的集網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代通訊技術(shù)、計算機技術(shù)、電子信息顯示技術(shù)為一體的數(shù)字助航系統(tǒng)和設(shè)備。
[0003]船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)的是在無線電應(yīng)答器監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)上，配合GPS全球定位系統(tǒng)將船位、船速、改變航向率及航向等船舶動態(tài)結(jié)合船名、呼號、吃水及危險貨物等船舶靜態(tài)資料由甚高頻(VHF)頻道向附近水域船舶及岸臺廣播，使鄰近船舶及岸臺能及時掌握附近海面所有船舶之動靜態(tài)資訊，得以立刻互相通話協(xié)調(diào)，采取必要避讓行動。它可用于船舶等運載工具的精確跟蹤，以彌補傳統(tǒng)雷達監(jiān)測在自動識別目標(biāo)以及獲取航行動向信息等方面的不足，對雷達監(jiān)測起輔助或替代作用。
[0004]由于AIS技術(shù)的先進性，使用的簡易性和經(jīng)濟性，AIS技術(shù)被采納為國際標(biāo)準(zhǔn)(ITU-RM.137UIEC 61993-2)，ITU組織由根據(jù)不同的設(shè)備應(yīng)用制定了不同的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。按照功能劃分，可分為々15(:1&88 4 415(:1&888415基站415航標(biāo)415 SART、AIS信標(biāo)等，其中國際海事組織(ΙΜ0)強制性要求300噸以上海上航行船舶安裝AIS ClassA標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。
[0005]AIS系統(tǒng)以無線電應(yīng)答器監(jiān)測技術(shù)為基礎(chǔ)，這就要求AIS系統(tǒng)的設(shè)備提供商和系統(tǒng)集成商，在進行設(shè)備研發(fā)和方案搭建時，要解析不同的設(shè)備發(fā)出的各類報文。系統(tǒng)和設(shè)備測試時，要將多類設(shè)備進行多個不同場景的測試，甚至必要的時候要到沿海環(huán)境進行實驗。這種測試不僅要耗費大量的物力財力購買設(shè)備，還要化大量的財力物力用于環(huán)境的搭建，調(diào)試，拆卸，搬運，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都會影響到測試的效果，極大的拖延了開發(fā)時間。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]為了克服現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)，其存在需要耗費大量的人力物力，工程周期長，出現(xiàn)設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，本發(fā)明提供AIS系統(tǒng)信號仿真源。
[0007]為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
AIS系統(tǒng)信號仿真源，包括電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，AIS信號源連接基帶處理單元，基帶處理單元連接射頻單元，射頻單元連接合路器，合路器連接VHF天線，AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接；
本發(fā)明的工作原理是，通過AIS信號源模擬多種設(shè)備同時工作，設(shè)備的工作狀態(tài)可以通過設(shè)置經(jīng)緯度、時間、時隙等動態(tài)參數(shù)參數(shù)來實現(xiàn)，生成各類可編輯的報文，再設(shè)置報文的發(fā)送發(fā)射頻率參數(shù)、發(fā)射信道參數(shù)、發(fā)射AIS報文號、發(fā)射報文內(nèi)容、發(fā)射報文MMS1、發(fā)射報文時延參數(shù)、發(fā)射報文的幅度參數(shù)、發(fā)射報文的位置信息、發(fā)射報文的速率參數(shù)、發(fā)射報文的報告率等參數(shù)，AIS信號源按照設(shè)置將報文傳送給基帶單元；基帶處理單元收到報文后，進行編譯成基帶信號，并傳送給射頻單元；射頻單元將傳入的基帶信號進行功率放大，頻率合成、調(diào)制后通過VHF天線發(fā)射出去；如果需要模擬兩個以上設(shè)備，為了保證AIS信號的質(zhì)量，就需要兩個以上基帶處理單元和兩路以上射頻單元，通過合路器將發(fā)射信號合路后通過VHF天線發(fā)射出去。
[0008]和現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用AIS信號源來實現(xiàn)模擬設(shè)備的動態(tài)運動過程，并采用經(jīng)緯度、時間、時隙等動態(tài)參數(shù)表征出來，并形成報文，AIS信號通過AIS信號源、基帶處理單元、射頻單元、合路器、VHF天線順次連接形成的通信鏈路發(fā)射出去的技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)方案不論從原理還是技術(shù)特征都和現(xiàn)有技術(shù)的方案顯而易見的不相同，具有實質(zhì)的特點，為現(xiàn)有技術(shù)做出了貢獻，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)，其存在需要耗費大量的人力物力，工程周期長，出現(xiàn)設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題。本發(fā)明不僅能模擬AIS的各類設(shè)備發(fā)送的各類AIS報文，而且能根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，同時可以根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求，節(jié)省了開發(fā)時間，同時節(jié)省了財力物力。本發(fā)明獲得了有益的效果，取得了實質(zhì)的進步，本發(fā)明的技術(shù)方案還是未來技術(shù)的發(fā)展方向。
[0009]為了進一步優(yōu)化，提高射頻單元的工作質(zhì)量，作為優(yōu)選，射頻單元包括VHF發(fā)射機、程控衰減器，基帶單元連接VHF發(fā)射機的輸入端，VHF發(fā)射機輸出端連接程控衰減器的輸入端，程控衰減器的輸出端連接合路器。
[0010]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源發(fā)射信號生成能力和發(fā)射能力的進一步改進。VHF發(fā)射機將基帶單元傳入的基帶信號進行濾波、功率放大、頻率合成、頻率調(diào)制發(fā)射傳給程控衰減器；程控衰減器，根據(jù)信號發(fā)射的需要設(shè)定信號的衰減量，控制信號的發(fā)射功率，經(jīng)過合路器合路后通過VHF天線發(fā)射出去。
[0011]為了進一步優(yōu)化，確保AIS系統(tǒng)信號仿真源能提供準(zhǔn)確的位置信息和時間基準(zhǔn)，作為優(yōu)選，AIS系統(tǒng)信號仿真源還包括GPS模塊、GPS天線，GPS天線連接GPS模塊，GPS模塊連接基帶處理單元。
[0012]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力的進一步改進。GPS天線將接收到的GPS信號傳輸給GPS模塊，GPS模塊解調(diào)衛(wèi)星的廣播C/A碼信號，并進行運算得出設(shè)備所在點的經(jīng)度、緯度、高度和時間修正量參數(shù)，將這些數(shù)據(jù)傳遞給基帶處理單元。
[0013]為了進一步優(yōu)化，提高GPS信號的質(zhì)量，作為優(yōu)選，AIS系統(tǒng)信號仿真源，還包括前置放大器，GPS天線連接前置放大器，前置放大器連接GPS模塊。
[0014]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力的進一步改進。通過前置放大器將GPS天線接收到的GPS信號進行放大，有利于提高GPS模塊的信號采樣精度和采樣質(zhì)量。
[0015]為了進一步優(yōu)化，提高基帶處理單元的信號處理能力，作為優(yōu)選，基帶處理單元包括串口芯片、ARM芯片、基帶處理芯片，AIS信號源連接串口芯片，串口芯片連接ARM芯片，ARM芯片連接基帶處理芯片，基帶處理芯片連接VHF發(fā)射機，ARM芯片還連接GPS模塊。
[0016]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力的進一步改進。通過串口芯片實現(xiàn)AIS信號源和ARM芯片之間的通信，AIS信號源將報文數(shù)據(jù)及其任務(wù)排程發(fā)送給ARM芯片，ARM芯片將接收到的GPS信號和AIS信號進行運算，ARM芯片根據(jù)AIS系統(tǒng)信號源設(shè)備的命令精確控制報文內(nèi)容和報文傳遞的速率，基帶處理芯片將報文內(nèi)容編譯成用于發(fā)射的基帶碼信號，并傳送給VHF發(fā)射機。
[0017]為了進一步優(yōu)化,提高基帶處理單元的工作質(zhì)量,作為優(yōu)選，基帶處理單元還包括晶體振蕩器，晶體振蕩器連接ARM芯片。
[0018]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力的進一步改進。晶體振蕩器為ARM芯片提供高精度和穩(wěn)定的脈沖時鐘頻率，從而保證了 ARM芯片運行的穩(wěn)定性和可靠性，從而實現(xiàn)報文內(nèi)容和報文傳遞速率控制的精準(zhǔn)性。
[0019]為了進一步優(yōu)化，提高的信號處理能力，作為優(yōu)選，基帶處理單元還包括可擦除存儲器，可擦除存儲器連接ARM芯片。
[0020]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源信號的處理能力和傳送能力的進一步改進。可擦除存儲器用于存儲ARM芯片的配置程序，通過配置程序，可以進一步優(yōu)化ARM芯片的工作質(zhì)量和工作能力。
[0021]為了進一步優(yōu)化，提高可擦除存儲器的可選擇性，作為優(yōu)選，可擦除存儲器為閃存、可擦除只讀存儲器中的任意一項。
[0022]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的工作適應(yīng)能力的進一步改進。閃存擁有較大的存儲容量、較快的讀取速度，不過需要通過焊接連接ARM芯片，不易更換，可擦除只讀存儲器可以通過直接插拔進行更換，更換方便。
[0023]為了進一步優(yōu)化，確保ARM芯片工作的穩(wěn)定性，作為優(yōu)選，基帶處理單元還包括復(fù)位電路，復(fù)位電路連接ARM芯片。
[0024]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源工作穩(wěn)定性的進一步改進。復(fù)位電路為ARM芯片的運行提供穩(wěn)定的電源，從而確保ARM芯片處于正常的工作狀態(tài)，實現(xiàn)報文內(nèi)容和報文傳遞速率控制的精準(zhǔn)性。
[0025]為了進一步優(yōu)化，確保復(fù)位電路能為ARM芯片提供優(yōu)質(zhì)的電源保證，作為優(yōu)選，復(fù)位電路為微分型復(fù)位電路、積分型復(fù)位電路、比較器型復(fù)位電路、看門狗型復(fù)位電路中的任
意一項。
[0026]以上是對AIS系統(tǒng)信號仿真源的電源保障能力的進一步改進。本方案提供較寬的復(fù)位電路選擇，可以根據(jù)實際的需要選擇最符合的復(fù)位電路為ARM芯片提供優(yōu)質(zhì)的電源保證。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
1.和現(xiàn)有技術(shù)在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時，采用實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)的技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用AIS信號源模擬、仿真多種設(shè)備同時工作，并將工作狀態(tài)參數(shù)化，采用GPS天線、前置放大器、GPS模塊順次連接產(chǎn)生GPS信號，AIS信號和GPS信號通過基帶處理單元、射頻單元、合路器、VHF天線順次連接形成的通信鏈路發(fā)射出去，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的工程周期長、耗費大量人力物力、測試效果有限的技術(shù)問題，本發(fā)明能模擬AIS的各類設(shè)備發(fā)送的各類AIS報文，而且能根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，同時可以根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求。[0028]2.本發(fā)明的各個功能單元均經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，能高質(zhì)量、高可靠性、高效率、低成本地提供多種設(shè)備運動狀態(tài)，開發(fā)設(shè)計測試用。
[0029]本發(fā)明解決了在進行AIS系統(tǒng)集成測試和設(shè)備研發(fā)測試時存在需要耗費大量的人力物力，工程周期長，出現(xiàn)設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，本發(fā)明不僅能模擬AIS的各類設(shè)備發(fā)送的各類AIS報文，而且能根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，節(jié)省了開發(fā)時間，同時節(jié)省了財力物力。本發(fā)明獲得了有益的效果，取得了實質(zhì)的進步，本發(fā)明的技術(shù)方案還是未來技術(shù)的發(fā)展方向，具有很好的產(chǎn)業(yè)價值。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]為了清楚說明本發(fā)明，下面采用附圖對本發(fā)明及其實施例進行解釋，并對附圖做出簡要說明。附圖及【專利附圖】
【附圖說明】是示意性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。在本發(fā)明發(fā)明構(gòu)思指導(dǎo)下，還可以通過下面的附圖，得到其它附圖。
[0031]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0032]本發(fā)明供AIS系統(tǒng)信號仿真源，解決了現(xiàn)有技術(shù)中測試AIS設(shè)備和系統(tǒng)，實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)需要耗費大量的人力物力，工程周期長，設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，還可根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求，節(jié)省了開發(fā)時間，節(jié)省了財力物力的技術(shù)效果。
[0033]本發(fā)明實施中的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題?？傮w思路如下:
首先需要根據(jù)自動識別系統(tǒng)所需要的信號種類、參數(shù)要求，設(shè)計一個AIS信號源，AIS信號源需要實現(xiàn)對多種工作場景、工作設(shè)備、工作方式進行模擬，模擬可進行設(shè)置和修改，用戶還可以通過參數(shù)的設(shè)置來模擬工作設(shè)備的運動狀態(tài)和運動方式；接著設(shè)計一個信號發(fā)射裝置，這個裝置包括AIS信號傳送、編譯、調(diào)制發(fā)射，AIS信號傳送、編譯通過設(shè)計一個基帶處理單元來實現(xiàn)、調(diào)制發(fā)射通過設(shè)計一個VHF發(fā)射單元來實現(xiàn),還需要一個VHF天線來實現(xiàn)射頻信號的收發(fā)；由于需要模擬多個設(shè)備、每個設(shè)備的信號要沒有干擾，基帶處理單元和VHF發(fā)射單元就需要采用多通道的設(shè)計思路來保證，信號傳遞的質(zhì)量；由于需要對發(fā)射信號進行排隊和設(shè)定發(fā)送速率，基帶單元就需要一個實現(xiàn)這些功能的ARM芯片來和基帶處理芯片；為了保證ARM芯片的工作穩(wěn)定性，就需要給ARM芯片配置晶體振蕩器，用于提供ARM芯片頻率基準(zhǔn)，給ARM芯片配置可擦除存儲器，用來存儲ARM芯片的配置程序，給ARM芯片配置復(fù)位電路，復(fù)位電路用于ARM芯片將電路恢復(fù)到起始狀態(tài)；為了使系統(tǒng)能提供定位和授時能力，就需要包括GPS模塊、GPS天線的GPS信號產(chǎn)生單元；為了使VHF發(fā)射單元具有良好的VHF信號發(fā)射能力，VHF發(fā)射單元需要包括VHF發(fā)射機和程控衰減器，程控衰減器用于控制VHF發(fā)射機的衰減量；為了使多路發(fā)射信號共用一個發(fā)射天線，需要一個合路器，用于將多路射頻單元的發(fā)射信號合路后通過天線發(fā)射出去。以上基于功能需要的技術(shù)方案，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)測試AIS設(shè)備和系統(tǒng)，實場、實境測試設(shè)備或者系統(tǒng)需要耗費大量的人力物力，工程周期長，設(shè)備故障或者缺失會影響到測試效果的技術(shù)問題，實現(xiàn)了能根據(jù)用戶的需要對模擬工作設(shè)備的數(shù)量、模擬工作的場景、模擬工作的方式等進行修改和設(shè)置，還可根據(jù)用戶需要進行參數(shù)修改和設(shè)置，滿足用戶對不同場景不同類型設(shè)備發(fā)送的不同報文的需求。
[0034]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進一步說明。對這些實施方式的說明主要用于幫助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、所解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征和帶來的技術(shù)效果。對這些實施方式的說明是示意性的，不構(gòu)成對本發(fā)明的具體限定。本發(fā)明各個實施方式所涉及的技術(shù)特征，只要彼此不構(gòu)成沖突就可以相互組合，通過等同替代或者是明顯變型方式得到的所有實施例，和本發(fā)明的實施例實質(zhì)上相同。
[0035]實施例一:
如圖1所示，本發(fā)明，包括電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，AIS信號源連接基帶處理單元，基帶處理單元連接射頻單元，射頻單元連接合路器，合路器連接VHF天線，AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接。
[0036]本實施例，包括兩路基帶處理單元，兩路路射頻單元，射頻單元的工作頻率為156-163MHZ，用戶可以根據(jù)需要自行設(shè)定，常用的兩個發(fā)射頻率為161.975 MHZ和162.025MHZ，用戶在使用中可將射頻單元的工作頻率分別設(shè)定為161.975 MHZ和162.025 MHZ。用戶還可以根據(jù)需要選擇只使用一路基帶處理單元和一路射頻單元來進行工作，當(dāng)信號數(shù)據(jù)量大、需要更高的速度時，用戶可以根據(jù)需要選擇三路基帶處理單元和三路射頻單元來實現(xiàn)發(fā)射任務(wù)，當(dāng)然基帶處理單元和射頻單元的數(shù)量不局限于三路，還可以更多路。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際施工環(huán)境和工件的要求自由選擇組件的參數(shù)。
[0038]本發(fā)明投入使用時，第一步，檢查、調(diào)試設(shè)備:檢查電源、合路器、VHF天線、AIS信號源、基帶處理單元、射頻單元是否按本發(fā)明的技術(shù)方案連接，它們之間的硬件連接是否正常，如果出現(xiàn)異常，予以糾正；第二步，加電測試設(shè)備:啟動電源，確認(rèn)AIS系統(tǒng)信號仿真源工作狀態(tài)是否正常，正常后才投入使用；第三步，執(zhí)行AIS系統(tǒng)信號仿真源信號發(fā)射任務(wù)；通過參數(shù)設(shè)置，AIS信號源產(chǎn)生經(jīng)緯度、時間、時隙和報文等信號數(shù)據(jù)，并傳遞給基帶處理單元，基帶處理單元，將AIS信號編譯成基帶信號，并傳送給射頻單元，射頻單元將基帶單元傳入的基帶信號進行功率放大，頻率合成、調(diào)制后經(jīng)合路器通過VHF天線發(fā)射出去。
[0039]本實施例的工作流程如下:
AIS信號源開機后，通過AIS信號源的控制臺進行控制信息交互，包括上次關(guān)機時工作的工作參數(shù)等，AIS信號源第一次開機默認(rèn)為發(fā)送AIS ClassA報文，保存的參數(shù)設(shè)置包括MMSI設(shè)置，報文內(nèi)容設(shè)置、報文發(fā)送報告率設(shè)置等。完成信息交互后AIS信號源按照上次設(shè)置的參數(shù)進行AIS報文的發(fā)送。
[0040]如果用戶需要設(shè)置新的工作參數(shù)，包括射頻發(fā)射頻率、發(fā)射起始時隙號、發(fā)送AIS報文號、模擬AIS設(shè)備類型等參數(shù)，在AIS信號源的控制臺上設(shè)置新的參數(shù)，AIS信號源收到后按照新設(shè)置的工作參數(shù)進行工作。AIS信號源一直按照新設(shè)置的參數(shù)持續(xù)工作發(fā)射AIS信號，直至收到新的參數(shù)設(shè)置或關(guān)機。
[0041]AIS信號源按照通過控制臺設(shè)置的參數(shù)生成AIS報文，并將組好的消息放在待發(fā)送隊列中，在設(shè)定的發(fā)射時隙到來前，基帶模塊對待發(fā)送的消息進行HDLC協(xié)議組包及NRZI編碼，在發(fā)射時隙到來時向射頻模塊發(fā)射機輸出待發(fā)射數(shù)據(jù)，發(fā)射電路對數(shù)據(jù)進行GMSK(高斯濾波最小頻移鍵控)調(diào)制，再經(jīng)過濾波及功率放大后，通過合路器轉(zhuǎn)到VHF天線發(fā)射出去。[0042]實施例二:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源發(fā)射信號生成能力和發(fā)射能力，本實施例在實施例一的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的射頻單元包括VHF發(fā)射機、程控衰減器，基帶單元連接VHF發(fā)射機的輸入端，VHF發(fā)射機輸出端連接程控衰減器的輸入端，程控衰減器的輸出端連接合路器。
[0043]本實施例中，射頻單元采用程控衰減器和VHF發(fā)射機分體設(shè)計、相互配合的技術(shù)方案，基帶單元將基帶信號傳遞給VHF發(fā)射機，VHF發(fā)射機對基帶信號進行濾波、功率放大、頻率合成、頻率調(diào)制，然后發(fā)射，發(fā)射信號傳輸給程控衰減器，程控衰減器根據(jù)設(shè)定好的衰減量對發(fā)射信號進行衰減，從而保證發(fā)射信號由于功率過大造成信號失真，程控衰減器再將衰減后的信號傳遞給合路器。
[0044]本實施例中的程控衰減器，可以為程控步進衰減器，還可以為其他類型的衰減器，如電調(diào)衰減器。
[0045]實施例三:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力,本實施例在實施例一?二的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的AIS系統(tǒng)信號仿真源，還包括GPS模塊、GPS天線，GPS天線連接GPS模塊，GPS模塊連接基帶處理單元。
[0046]本實施例中，增加由GPS天線連接GPS模塊，GPS模塊連接基帶處理單元的GPS衛(wèi)星信號接收功能，GPS天線將從GPS衛(wèi)星接收到的GPS衛(wèi)星信號傳遞給GPS模塊，GPS模塊對GPS衛(wèi)星信號進行計算處理后，采用NMEA0183的數(shù)據(jù)格式，傳遞給基帶處理單元。
[0047]本發(fā)明中GPS模塊和GPS天線的型號和規(guī)格，可以根據(jù)實際需要進行自由選擇。
[0048]實施例四:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的定位和授時能力,本實施例在實施例一?三的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的AIS系統(tǒng)信號仿真源，還包括前置放大器，GPS天線連接前置放大器，前置放大器連接GPS模塊。
[0049]本實施例中，增加前置放大器放大GPS衛(wèi)星信號的功能，GPS天線接收到GPS衛(wèi)星信號后，將GPS衛(wèi)星信號傳遞給前置放大器，前置放大器將較弱的GPS衛(wèi)星信號進行調(diào)幅放大，GPS衛(wèi)星信號波形的變大，后續(xù)的GPS模塊就可以采用更高的采樣率對GPS衛(wèi)星信號進行采樣。
[0050]本實施例中的前置放大器可以采用和GPS天線、GPS模塊相配合的任何功率放大器。
[0051]實施例五:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力，本實施例在實施例一?四的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元包括串口芯片、ARM芯片、基帶處理芯片，AIS信號源連接串口芯片，串口芯片連接ARM芯片，ARM芯片連接基帶處理芯片，基帶處理芯片連接VHF發(fā)射機，ARM芯片還連接GPS模塊。
[0052]本實施例中，基帶處理單元采用ARM芯片、基帶處理芯片協(xié)同配合來組成基帶處理單元，只要是ARM芯片架構(gòu)的芯片、不論是以前就推出的規(guī)格、還是現(xiàn)在剛推出、或者是以后推出的均可以使用，也可以是集成了基帶處理芯片的ARM芯片，串口芯片可以是USB串口芯片，也可以是SPI接口芯片，只要是采用串口通信協(xié)議的串口芯片都可以。[0053]本實施例中，串口芯片將AIS模擬源發(fā)送的報文信號和傳送給ARM芯片，ARM芯片進行運算，ARM芯片根據(jù)AIS系統(tǒng)信號源設(shè)備的命令精確控制報文內(nèi)容和報文傳遞的速率，基帶芯片將ARM芯片傳入的報文內(nèi)容編譯成用于發(fā)射的基帶碼信號，并傳送給VHF發(fā)射機。
[0054]實施例六:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的信號處理能力和傳送能力，本實施例在實施例五的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元還包括晶體振蕩器，晶體振蕩器連接ARM芯片。
[0055]本實施例的晶體振蕩器，主要用來為ARM芯片提供高精度和穩(wěn)定的脈沖時鐘頻率，提高ARM芯片運行的穩(wěn)定性和可靠性。
[0056]本實施例的晶體振蕩器，可以是普通晶體振蕩(SPX0)，電壓控制式晶體振蕩器(VCX0)，溫度補償式晶體振蕩(TCX0)，恒溫控制式晶體振蕩(0CX0)。數(shù)字補償式晶體損振蕩(DCXO)微機補償晶體振蕩器(MCXO)中的任意一種，以后出現(xiàn)的晶體振蕩器，只要能用于為ARM芯片提供高精度和穩(wěn)定的脈沖時鐘頻率，都可在本實施例中使用。
[0057]實施例七:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源信號的處理能力和傳送能力，本實施例在實施例五?六的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元還包括可擦除存儲器，可擦除存儲器連接ARM芯片。
[0058]本實施例的可擦除存儲器用于存儲ARM芯片的配置程序，通過配置程序來優(yōu)化ARM芯片的運行效能。
[0059]實施例八:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的工作適應(yīng)能力，本實施例在實施例七的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的可擦除存儲器為閃存、可擦除只讀存儲器中的任意一項。
[0060]實施例九:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源工作穩(wěn)定性，本實施例在實施例五?八的任意一個實施例的基礎(chǔ)上進一步地改進，如圖1所示，本實施例的基帶處理單元還包括復(fù)位電路，復(fù)位電路連接AM芯片。
[0061]實施例十:
為了提高AIS系統(tǒng)信號仿真源的電源保障能力，本實施例在實施例九的基礎(chǔ)上進一步地改進,如圖1所示,本實施例的復(fù)位電路為微分型復(fù)位電路、積分型復(fù)位電路、比較器型復(fù)位電路、看門狗型復(fù)位電路中的任意一項。
[0062]以上結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于上述實施方式和實施例，在基于本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上，對本發(fā)明的上述實施方式進行各種變化、修改、替換或變型，均落入本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.AIS系統(tǒng)信號仿真源，包括電源、合路器、VHF天線，其特征在于，還包括AIS信號源、至少一路基帶處理單元、至少一路射頻單元，所述AIS信號源連接基帶處理單元，所述基帶處理單元連接射頻單元，所述射頻單元連接合路器，所述合路器連接VHF天線，所述AIS信號源、基帶單元、射頻單元均與電源連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述射頻單元包括VHF發(fā)射機、程控衰減器，基帶單元連接VHF發(fā)射機的輸入端，所述VHF發(fā)射機輸出端連接程控衰減器的輸入端，所述程控衰減器的輸出端連接合路器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，還包括GPS模塊、GPS天線，所述GPS天線連接GPS模塊，所述GPS模塊連接基帶處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，還包括前置放大器，GPS天線連接前置放大器，所述前置放大器連接GPS模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元包括串口芯片、ARM芯片、基帶處理芯片，AIS信號源連接串口芯片，所述串口芯片連接ARM芯片，所述ARM芯片連接基帶處理芯片，所述基帶處理芯片連接VHF發(fā)射機，所述ARM芯片還連接GPS模塊。
6.據(jù)權(quán)利要求5所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元還包括晶體振蕩器，所述晶體振蕩器連接ARM芯片。
7.據(jù)權(quán)利要求5所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元還包括可擦除存儲器，所述可擦除存儲器連接ARM芯片。
8.據(jù)權(quán)利要求7所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述可擦除存儲器為閃存、可擦除只讀存儲器中的任意一項。
9.據(jù)權(quán)利要求5所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述基帶處理單元還包括復(fù)位電路，所述復(fù)位電路連接ARM芯片。
10.據(jù)權(quán)利要求9所述的AIS系統(tǒng)信號仿真源，其特征在于，所述復(fù)位電路為微分型復(fù)位電路、積分型復(fù)位電路、比較器型復(fù)位電路、看門狗型復(fù)位電路中的任意一項。
【文檔編號】H04B17/00GK104009810SQ201310643066
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月5日
【發(fā)明者】謝永鋒, 魏璨, 印夢超, 周密, 李旭, 劉玉 申請人:成都天奧信息科技有限公司
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