專利名稱：智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及船舶上使用的無(wú)線電系統(tǒng)，特別船舶上使用的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)。
背景技術(shù)：
船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)是工作于VHF甚高頻頻段上的數(shù)字傳輸系統(tǒng)，通過互報(bào)方位、航行信息等，實(shí)現(xiàn)避碰報(bào)警的功能，它對(duì)保障船舶航行安全具有至關(guān)重要的作用，其 數(shù)據(jù)交換性遠(yuǎn)優(yōu)于雷達(dá)系統(tǒng)。國(guó)際海事公約規(guī)定，大于500噸的船舶都應(yīng)安裝系統(tǒng)。AIS系統(tǒng)包含基站、A級(jí)船臺(tái)和B級(jí)船臺(tái)三個(gè)主要要素?；緸榘渡显O(shè)立，是通訊 協(xié)調(diào)中心；A級(jí)船臺(tái)主要裝配500噸以上船只，B級(jí)船臺(tái)則為500噸以下小型船只。特別指 出的是，基站不是一個(gè)必須的元素，在沒有基站的情況下，B級(jí)別船只和A級(jí)別船只亦可正 常工作。AIS通訊系統(tǒng)僅有兩個(gè)頻點(diǎn)，87B (161. 975MHZ)和88B(162. 025MHZ)，采用時(shí)分多址 的方式工作，即將三分鐘的時(shí)間劃分為2250個(gè)時(shí)段，每個(gè)時(shí)段為一個(gè)通訊信道，船只和基 站選擇某幾個(gè)時(shí)段發(fā)送自己的信息。現(xiàn)有船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包括處理器、調(diào)制解調(diào)器、信噪 機(jī)、天線；天線接收的信號(hào)依次經(jīng)信噪機(jī)、調(diào)制解調(diào)器后輸入處理器處理，處理器處理后的 信號(hào)依次經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)后通過天線用同樣大小的功率向外發(fā)送。經(jīng)過多年的發(fā)展，AIS系統(tǒng)已由海上走向內(nèi)河。內(nèi)河應(yīng)用中，最大的改變是無(wú)線電 環(huán)境更加復(fù)雜，其原因?yàn)?1)曲折的航道，岸邊的海拔落差，給無(wú)線電傳播帶來(lái)遮擋。(2)短時(shí)間內(nèi)港口大量船只，給較為狹窄的AIS信道帶來(lái)更大壓力。(3)岸邊無(wú)線電的干擾。同時(shí)，內(nèi)河AIS被越來(lái)越多的作為一種監(jiān)管手段，用以管理船只通航，統(tǒng)計(jì)船舶流 量等。因此，在內(nèi)河等復(fù)雜無(wú)線電環(huán)境下采用現(xiàn)有AIS，天線用同樣大小的功率向外發(fā)送，會(huì) 使所處的無(wú)線電環(huán)境更加惡化，降低了 AIS的保障性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) 船臺(tái)，它能動(dòng)態(tài)調(diào)整Ais船臺(tái)的發(fā)射功率，加強(qiáng)AIS通訊網(wǎng)絡(luò)的保障性。本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用解決方案為智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)，它包括處理器、調(diào)制解調(diào)器、信噪 機(jī)、天線；天線接收的信號(hào)依次經(jīng)信噪機(jī)、調(diào)制解調(diào)器后輸入處理器處理，處理器處理后的 輸出信號(hào)依次經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)后通過天線向外發(fā)送；它還包括用于調(diào)節(jié)天線發(fā)射功 率的功率控制電路，處理器通過功率控制電路調(diào)節(jié)天線的發(fā)射功率。上述方案中，船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)還包括D/A轉(zhuǎn)換電路，處理器輸出的控制信 號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換電路輸入功率控制電路，功率控制電路調(diào)節(jié)天線的發(fā)射功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
在現(xiàn)有AIS船臺(tái)的基礎(chǔ)上，添加功率控制功能，實(shí)現(xiàn)AIS發(fā)射功率自動(dòng)調(diào)整。它能在基站信號(hào)覆蓋良好的港口等繁忙航段，處理器通過功率控制電路自動(dòng)降低 天線的發(fā)射功率，在不影響AIS避碰統(tǒng)計(jì)功能的前提下，保證了較遠(yuǎn)AIS鏈路的高效性。
在遠(yuǎn)離基站港口的航段，處理器通過功率控制電路自動(dòng)提高的天線的發(fā)射功率， 可以保證遠(yuǎn)程AIS基站可順利收到信息。它還為允許管理部門管理AIS信道分配及發(fā)射功率，從而實(shí)現(xiàn)AIS數(shù)據(jù)鏈路的優(yōu) 化創(chuàng)造條件。


圖1為現(xiàn)有船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)的結(jié)構(gòu)框2為本發(fā)明船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框3為本發(fā)明船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)實(shí)施例結(jié)構(gòu)4為功率控制電路的電路原理5為脈寬調(diào)制D/A轉(zhuǎn)換電路的電壓控制電路圖及輸出波形圖6為處理器軟件流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖2所示的本發(fā)明智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)實(shí)施例，它包括 處理器、調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)、天線、用于調(diào)節(jié)天線發(fā)射功率的功率控制電路、D/A轉(zhuǎn)換電路 (DAC)；天線接收的信號(hào)依次經(jīng)信噪機(jī)、調(diào)制解調(diào)器后輸入處理器處理，處理器處理后的輸 出信號(hào)依次經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)后通過天線向外發(fā)送；處理器輸出的控制信號(hào)通過D/A 轉(zhuǎn)換電路輸入功率控制電路，功率控制電路調(diào)節(jié)天線的發(fā)射功率。如圖3所示，處理器MCU與調(diào)制解調(diào)器CMX7042的連接關(guān)系為CDATA命令輸入，SCLK時(shí)鐘信號(hào)，CSN使能信號(hào)，RDATA回復(fù)信號(hào)。調(diào)制解調(diào)器與信噪機(jī)的連接關(guān)系為信號(hào)發(fā)送部分M0D1調(diào)制信號(hào)1，M0D2調(diào)制信號(hào)2，TXEN發(fā)射機(jī)使能信號(hào)，PwrCTRL 發(fā)射使能信號(hào)。信號(hào)接收部分IP1接收信號(hào)1，RSSI1接收信號(hào)1對(duì)應(yīng)信道場(chǎng)強(qiáng)，IP2接收信號(hào)2， RSSI2接收信號(hào)2對(duì)應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)。處理器通過DAC控制功率調(diào)節(jié)。如圖4所示，射頻功率控制電路中，射頻功放偏置電壓，決定發(fā)射功率。核心處理 器用數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，控制偏置電壓，即控制了發(fā)射功率。以功率控制電路RA07M1371M射頻 功放為例(圖中U1)。核心處理器U2，采用DAC轉(zhuǎn)換電路控制U1，U2采用數(shù)字通訊電路，或 者脈寬調(diào)制電路，在DAC轉(zhuǎn)換電路的支持下，受控輸出連續(xù)線性直流電壓，控制Ul偏置電壓 腳，Ul其他連接關(guān)系照常，即形成受處理器U2控制的可變發(fā)射功率電路。其他功率放大芯 片電路，可參照此實(shí)現(xiàn)方式。如圖5所示，以微控制器為中心建立DAC偏置電路，用于控制Ul的偏置電壓微控 制器U2脈寬調(diào)制腳U2-1，輸出波形，經(jīng)過LC整形電路整形為直流電壓V，V的值由U2-1方波的占空比決定。本發(fā)明實(shí)施例可建立發(fā)射功率與遠(yuǎn)程控制指令、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線電環(huán)境、地理位置的關(guān) 聯(lián)關(guān)系。優(yōu)先級(jí)別設(shè)置為，管理部門指令>現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線電環(huán)境>地理位置。工作原理如下如圖6所示，處理器進(jìn)入工作 狀態(tài)后，首先初始化各組件，將發(fā)射功率為默認(rèn)。接 收船只、基站的位置信息后，接收GPS位置信息，判斷主機(jī)附近是否有基站。如果基站距離 較遠(yuǎn)，則設(shè)置為大功率發(fā)射；如果基站較遠(yuǎn)，則重新進(jìn)入接收船只、基站狀態(tài)。在大功率發(fā)射 狀態(tài)下，再判斷信道擁擠與否，如果信道擁擠，則進(jìn)入默認(rèn)發(fā)射功率狀態(tài)；如果信道不擁擠， 則重新設(shè)置為默認(rèn)發(fā)射功率。
權(quán)利要求
智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)，它包括處理器、調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)、天線；天線接收的信號(hào)依次經(jīng)信噪機(jī)、調(diào)制解調(diào)器后輸入處理器處理，處理器處理后的輸出信號(hào)依次經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)后通過天線向外發(fā)送；其特征在于它還包括用于調(diào)節(jié)天線發(fā)射功率的功率控制電路，處理器通過功率控制電路調(diào)節(jié)天線的發(fā)射功率。
2.如權(quán)利要求1所述的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)，其特征在于它還包括D/A轉(zhuǎn)換電路， 處理器輸出的控制信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換電路輸入功率控制電路，功率控制電路調(diào)節(jié)天線的發(fā) 射功率。
全文摘要
本發(fā)明涉及智能調(diào)節(jié)發(fā)射功率的船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)船臺(tái)，它包括處理器、調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)、天線；天線接收的信號(hào)依次經(jīng)信噪機(jī)、調(diào)制解調(diào)器后輸入處理器處理，處理器處理后的輸出信號(hào)依次經(jīng)調(diào)制解調(diào)器、信噪機(jī)后通過天線向外發(fā)送；它還包括用于調(diào)節(jié)天線發(fā)射功率的功率控制電路，處理器通過功率控制電路調(diào)節(jié)天線的發(fā)射功率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在現(xiàn)有AIS船臺(tái)的基礎(chǔ)上，添加功率控制功能，實(shí)現(xiàn)AIS發(fā)射功率自動(dòng)調(diào)整，加強(qiáng)AIS通訊網(wǎng)絡(luò)的保障性。
文檔編號(hào)H04B1/40GK101860381SQ201010192228
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者嚴(yán)新平, 初秀民, 吳勇, 孫星, 馬楓 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)