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AIS自动识别系统通信协议2014版(中文).pdf

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ITU-R M.1371-5 建议书 (02/2014) - 在VHF水上移动频段内使用时分多址的自动识别系统的技术特性
前言
范围
附件1 在VHF水上移动频段内使用TDMA技术 的AIS的工作特性
1 概述
2 自动识别系统(AIS)设备
2.1 自动识别系统VHF数据链路(VDL)非主控台
2.1.1 自动识别系统船载台
2.1.2 助航自动识别系统台
2.1.3 受限基站(无VHF数据链控制功能)
2.1.4 搜救移动航空器设备
2.1.5 转发台
2.1.6 自动识别系统搜救发射机(AIS-SART台)
2.1.7 人员落水自动识别系统
2.1.8 应急示位无线电信标自动识别系统
2.2 自动识别系统VHF数据链主控台
2.2.1 基站
3 识别
4 信息内容
4.1 有关安全的简短消息
4.2 自主模式的信息更新间隔
4.2.1 报告间隔(RI)
5 频段
附件2 在水上移动频段内使用TDMA技术的AIS的技术特性
1 自动识别系统的结构
1.1 自动识别系统层模块
1.2 自动识别系统层准备发送AIS数据的责任
1.2.1 运输层
1.2.2 网络层
1.2.3 链路层
1.2.4 物理层
2 物理层
2.1 参数
2.1.1 概述
2.1.2 常数
2.1.3 传输媒质
2.1.4 双信道工作
2.2 收发信机特性
2.3 调制方案
2.3.1 高斯滤波最小移频键控
2.3.2 频率调制
2.3.3 频率稳定度
2.4 数据传输比特速率
2.5 训练序列
2.6 数据编码
2.7 前向纠错
2.8 交织
2.9 比特扰码
2.10 数据链路判断
2.11 发射机瞬态响应
2.11.1 切换时间
2.12 发射机功率
2.13 关机程序
2.14 安全提示
3 链路层
3.1 子层1:媒体接入控制(MAC)
3.1.1 TDMA同步
3.1.2 时间分割
3.1.3 时隙相位和帧同步
3.1.4 时隙的识别
3.1.5 时隙的接入
3.1.6 时隙的状态
3.2 子层2:数据链路业务(DLS)
3.2.1 数据链路激活和释放
3.2.2 数据传输
3.2.3 差错检测和控制
3.3 子层3 - 链路管理实体(LME)
3.3.1 接入到数据链路
3.3.2 工作模式
3.3.3 初始化
3.3.4 信道接入方案
3.3.5 自主和连续工作
3.3.6 指配的工作
3.3.7 消息结构
4 网络层
4.1 多信道工作和信道管理
4.1.1 工作频道
4.1.2 多信道工作的正常默认模式
4.1.3 区域工作频率
4.1.4 区域工作范围
4.1.5 接近区域边界的切换模式工作
4.1.6 通过人工输入的信道管理
4.1.7 加电后的恢复工作
4.1.8 信道管理命令的优先级和清除已存的区域性工作设置
4.1.9 改变两个自动识别系统工作频道的条件
4.2 传输分组的分配
4.2.1 用户目录
4.2.2 传输分组的选路
4.2.3 消息优先级指配的管理
4.3 改变报告间隔
4.3.1 自主改变的Rr(连续和自主模式)
4.3.2 指配的Rr
4.4 数据链路拥塞的解决方法
4.4.1 本台站有意的时隙再用
4.4.2 为解决拥塞所使用的指配
4.5 基站的工作
4.6 转发器的工作
4.6.1 转发指示符
4.6.2 双工转发器模式
4.6.3 转发器操作
4.7 与分组排序和分组群有关的差错处理
5 运输层
5.1 传输分组的定义
5.2 将数据转换成传输分组
5.2.1 转换成传输分组
5.3 传输分组
5.3.1 寻址消息6和12
5.3.2 广播消息
5.3.3 转换为显示接口消息
5.4 显示接口协议
附件3 通过数字选择呼叫消息进行的自动识别系统信道管理
1 概述
2 时间安排
3 区域信道标示
4 区域范围的标示
附件4 远距离应用
1 概述
2 远距离应用应通过接口接至其他设备
3 广播的远距离应用
3.1 自动识别系统远距离广播消息的分组比特结构
3.2 远距离自动识别系统广播消息
3.3 远距离自动识别系统广播消息的发送方法
3.3.1 发送时段
3.3.2 接入方案
3.3.3 自动识别系统岸站限定符
3.3.4 发送远距离广播消息
附件5 应用专用消息
1 概述
1.1 二进制消息
1.2 应用标识符的定义
1.3 功能消息的定义
2 二进制数据结构
2.1 应用标识符
2.1.1 测试应用标识符
2.1.2 国际应用标识符
3 创建功能消息的指导方针
3.1 国际功能消息
3.2 区域功能消息
4 创建功能消息的指导方针
5 与国际功能消息有关的系统的定义
5.1 国际功能消息0:采用6比特ASCII码的文本
5.2 国际功能消息2:对专用功能消息的询问
5.3 国际功能消息3:能力询问
5.4 国际功能消息4:能力应答
5.5 国际功能消息5:对寻址二进制消息的应用确认
附件6 传输分组的排序
附件7 采用载波侦听时分多址技术的 B类自动识别系统
1 定义
2 一般要求
2.1 概述
2.1.1 B类“CS”自动识别系统的性能
2.1.2 工作模式
3 性能要求
3.1 组成
3.2 工作频道
3.3 用于位置报告的内部全球导航卫星系统接收机
3.4 识别
3.5 自动识别系统信息
3.5.1 信息内容
3.5.2 报告间隔信息
3.5.3 发射机关机程序
3.5.4 静态数据输入
4 技术要求
4.1 概要
4.2 物理层
4.2.1 收发信机的特性
4.2.2 发射机的要求
4.2.3 接收机参数
4.3 链路层
4.3.1 链路子层1:媒体接入控制(MAC)
4.3.2 链路子层2:数据链路业务(DLS)
4.3.3 链路子层3 - 链路管理实体(LME)
4.4 网络层
4.4.1 双信道工作
4.4.2 信道管理
4.4.3 传输分组的分配
4.4.4 数据链路拥塞的解决方法
4.5 运输层
4.5.1 传输分组
4.5.2 数据分组的排序
4.6 数字选择性呼叫信道管理
4.6.1 数字选择性呼叫功能性
4.6.2 数字选择性呼叫时间共享
附件8 自动识别系统消息
1 消息类型
2 消息概要
3 消息说明
3.1 消息1、2、3:位置报告
3.2 消息4:基站报告
3.3 消息5:船舶静态和航行相关数据
3.3.1 数据终端设备指示符
3.3.2 船舶类型
3.3.3 用于报告位置的参考点和船舶的总尺寸
3.4 消息6:寻址二进制消息
3.5 消息7:二进制确认
3.6 消息8:二进制广播消息
3.7 消息9:标准的搜救航空器位置报告
3.8 消息10:协调世界时/日期询问
3.9 消息11:协调世界时/日期响应
3.10 消息12:寻址安全相关消息
3.11 消息13:安全相关确认
3.12 消息14:安全相关广播消息
3.13 消息15:询问
3.14 消息16:指配模式命令
3.15 消息17:全球导航卫星系统广播二进制消息
3.16 消息18:标准的B类设备位置报告
3.17 消息19:扩展的B类设备位置报告
3.18 消息20:数据链路管理消息
3.19 消息21:助航设备报告
3.20 消息22:信道管理
3.21 消息23:群组指配命令
3.22 消息24:静态数据报告
3.23 消息25:单时隙二进制消息
3.24 消息26:带有通信状态的多时隙二进制消息
3.25 消息27:远距离自动识别系统广播消息
附件9 对使用脉冲发射台站的要求
1 对使用脉冲发射台站的要求
2 收发机特性
3 发射机要求
4 同步精度
5 信道接入方案
6 用户识别(唯一标识符)
ITU-R M.1371-5 建议书 (02/2014) 在 VHF 水上移动频段内使用 时分多址的自动识别系统的 技术特性 M 系列 移动、无线电测定、业余 和相关卫星业务
ii ITU-R M.1371-5 建议书 前言 无线电通信部门的职责是确保卫星业务等所有无线电通信业务合理、平等、有效、经济地使用无线电频 谱,不受频率范围限制地开展研究并在此基础上通过建议书。 无线电通信部门的规则和政策职能由世界或区域无线电通信大会以及无线电通信全会在研究组的支持下履 行。 知识产权政策(IPR) ITU-R的IPR政策述于ITU-R第1号决议的附件1中所参引的《ITU-T/ITU-R/ISO/IEC的通用专利政策》。专 利持有人用于提交专利声明和许可声明的表格可从http://www.itu.int/ITU-R/go/patents/en获得,在此处也可获取 《ITU-T/ITU-R/ISO/IEC的通用专利政策实施指南》和ITU-R专利信息数据库。 ITU-R 系列建议书 (也可在线查询 http://www.itu.int/publ/R-REC/en) 系列 BO BR BS BT F M P RA RS S SA SF SM SNG TF V 标题 卫星传送 用于制作、存档和播出的录制;电视电影 广播业务(声音) 广播业务(电视) 固定业务 移动、无线电定位、业余和相关卫星业务 无线电波传播 射电天文 遥感系统 卫星固定业务 空间应用和气象 卫星固定业务和固定业务系统间的频率共用和协调 频谱管理 卫星新闻采集 时间信号和频率标准发射 词汇和相关问题 说明:该ITU-R建议书的英文版本根据ITU-R第1号决议详述的程序予以批准。 电子出版 2015年,日内瓦 版权所有。未经国际电联书面许可,不得以任何手段复制本出版物的任何部分。  国际电联 2015
ITU-R M.1371-5 建议书 1 ITU-R M.1371-5*建议书 在VHF水上移动频段内使用时分多址的 自动识别系统的技术特性1 (ITU-R 232/5号研究课题) (1998-2001-2006-2007-2010-2014年) 范围 本建议书制定了在甚高频(VHF)水上移动频段内使用时分多址的自动识别系统(AIS)的技术 特性。 关键词 时 分 多 址 (TDMA) 、 自 动 识 别 系 统 (AIS) 、A 类 (CLASS A) 、 识 别 (Identification)、远距离(Long Range)、水上(Maritime)、导航(Navigation)、VHF 数据链路(VDL)、甚高频(VHF) 确认 自动识别系统 AIS 搜救发射机 美国信息交换标准码 助航设备 比特速率 比特扰频 带宽 – 时间 信道带宽 信道间隔 国际海事无线电委员会 地面航线 候选周期 循环冗余校验 载波检测 ACK AIS AIS-SART ASCII AtoN BR BS BT CHB CHS CIRM COG CP CRC CS CSTDMA 载波侦听时分多址 DAC DE 指配区域码 数据编码 * 应提请国际海事组织(IMO)、国际民用航空组织(ICAO)、国际航标协会(IALA)、国际电 工委员会(IEC)和国际海事无线电委员会(CIRM)注意本建议书。 1 第5研究组于2014年11月根据ITU-R第1号决议对该建议书进行了编辑性修正。
2 ITU-R M.1371-5 建议书 危险品 差分全球导航卫星系统 数据链路服务 数字选择性呼叫 数据终端设备 电子海图显示和信息系统 电子导航海图 电子定位置系统 应急示位无线电信标 估计的到达时间 DG DGNSS DLS DSC DTE ECDIS ENC EPFS EPIRB ETA FATDMA 固定接入时分多址 FCS 帧校验序列 FEC 前向纠错 FI 功能标识符 FIFO 先入先出 FM 频率调制 FTBS FATDMA 码块大小 FTI FATDMA 增量 FTST FATDMA 起始时隙 GLONASS 全球卫星导航系统 GMDSS GMSK GNSS GPS HDG HDLC HS HSC IAI IALA ICAO ID IEC IFM IL IMO 全球海事救灾安全系统 高斯滤波最小移频键控 全球导航卫星系统 全球定位系统 报头 高层数据链路控制 有害物质 快艇 国际应用标识符 国际海上航标和灯塔当局协会(国际航标协会) 国际民用航空组织 标识符 国际电工委员会 国际功能消息 交织 国际海事组织
ITU-R M.1371-5 建议书 3 国际标准化组织 ISO 增量时分多址 ITDMA ITDMA 时隙增量 ITINC ITDMA 保持标志 ITKP 时隙 ITDMA 号码 ITSL 国际电信联盟 ITU 节,相当于 1.852 公里/小时 knots 链路管理实体 LME 最低有效位 LSB 媒体接入控制 MAC 最大 MAX 兆赫兹 MHz 海事识别数字 MID 最小 MIN 海事移动业务标识 MMSI 人员落水 MOB 调制 MOD 海洋污染物 MP 最高有效位 MSB 标称增量 NI 海里 NM 不归零反转 NRZI 标称时隙 NS 标称起始时隙 NSS 标称传输时隙 NTS 标称传输时间 NTT 开放系统互连 OSI 显示接口 PI 百万分之几 ppm 区域应用标识符 RAI RAIM 接收机自主总监测 RATDMA 随机接入时分多址 RF RFM RFR RI 射频 区域功能消息 区域频率 报告间隔
4 ITU-R M.1371-5 建议书 转向速率 无线电规则 报告频次(每分钟内的位置报告次数) RATDMA 尝试 RATDMA 候选时隙计数器 RATDMA 末端时隙 用于传输的 RATDMA 计算概率 用于传输的 RATDMA 当前概率 RATDMA 概率增量 RATDMA 优先级 RATDMA 起始概率 接收机 接收 BT 乘积 搜救 选择间隔 自发组织 地面速度 ROT RR Rr RTA RTCSC RTES RTP1 RTP2 RTPI RTPRI RTPS Rx RXBT SAR SI SO SOG SOTDMA 自发组织的时分多址 MSSA 多信道时隙选择接入 时分多址 TDMA TI 传输间隔 超时 TMO 训练序列 TS TST 发射机设置时间 发射机 Tx TXBT 发射 BT 乘积 发射机输出功率 TXP 协调世界时 UTC VDL VHF 数据链路 VHF 甚高频 船舶交通业务 VTS WGS 世界测地系统 WIG 地效翼船
ITU-R M.1371-5 建议书 5 国际电联无线电通信全会, 使用自组织时分多址(SOTDMA)的系统将适应所有的用户并且满足将来有效使 考虑到 国际海事组织(IMO)对通用船载自动识别系统(AIS)有需求; 使用通用船载 AIS 可以有效地交换船舶之间、船舶和岸站之间的航海数据,因此改 a) b) 善航海的安全; c) 用频谱的要求; 这样一个系统应在船到船的应用、船舶报告和船运交通业务(VTS)应用中主要用 d) 于航海的监督和安全目的。在不损害主要功能的前提下,它也用于其他与海事安全相关的通 信; e) 用时分多址(TDMA)技术的指配和查询模式工作; f) AIS 运输要求的船只,还包括助航设备和搜救系统; g) 国际航标协会(IALA)维护并出版技术导则供 AIS 制造商和其他相关方使用, 这样一个系统能够扩展以适应将来扩展用户数量和多种类的应用,包括不符合 IMO 这样一个系统是自主的、自动的和连续的,并且主要以广播方式工作,但是也以使 建议 应根据附件 1 中给出的工作特点和附件 2、附件 3、附件 4、附件 6、附件 7、附件 8 1 和附件 9 中给出的技术特性设计 AIS; 2 3 4 使用附件 2 中规定的 AIS 应用特定消息的 AIS 的应用应符合附件 5 中给出的特性; AIS 应用应考虑 IMO 维护并出版的国际应用标识符分类,正如附件 5 中规定的; 设计 AIS 应考虑 IALA 维护并出版的技术导则。
6 ITU-R M.1371-5 建议书 附件1 在VHF水上移动频段内使用TDMA技术 的AIS的工作特性 概述 1 1.1 系统应自动地以自组织的方式向其他设备广播船舶的动态和其他信息。 1.2 系统设备应能够接收和处理具体的查询呼叫。 1.3 系统应能够根据要求发送附加的安全信息。 1.4 系统设备应能够在航行中或在停泊时连续地工作。 1.5 系统应同步地使用 TDMA 技术。 1.6 系统应能够以三种模式工作,自主模式、指配模式和征询模式。 2 自动识别系统(AIS)设备 2.1 自动识别系统VHF数据链路(VDL)非主控台 2.1.1 自动识别系统船载台 2.1.1.1 采用附件 2 所述 SOTDMA 技术的 A 类船载移动设备将符合相关的 IMO AIS 运输要 求。 2.1.1.2 B 类船载移动设备将提供不必完全遵守 IMO AIS 运载要求的设施。 – – 采用附件2所述SOTAMA技术的B类“SO”; 采用附件7所述CSTDMA的B类“CS”。 2.1.2 助航自动识别系统台 2.1.3 受限基站(无VHF数据链控制功能) 2.1.4 搜救移动航空器设备 AIS 搜救(SAR)航空器台应发射位置报告消息 9 和采用消息 5 和消息 24A 及 24B 的静 态数据。 2.1.5 转发台 2.1.6 自动识别系统搜救发射机(AIS-SART台) AIS SART 台应采用附件 9 中描述的脉冲发射法发射消息 1 和消息 14。 消息 1 和消息 14 应使用用户 ID 970xxyyyy(其中 xx = 制造商 ID 01 至 99;yyyy = 序号 0000 至 9999)且航行状态在激活时为 14,测试时为 15。
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