[电信行业]GMDSS原理与操作--地面通信业务（PPT 50页）

GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院主要内容1.无线电波的产生2．频率、周期、波长、和电波传播速度3．频率的划分4．无线电波的传播途径和传播特点5．信号的调制与解调６．工作种类的表示方法７．地面通信系统的组成８.地面通信系统的专用频率及应用９.遇险报警方式的选择10.地面通信系统的值守11.紧急呼叫与紧急通信12.安全呼叫与安全通信13.信号书的使用GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院第一节无线电波的产生一、无线电波的产生：高频电流在天线流动会在其周围产生交变的磁场，在空间中交变磁场再产生交变的电场，交变的电场再产生交变的磁场。这样在空间中交变的电磁场不断交替变化，波动传播，从而形成了无线电波。二、无线电传播的速度：近似光速Ｃ＝３x10８m/sGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、频率、周期、波长的定义频率（FREQUENCY）：定义：电波在单位时间（１Ｓ）内幅值大小与方向周期性变化的次数。符号：Ｆ单位：赫兹（Hz）千赫兹（KHz）兆赫兹（MHz）G赫兹（GHz）换算关系：1000Hz=1KHz；1000KHz=1MHz；1000MHz=1GHzGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、频率、周期、波长的定义周期：：电波幅值大小与方向变化一次所用的时间。符号：T单位：秒（s）、毫秒ms）、微秒（s）换算关系：1秒（s）=1000毫秒（ms）；1毫秒（ms）=1000微秒（s）。波长：定义：电波在一个周期内传播的距离；符号：λ；单位：米（m）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）换算关系：1米（m）=10分米（dm）；1分米（dm）=10厘米（cm）；1厘米（cm）=10毫米（mm）；GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院三、两个关系式１、T=1/F２、λ=V/F=3x108/FGMDSS原理与操作以上极低频（ELF）3KHz以下超长波105m-104m甚低频（VLF）3-30KHz长波104m-1000m低频（LF）30-300KHz中波1000m-100m中频（MF）300-3000KHz短波100m-10m高频（HF）3-30MHz米波（超短波）10m-1m甚高频（VHF）30-300MHz微波分米波10-1dm特高频（UHF）300-3000MHz厘米波10-1cm超高频（SHF）3-30GHz毫米波10-1mm极高频（EHF）30-300GHzGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院地面通信使用的频段中频（MF）：415—4000KHz其中，中频I（MFI）415-530KHz中频II（MFII）2MHz高频（HF）：4000--27500KHz海上高频分波段：CCIR指定4、6、8、12、16、18、22、25MHz，为海上移动通信使用的频段。甚高频（VHF）：156-174MHzGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院地面通信使用的频段信道与频率（CHANNEL&FREQUENCY):单工信道:SIMPLEXCHANNEL;多用于船到船通信,及重要通信;双工信道:DUPLEXCHANNEL;多用于船到岸通信分工作类型指定：RT、ＮBDP(TELEX）、DSC等例如:无线电传通信的828信道，对应的岸台的发射频率(即船接收频率)是8430.0KHz;岸台的接收频率(即船发射频率）是8390.0KHz。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院第三节无线电波的传播途径和特点一、无线电波的传播路径地波传播空间传播电离层波传播GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院TR空间波空间波:以空气为媒介直线传播的电波GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院TR空间波空间波卫星GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院电离层大气层由于太阳紫外线的辐射，气体分子被电离，形成正负离子和自由电子组成的电离层。距地面高度为50到300km。随高度不同电离层电离程度不同，形成不同的浓度。大致分为D、E、F1、F2层。电波在穿越电离层时，会受到吸收和衰减。吸收和衰减大小与频率和电离层的浓度有关。D层和E层变化最有规律中午浓度最强，晚上D层消逝。F层在白天分为两层，F1和F2。F1层在晚上消逝。晚上只剩E层和F2层。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院电离层波(天波):指靠电离层波传播的电波电离层发射台地波传输TR2R3寂静区250KM200KM100KM60KMF2层F1层E层D层二次反射R1GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、各波段电波传播特点1.长波和超长波传播特点超长波:波长为100km-10km;频率为3-30kHz;长波:波长为10km-1km;频率为30-300kHz。传播特点:超长波和长波由于波长长,地形对传播影响很小。在300Km以内传播基本上是地波传播。远距离靠天波。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、各波段电波传播特点长波和超长波传播主要缺点1.地波对其它收信台干扰大；2.易受天电干扰,尤其是在雷雨的夏季；3.收发设备笨重,需要庞大的天线.•应用:台卡、欧美伽等无线导航系统。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、各波段电波传播特点2、中波的传播特点波长：1km-100m;频率：300-3000kHz;传播特点：白天靠地波.因为中波穿过D层时,受到强烈的吸收。夜间靠地波和天波.吸收中波的D层消失,由E层反射。白天传播200海里;晚上传播400海里。有衰落现象。接收机须加AGC控制线路。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、各波段电波传播特点3、短波传播特点波长为100~10m;频率为3~30MHz。传播特点：主要靠天波来传播。地波传播距离一般不超过100Km；白天频率越高，传输距离越远；频率越高,衰减越小;晚上通信要选用低一些的频率通信。原因…天波传播时可借助于电离层进行一次或多次反射,实现远距离通信。多路径传播的原因，可引起衰落性干扰；电离层波动，信号传输不稳。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院地波传播范围天波传播范围寂静区无信号寂静区（哑区）GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院二、各波段电波传播特点4、超短波和微波的传播特点频率:30MHz以上;波长:10M以下。传播特点：主要靠空间波传播。原因：地波…;天波…传播距离一般仅有几十海里。天线绝对高度(距海平面的高度)为几十米时,VHF通信距离30-50海里。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院三、在主要航线上不同海区和国内主要海岸电台通信使用的频段所在海区白天最佳频段夜间最佳频段印度洋16MHz、22MHz8MHz、12MHz红海16MHz、22MHz8MHz、12MHz地中海西部16MHz（1530LT左右）8MHz、12MHz12MHz（1630LT左右）大西洋东部12MHz（1630LT左右）8MHz、12MHzGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院第四节调制与解调为什么要使用调制?声波在空气中传播慢，约为340m/s，衰减快，不会传播很远。交流信号要有效辐射，天线的尺寸应和波长相比拟。天线长度≈λλ＝Ｃ／Ｆ音频Ｆ=300~3000Hz,λ=1000~100KMGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院调制与解调的基本概念调制信号：要经过调制传送的原始信号．如：语音信号；从TELEX和DSCMODEM送出的信号等都为调制信号。调制:调制信号加载到高频信号的技术.载波:该高频信号称为载波。已调信号:经过调制后的高频信号。解调或者检波:在接收端从已调信号中检取出原始信号的技术。常用的调制方法有：调幅、调频、调相等.调幅波频谱图调幅波波形图FMINFMAXfcfc-FMAXfc+FMAXGMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院调幅制原理载频本身和调制信号无关，所要传递的声音信号只包含在两个边带之中，而且两个边带中包含着完全同样的信息。调幅波的频带宽度是调制信号中最高频率的两倍，即：BAM=2max真正有用的是边带功率。当M=1时，两上边带的功率之和仅是载频功率的一半。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院调幅制原理uc(t)=Uccos(ct+c)(1-4-1)其中:uc(t)是瞬时值，Uc是振幅，ct是角频率，c是初相位。u(t)=Ucost(1-4-2)用音频去调制Uc，调幅波的瞬时值表达式为:u(t)=[Uc+u(t)]×cos(ct+c)=Uc(1+mcost)×(ct+c)(1-4-3)式中:m为小于1的常数，m=u/Uc，叫做调幅系数。调幅波的振幅应为:Uc(1+mcost)(1-4-4)GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院调幅制原理将式(1-4-3)展开可得：u(t)=Uccos(ct+c)+Uc*m/2cos[(c+)t+c]+Uc*m/2cos[(c-)t+c](1-4-5)载频m/2UCcos[(c-)t+c](1-4-5)载频c，上边频（c+），下边频（c-）。两个边频分量的振幅相等；当m1时，边频振幅等于音频振幅的一半。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院单边带调制调幅制通信的功率利用率不高，占有的频带宽,选择性衰落现象严重，信号易失真。理想的调制方式应当是：（1）没有载频。(2)只有一个边带。单边带(SSB)通信：采用只传送一个边带，而抑制另一个边带和载频(或部分抑制载频)的通信称为单边带通信。USSBuSSB(t)=Uc*m/2cos[(c+)t+c]高频振荡，角频率，上边带，振幅，初相位c。GMDSS原理与操作大量资料天天更新青岛远洋船员学院单边带通信优点:节约频谱。带宽仅是调幅制的一半BW=FMAX节