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2021.05
《无线电规则》（2020年版）对水上移动业务的定义：在海岸电台与船舶电台之间，或在船舶电台之间或在相关的船上通信电台之间的一种移动业务；救生艇电台和应急示位无线电信标电台亦可参与这种业务。港口操作业务是在海岸电台与船舶电台之间，或在船舶电台之间在港口内或港口附近的一种水上移动业务。
典型的水上移动通信系统包括全球海上遇险和安全系统（GMDSS ）、船舶自动识别系统（AIS ）、无线电话、甚高频数据交换系统（VDES ） 以及海事数字广播系统（NA VDAT ）等。
GMDSS 是一个庞大的全球性通信网，具有船对岸遇险报警、岸对船转发遇险报警等九大功能。GMDSS 包括卫星通信系统和地面通信系统，其中，地面系统主要指MF/HF/VHF 系统，采用数字选择性呼叫和窄带直接印字电技术。
AIS 是用于船岸、船船以及岸船之间的助航系统，通过播发本船动态信息和静态信息实现海上航行避碰、船岸信息交换以及海事监管的作用。AIS 系统采用自组织时分多址和载波侦听多址两种协议接入方式，将时间分成若干帧，一帧长度为1 min ，每一帧被分为2 250个时隙，每个时隙长度是26.67 ms ，工作带宽25 kHz 。
无线电话在港口作业、搜救协调通信和现场通信方面都发挥了巨大作用。工作于MF 或HF 的海岸电台和
船舶电台只可使用上边带发射，频道间隔为3 kHz ； 工作于VHF 的无线电话频道间隔为25 kHz 。
VDES 系统在保护现有AIS 功能的基础上，引入特殊应用消息（ASM ）和宽带甚高频数据交换（VDE ）以全面强化船舶通信的数据传输能力。ASM 信道主要传输特殊应用报文，占用两个25 kHz 的信道；VDE 信道主要传输宽带甚高频数据，占用25 kHz 、50 kHz 、l00 kHz 三种带宽，可实现船船和船岸之间的双向数据交换。所有VDES 组件均采用AIS 系统的时分多址协议，在并行的信道上独立接收和发射。 NA VDAT 是一种用于广播水上安全信息的无线电通信系统，采用数字传输技术及时并可视化地发布导航安全、搜救及港口消息等内容。NA VDAT 系统工作在中频和高频，采用正交频分复用的调制方式，定义了4种信道带宽分别对应于不同频谱占用率的副载波数目。
水上移动通信系统所使用的频率范围较广，从极低频到特高频均有分配，《无线电规则》规定了高频和甚高频水上移动业务具体的频率和信道安排，ITU 相关建议书也对各系统技术特性进行了详细介绍，如表1所示。GMDSS 系统用于遇险、紧急和安全业务，因此不作频率使用率要求，建议开展长期控守式监听，确保及时发现非法发射或违规发射。
2 无线电频率使用率评价指标及评价方法研究
水上移动业务无线电频率使用率评价浅析
薛 珂，陈弘扬，叶淋美
（国家无线电监测中心福建监测站，福建 厦门 361000） 摘要：按照《无线电频率使用率要求及核查管理暂行规定》中提出的频段占用度、年时间占用度两项
指标，结合典型的水上移动通信系统实际应用特点，对评价这两项指标的计算方法和监测方法进行了初步的研究和探索。
关键词：水上移动业务；无线电频率使用率；频段占用度；年时间占用度doi ：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2021.05.025中图分类号：TN98 文献标示码：A 文章编码：1672-7274（2021）05-0058-02
Research on Evaluation Method of Spectrum Ef fi ciency of Satellite
Communication Systems
XUE Ke, CHEN Hongyang, YE Linmei
(State R adio Monitoring Center Fujian Station, X iamen 361000, China)
Abstract ：According to the Regulation of Radio Frequency Utilization Requirement and Verification Management published in 2017，the spectrum occupancy and annual time occupancy should be satisfied with the requirement value. The method and algorithm of the spectrum occupancy and annual time occupancy are explored and researched to adapt to the technical characteristics of typical maritime mobile systems. Meantime ，the issues concerned in spectrum monitoring are mentioned and analyzed to much extent.
Keywords ：maritime mobile service; radio utilization efficiency; spectrum occupancy; annual time occupancy
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数字通信世界
2021.05
表1 各频段水上移动通信系统使用频率范围
频率范围
水上移动通信系统信道带宽VLF 14-19.95/20.05-30kHz 海（江）岸电台无线电报1kHz LF 30-95kHz
海（江）岸电台无线电报1kHz MF
415-495/500/505-526.5/2065-2107kHz 无线电报/NBDP/NA VDAT/GMDSS
1/0.3kHz HF
4-27.5 MHz
无线电话/NBDP/数据传输系统/ NA VDAT/GMDSS 3kHz VHF 27.5-39.5/156.025-162.025MHz
无线电话/NBDP/数据传输系统/AIS/VDES/GMDSS
12.5/25/50/100/150 kHz UHF 406-406.1/457.525-457.575/467.525-467.575/457.515625-457.584375/467.515625-467.584375MHz
DSC/GMDSS
6.25/12.5/25kHz UHF 以上1530-1545/1626.5-1646.5/1621.35-1626.5/9200-9500MHz
usb存储器
GMDSS
-
根据《无线电频率使用率要求及核查管理暂行规定》要求，水上移动业务的频率使用率采用年时间占用度和频段占用度两个指标进行评价。
stimulsoft年时间占用度是指一年中实际使用频率的天数（或小时）与全年天数（或小时）之比。根据实际使用情况，可采用日、月时间占用度，或结合用户和无线电通信系统实际使用情况进行评估。在单次测量中，对某一个水上移动通信系统各个频点监听，确定目标信号后，若在连续两次扫描周期内均处于占用状态，则认为该频点在两次扫描周期内属于持续占用。采用日、月、年时间占用度来表征时间占用度时，需要对多次测量的时间占用度求平均：
年时间占用度
=
（1）
式中，T ji 为第j ；
T 为单次测量的持续时间；
M 为该系统的总频点数；N 为一年累计测量次数。
频段占用度是指实际使用频率范围与行政许可批准的使用频率范围之比。首先明确行政许可批准的某系统的所有频率，进而分段监听扫描，通过对同一系统多个频率占用状态求和，得到该系统单次测量的频段占用度：
频段占用度
=
（2）
式中，B ij ；
N ij 为第j 个频率的第i 样本点的占用状态，取值0或1； M 为该系统的总频点数；N 为每个频点单次测量的样本
总量；
B 为该系统行政许可批准的带宽。单次测量时间可以根据占用度变化速率或目标时间分辨率来设置，通常不少于1个小时。取多次测量结果的平均值作为该频段的占用度。
针对时分多址系统，还需要计算具体的时隙占用度，扫描周期应不大于1个时隙。每次扫描判断该时隙的占用情况，取一次测量的平均数记为该系统的时隙占用度：
系统时隙占用度
=
3）电热恒温鼓风干燥机
式中，T ji 为第j 个频率第i 个时隙的占用状态，取
值为0或1；
M 为该系统的总频点数；N 为一次测量的持续时间（min ）。
人流量统计3 监测注意事项
（1）监测地点选取。高频及以下频段的监测建议选择覆盖范围内的短波固定站；甚高频及以上的监
测建议选择待测台站周边无遮挡且无大功率发射设备的区域，采用便携式设备进行监测。针对船舶间的通信，建议提前掌握船只出行规律，利用移动监测船或将便携设备架设于船舶上进行监测，监测路线建议覆盖水上主要航道，范围应尽可能覆盖25海里以内近海区域。
（2）监测时间选取。固定监测建议在一年各月随机选取一周开展7×24小时数据采集，并根据日占用情况对数据进行压缩存储。移动监测应覆盖忙闲时，在一年各月随机选取工作日和周末，每月累积天数不少于7天，全天24小时随机选取不同时段开展抽样监测，单次监测不低于2小时。
（3）信号判别。实施高频以下频段监测时，建议根据电台登记记录选择相应短波监测站，结合信号来波方位角和呼号判断接收信号是否为目标信号。监测水上移动业务和陆地移动业务共存的频段时，应结合测向结果，综合判决是否为水上移动业务电台。
（4）监测和数据采集。测试前建议对天馈系统及监测仪表进行校准，频率、场强和带宽测量应符合ITU 相关建议书要求。针对时分系统单个时隙较短的情况，建议仪表实时处理带宽应大于该系统占用频带，确保完整采集整个系统的信号。
4 结束语
本文简要介绍了各水上移动通信系统的技术特性和
使用频率，并对频段占用度和年时间占用度两个评价指标进行探索研究，给出计算方法及监测过程中需要注意的事项。随着海上通信系统的升级，本文提出的评价方法也会及时跟进水上移动通信系统的技术革新，并根据实际监测数据的验证进一步优化算法。
参考文献
防误闭锁
[1] 无线电频率使用率要求及核查管理暂行规定[Z].工信部无〔2017〕322 号. [2] 中华人民共和国无线电频率划分规定[Z].工信部〔2018〕令第46号. [3] 国际电信联盟.无线电规则（2020版）[Z]，2021-1-1.
[4] V HF 水上移动频段内的VHF 数据交换系统技术特性[Z].ITU-R M.2092 建议书.
[5] 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[Z]. ITU-R M.1371建议书.
[6] 用于水上HF 频段广播水上安全和与海岸至船舶方向安全信息的导航数据数字系统的特性[Z].ITU-R M. 2058建议书.
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