GMDSS综合业务第九章 Inmarsat F系统及其船舶地球站 第九章 INMARSAT-F系统及其船站 一、F系
统结构及信道二、系统接续控制 三、系统通信接续过程 四、船站组成及主要终端技术 五、船舶常用的卫星天线 六、F系统及其应用 2/1
25一、F系统结构及信道1、系统发展历程Inmarsat-B系统1993年 1993年M系统简化掉电传 1997年Mini-M改为
点波束工作方式2000年M4系统（多媒体Mini-M系统） 2002年多媒体Mini-M（即F系统）只能进行遇险报警而不具有遇险通
信能力不具有遇险通信和遇险报警的能力实现多媒体通信 高速数据信道只适用于陆地移动用户和飞机用户常规通信。 海用型唯一 一个与四代卫
星点波束的技术兼容的系统，有遇险报警和遇险通信A系统的数字化3/1252、 F系统的通信业务种类 电话传真数据（低速、高速）电传L
ESLES国际/国内电信网络64Kbit/s高速数据业务B系统可选F系统必备仅限于B站4/1253 、主要特点（3）f发-f收≠
常数，减少了互调干扰（2）功率控制方法不同 （1）卫星全球波束和点波束工作，但点波束控制方式各有 不同 。（4）子带信令信
道控制与ISDN网完全兼容，可直接接入ISDN网 SCPC信道中每一个时隙都包含信息和信令两部分，其中的信令就称为子带信令。 5/
1254 、信道结构（1）五种信道TDM信道信令信道TDMA信道 数据信道话音信道6/125（2） 信道的功能LESNCSSESN
CS TDM 信 道LES TDM 信 道 TDM信道：NCS TDM 和 LES TDM B：2，F：4 公共信道分配信道
点波束信道洋区注册确认信道NCS至LES的站际信道分配信道电传信道（仅限于B系统）LES至NCS的站际信道发布岸至船的呼叫通告、布
告板信息及网络状态信息 7/125船至岸 信令信道 信令信道：两种信令信道都包括：申请信道、呼叫确认信道、洋区注册信道。 船至N
CS信令信道信令信道采用突发形式发射 使用时不会中断公共TDM载波的接收。 移动站开机后会自动进行洋区注册， 转换洋区会自动重新注
册。 移动站断电，洋区注册解除。注：8/125TDMA 信 道 TDMA信道：移动站响应信道 TDMA信 道B系统电传信道B系统
岸至移动站的电传信息经LES TDM信道传送； 移动站至岸的电传信息经SES TDMA信道传送 注：9/125话音信道 话音信道和
数据信道：数据信道双向信道用于传送电话和话音波段的数据双向信道分低速和高速数据信道10/12511/125二、系统接续控制SCPC
信道模式控制 B/F数据和话音信道均属SCPC信道，由NCS按需分配。 信息按帧传送，每帧的头部都有独特字UW，通过设置
独特字来实现SCPC信道模式的识别。规定：UW1～UW4：用于语音和低速数据模式UW5：用于带内信令模式UW6：用于64Kbit/
s 数据模式UW7：用于64Kbit/s信道带内信令模式12/1251、点波束控制（1） B船站：B船站NCS存储最好点波束采用点
波束标识载波扫描法 三代星63个宽点波束 B/F系统信息信道可使用全球波束和点波束， LES和NCS根据MES申请时提供的地理位置
和信号强度，按点波束优先的原则为其分配点波束或全球波束。信令信道均使用全球波束。二、系统接续控制 最佳点波束的选择：在TDM帧的点
波束信道上连续发射点波束及全球波束识别载波规定扫描间隔8小时。用15分钟完成63个宽点波束识别的扫描 申请或响应信道时将之告诉LE
S或NCS13/125（2） F船站：采用增强点波束选择法 四代星253个窄点波束由用户选择： 船站有GPS，自动根据船
位及点波束图，选择点 波束ID，呼叫时通过“申请”传递给NCS由其分配 。二种点波束选择方法：由网络协调站选择：
NCS根据船站提供的位置和点波束图，来确定点 波束 ID 。布告板增加了点波束地图移动站含有定位系统布告板点波
束地图位置信息系统（内置GPS）14/125（1） B船站B船站NCS在TDM帧的点波束信道上发射各点波束识别载波 间隔大约8小时
，用15分钟完成63个点波束识别 存储最好点波束申请或响应时将之告于LES或NCS （2） F船站增强点波束选择 基于布告板点波
束地图广播和位置信息系统四代星253个点波束F船站有GPS② 根据位置和点波束图提供点波束ID NCS①根据位置及点波束图，选择点
波束ID，呼叫时通过“申请”传递给网络协调站 15/1252、功率控制 功率控制目的： 控制机制：LES的发射功率SES的发射
功率LESSES有效利用功率（用最小的功率达到最好的通信效果）一旦选定，通信中不再修改！和B一样取决于信号载噪比480ms测量一次
16/125(1) B系统： 船→岸岸→船3、优先权控制方向可实现 4个级别的优先权抢占功能方向可实现优先级别的广播通信无法实现优
先级别的点对点通信优先权抢占：信道忙时，系统按优先级别实施信道分配和使用。17/125（2）F系统：方向可实现优先权抢占功能 不同
业务种类话音优先于数据（看做常规） 同一话音业务遇险高于紧急，紧急高于安全，安全高于常规 同一呼叫等级船发起高于岸发起3、优先权控
制（3）优先权划分1999年IMO规定：新开发的系统应在MES、LES、NCS中加入优先权控制功能。注意：岸发起的遇险优先级别呼叫
必须经RCC授权。F系统是目前唯一一个满足GMDSS新标准要求的系统。 18/125① 移动站MES2向岸站LES2发射较高优先等
级的话音呼叫申请。② 岸站LES2收到申请后，向网络协调站NCS发送请求信道分配申请。③ NCS收到该较高优先等级的申请后，检查信
道，信道拥挤，随机选择一个正在与MES1进行常规通信的岸站LES1，向其启发“优先权控制”。④ LES1向MES1发“信道释放”信
令，要求清除呼叫。⑤ MES1向LES1响应清除呼叫后，进入“空闲”状态，此时LES1与MES1之间的通信中断，让出信道。⑥ LE
S1通知NCS呼叫清除。⑦ NCS收到呼叫清除通知后，为建立新的呼叫，向LES2和MES2分配信道。⑧ LES2和MES2较高优先
等级的新呼叫建立。F系统优先权抢占功能（信道、MES优先权控制）19/125NCSLES① SES通过信令信道向LES发
出通信申请，并继续守听 NCS TDM信道。 ② LES向NCS提出话音信道 分配申请。 ③ NCS通过其TDM
信道分别向LES及SES分配信道。1、F站船岸电话信道建立过程④ LES与SES 转换频率“握手”、船站拨号、建立电话/传真信道
20/125三、系统通信接续过程2、F站船至岸数据通信的接续 同步工作方式异步工作方式收发双发的时钟一致应用于Inmarsat
F 系统的高速数据业务（64 Kbit/s）使用ISDN网接入设备收发双发的时钟不一致数据传输以字符为单位应用于Inmar
sat F 系统的低速数据业务（9.6 Kbit/s）使用PSTN网接入设备21/1253、F系统船至岸数据通信的接续 22
/125 说明：船至岸有两种拨号方式： ① 经岸站直接拨陆地用户数字终端设备号码。如： 00 86 10 1252943
21。 ② 经岸站拨接入点号码，通过ISP接入或通过岸站专用服务号码接入。该方式主要用于Internet接入。如：通过中国北京的服
务商，拨00 86 10 16900 号码 进行Internet连接； 或通过中国北京岸站互联网专
用接入码，拨61 号码进行Internet连接。23/125 电路交换模式数据通信接续过程①船舶用户向岸站提出数据
业务申请； ②岸站收到申请后向网络协调站申请信道分配； ③网络协调站分别向岸站、船站分配SCPC 数据通信信道； ④船岸间
信令交换、地址交换，进入相应的陆地 网，信道建立。24/125 分组交换模式数据通信接续过程① 船舶用户向MPDS业务岸站
提出业务申请； ② 岸站将收到的申请信息发送给区域地面站 （RLES），负责通信状态记录； ③ 同时，岸站将申请信
息发送给主地面站 （HLES），负责账单管理 ； 该模式仅适用于F站25/1254、 船→船通信接续26/125接
续过程如下：② SES2回复信息，先发给LES，再经卫星转发给SES1。注意：① 必须正确输入被呼船舶的洋区接入码，对于具有洋区自
动识别功能的LES可使用通用洋区码“870”。。② 由于是船至岸和岸至船两个过程的接续，所以存在较大 的时延。对于不同洋
区船舶间的通信，接续的岸站应能够对两个 船舶注册的洋区提供转接服务。 SES1发信息给LES，再经卫星转发给SES
2；4、船→船通信接续27/125四、船站组成及主要终端技术 28/55B家族船站M4 站M 站29/125MINI-M 移动站便
携型 船载型 车载型
经济型30/1251、船站组成框图31/1251、 Inmarsat天线的基本类型五、船舶常用的卫星天线32/1252、
天线控制系统的作用及补偿方法3、补偿机理（1）控制平台（X轴,Y轴）：补偿船舶纵、横摇由陀螺罗经提供控制33/125（4）AZ轴
控制当 θAZ = θh + θa 时天线对准卫星几个角度的关系卫星方位角θAZ天线方位角θa航向角θhN 正北航首方向天线方向
θAZθhθa天线方向卫星方向34/1254、天线自动跟踪控制天线跟踪方法 步进跟踪法工作原理注：卫星发射信号，接收NCS TDM
信号电平最大为原则设：初始接收信号电平为 A，天线由A→B；B > A电平，步进方向不变→C；C > B电平，步进方向不变→ D；
D < C电平， → 反方向步进；最后稳定在B、C、D三点。35/125机械跟踪天线——常用抛物面天线注意：要有机械伺服驱动系统3
6/125图片2：电子跟踪天线——常用相控阵天线37/1251、F系统主要特点及分类卫星全球波束工作和点波束工作，采用 “增强点波
束选择”机制；采用“根据信号质量控制发射功率”的发射功率控制方式；通信接口丰富且符合国际规范；可直接通过PSTN、ISDN网与陆地
Internet网连通；满足IMO GMDSS新要求可实现NCS、LES、MES之间分层优先级呼叫； MES内置GPS进行定位。主
要特点: 六、F系统及其应用38/125F系统船站分类及其区别P 15839/1252、F系统提供的业务通信业
务种类： 40/1253、ISDN和MPDS（1）综合业务数字网ISDNIntegrated Service
Digital Network有多个标准化信道，以组合应用为主。有基本速率、基群速率、混合速率三种组合。基于Inmarsat的IS
DN只支持基本速率的电路交换业务2B+D标准化通道组合，每个数据信道B 64Kbps，信令信道D 16Kbps。最高速率128kb
it/s（2B）。先物理连接，再传送数据最后拆线信道利用率不高！41/125（2）移动包交换MPDS ( Mobile Pack
age Data Service) 基本功能分组交换：先分组，再传输42/125分组数据包从 A 传送到 B 的过程网络网络网络网
络网络网络网络路由器路由器路由器路由器路由器路由器AB43/125（3）INMARSAT ISDN 和 MPDS业务比较适用于大数
据量传输；如，图片、音像文件、电视会议等。特点：特点：适用于小数据量传输；如，网络浏览、小文件传输。ISDN业务MPDS业务专用信
道；信道共享，分组交换；信道带宽固定，传输速率稳定（64/128 kbps）；信道传输速率与某时刻用户数量有关，用户多时传输速率下
降；按时间计费；按信息流量计费；44/1254、F船站外设及其连接45/1255、船舶局域网与公司局域网的连接船舶局域网Inmarsat卫星网陆地电信网46/1256、F77的应用电话（或传真）常规通信；遇险通信；数字图文传输；浏览互联网，获取各类网上信息（如，气象信息、电子海图、港口和备品供应信息等）； 电子邮件传递；货物/机舱、航行设备的远程监测；远程医疗、远程教育、培训、技术援助；电子贸易、网上银行、网上采购。47/1257、INMARSAT-F 业务拨号方式电话／传真通信：船至岸 00 +电话国家码＋地区码＋用户电话/传真号码 ＋＃船至船 00 + 电话洋区码 ＋ 船站电话/传真号码 ＋ ＃48/125 |
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