论文多模拟器集成的船用ＶＨＦ通信仿真系统是关于本文可作为相关专业ＶＨＦ论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文ＶＨＦ论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
摘 要：为提高航海模拟器的训练质量, 提出基于因特网技术的新型船用VHF通信仿真系统.该系统以各本船将各自设定的频道状态信息由VHF终端经客户机通过网络上传给服务器的方式建立系统总体构架,通过语音终端的硬件设计、语音终端的嵌入式控制软件设计完成系统集成. 在互联网公共网络平台上的实践表明, 构建在互联网上的船用VHF通信仿真系统,对扩大训练范围、提高航海教学效果、增强学习互动性提供有效手段.
关键词：VHF通信； 模拟器； 集成； 因特网
中图分类号：U675.75；TP391.9文献标志码：A
Ship’s VHF simulator system integrated by multiple simulators
YU Lili, SHI Chaojian, HUANG Zhenmin, HU Qinyou
(Merchant Marine College, Shanghai Maritime Univ., Shanghai 200135, China)
Abstract： In order to improve the nigation simulator’s training quality, a new-style ship’s VHF simulator system is proposed based on Internet. In this system, the system overall framework is set by channel status messages which are set by each ship and are sent to the upper server through the network by VHF terminals. The hardware design of voice terminals, the embedded control software design of voice terminals are composed to the system integration. The practice by the public Internet platform indicates that the ship’s VHF simulator system built on Internet provides an effective method to extend the scope of training, improve the nigation teaching effect and enhance the interactive learning.
Key words： VHF communication;simulators; integration; Internet
0 引 言
船用VHF通信仿真系统是航海模拟器的子系统,是现代航海教学的组成部分.船员通过VHF通信仿真系统的训练,可熟悉船上VHF设备的通信方式.船用VHF通信仿真系统不但具有各种VHF通信设备的操作方法,而且因其不发射射频无线电波,无须通过无线电管理委员会就可无限制使用［1］.目前,船用VHF通信仿真系统一般有2类：
（1）在航海模拟器上安装真正的无线通信系统,完全按照实战要求进行训练.这种方式由于和实际情况完全吻合,船员受训的仿真度高,实现训练本身内在的意义.但是,如果发射功率控制不好,有可能对岸上的频道产生干扰.
（2）采用有线模拟训练系统.如上海海事大学自行研制并通过鉴定的U-IV型航海模拟器安装的VHF训练系统.［2］该系统的VHF单元分为主控台部分和本船部分,其中主控台部分用于与各本船的通信及监听各本船间的通信联系,同时承担代表物标船的回话和呼叫等通信任务；本船部分主要用于与主控台及其他本船间的通信.由于这种系统采用有线系统,故其优点在于能避免周边无线电波的射频干扰,同时,由于在操作使用和功能上模拟实船的VHF话机,故可有效模拟真实场景.但其受训距离有限,仅在以主控台为中心的若干本船模拟器的区域模拟真正的VHF系统；另外,由于其采用有线模拟语音信号的传输通信,所以抗干扰能力及稳定性不如数字化通信.［3-4］.
本文提供新型的船用语音通信仿真系统.其研制来源于上海海事大学主持承担的国际合作研究项目——“基于因特网的多模拟器集成（Internet Based Integration of Multiple Ship Handling Simulators）”项目中“VHF模拟通信”子系统,采用数字语音通信技术替代传统的船用语音通信仿真系统中模拟语音信号的传输,有效提高语音通信质量；还可将船用语音通信仿真功能建立在因特网的构架上,不仅形成单个航海模拟器中各本船间的实时语音通信,而且可通过因特网与其他航海模拟器中的船只互连通信,有效扩大训练范围,增强训练的灵活性、互动性和国际性.［5］
1 系统总体构架
系统结构见图1.
（1）各本船将各自设定的频道状态信息由VHF终端经客户机通过网络上传给服务器,服务器对各频道进行统一管理,确定收发对象,同时,各本船设定的频道状态也显示在VHF终端的数码管上.
（2）呼叫方船只的VHF终端将处理后的数字语音信号经客户机通过网络上传给服务器.
（3）服务器将接收到的数字语音信号通过网络下传给对应频道同一模拟器的其他本船或其他模拟器相应本船的VHF终端.
系统不仅可实现同一航海模拟器中各本船间的实时语音通信,还可通过因特网与其他航海模拟器中的船只互连通信.［6-7］
2 语音终端的硬件电路设计
语音终端硬件系统由语音数据采集、回放单元,语音压缩解压单元,数据处理、传送及接收单元,时钟同步电路单元,键盘、显示单元以及串口电平转换单元构成,见图2.
（1）本船的语音信号经话筒声电转换后,由数据采集单元的A/D转换部分对其进行采样并转换为PCM数字量,然后由语音压缩单元压缩编码,最后数据处理单元将压缩编码后的数据由串口传送给PC机,由PC机将从串口接收的数据转换成IP语音包,通过网络服务器传送给对应寻址的其他本船.
（2）PC机将从网络接收到的语音IP包转换成语音压缩数据,然后通过串口下传给本船语音终端系统的数据处理单元,由语音解压单元将从数据处理单元接收的数据进行解压缩,由数据回放单元的D/A转换部分将解压后的语音PCM数据转换成模拟量,经放大电路放大后驱动扬声器输出.
（3）语音终端系统一方面可设定本船状态,如本船频道,并显示在终端系统的数码管上；另一方面可将本船设定状态由数据处理单元通过串口传送给PC机,再由PC机上传至网络服务器,由网络服务器建立数据库统一管理各本船频道,以利于网络传输.
由于涉及语音信号在网络上的数字化通信,而数字通信中语音信号直接数字化所需的编码速率太高,为提高传输和存储的效率,充分利用信道容量,必须对数字语音信号进行压缩编码.通过降低编码速率,可使同样的信道容量传输更多路的语音信号,在传输比特率限制十分严格的场合,低速率语音编码具有特别重要的意义.
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参考文献：
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