VDES系统中OFDM调制方式的仿真研究

刘畅 赵汝雪

摘  要： 针对现有的数据链路负载问题，提出数字OFDM调制方法。文中以VDES为研究背景，提出将高速传输技术正交频分复用（OFDM）集成到VDES系统中，进行物理层仿真建模，采用不同的数字调制方案模拟海上真实数据通信的误码率性能，并对其通信系统的性能进行仿真分析。结果表明，该方法可以实现较低的误码率，有效地实现海上甚高频数据通信。

关键词： VDES; OFDM调制; 自动识别系统; 无线通信; 误码率模拟; 仿真分析

中图分类号： TN911?34; TP391                  文献标识码： A                      文章编号： 1004?373X（2020）06?0078?04

Research on simulation of OFDM modulation mode in VDES system

LIU Chang， ZHAO Ruxue

（School of Information Science Technology， Dalian Maritime University， Dalian 116026， China）

Abstract： A digital OFDM modulation method is proposed to solve the data link load. Based on the research background of VDES （VHF data exchange system）， the high?speed transmission technique OFDM （orthogonal frequency division multiplexing） is integrated into the VDES system， the simulation modeling of physical layer is conducted， the bit error rate performance is simulated with real data communication at sea by means of different digital modulation schemes， and the performance of the communication system is simulated and analyzed. The results show that this method can realize the lower bit error rate， and realize VHF data communication effectively.

Keywords： VDES; OFDM modulation; automatic identification system; wireless communication; bit error rate simulation; simulation analysis

0  引  言

近年来，随着船舶自动识别系统（AIS）的快速推广，AIS系统的可用频段内变得非常拥挤，并且在许多繁忙的港口出现很高的数据链路负载。这导致信息阻塞，丢失大量重要信息，并影响航行安全。针对这个严重问题，国际航标协会（IALA）首次提出了VHF数据交换系统（VDES）的概念，并以此来支持E?航海的数据交换需求[1]。基于最初的AIS功能，VDES增加了特殊应用报文（ASM）和宽带VHF数据交换（VDE），可以实现更高的数据传输速率，有效缓解现有AIS系统中数据通信的压力[2]。甚高频（VHF）无线通信设备是实现近海和内陆水域短距离无线通信的主要设备，其工作频段范围为156～174 MHz。由于工作频段窄、通信能力小，国际电信联盟（ITU）在ITU?R M.1842号技术建议书[3]中提出海上甚高频无线电新技术的发展目标，其中，正交频分复用（OFDM）是高速率传输的主要技术之一[4?5]。OFDM技术不仅可以提高频带利用率，还可以减小多径衰落的影响，有效地消除多径干扰[6?7]。因此，本文以OFDM技术为研究对象，通过深入分析调制解调原理并进行仿真，完成对VDES系统的性能分析。……