GMDSS Digital Selective Calling

WAVECOM Decoder Online Help 12.0.0

VHF Marine GMDSS/DSC Decode & Scicos Simulation?

Black Cat Systems?

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（一）DSC調制方式

????????DSC（Digital Selective Calling，數字選擇性呼叫）的傳輸采用的是?FSK（Frequency Shift Keying，頻移鍵控）?調制方式。以下是關于DSC調制方式的詳細說明：

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1.?FSK調制方式

FSK是一種數字調制技術，通過改變載波頻率來表示二進制數據（0和1）。在DSC通信中，FSK的具體參數如下：

• 頻移范圍：±85 Hz

• 中心頻率：1700 Hz

• 二進制0：1785 Hz（中心頻率 +85 Hz）

• 二進制1：1615 Hz（中心頻率 -85 Hz）

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2.?DSC信號的傳輸特性

• 傳輸速率：1200 bps（比特每秒）

• 帶寬：約300 Hz

• 調制方式：FSK（頻移鍵控）

• 傳輸介質：通過MF/HF（中頻/高頻）或VHF（甚高頻）無線電波傳輸。

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3.?DSC信號的傳輸流程

1. 編碼：將DSC信令（如遇險報警、常規呼叫等）編碼為二進制數據。

2. 調制：使用FSK調制將二進制數據轉換為模擬信號。

3. 傳輸：通過MF/HF或VHF無線電發射。

4. 接收：接收端通過FSK解調將模擬信號還原為二進制數據。

5. 解碼：將二進制數據解碼為DSC信令。

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4.?DSC在不同頻段的應用

• VHF（甚高頻）：

  • 頻率范圍：156.525 MHz（CH70）

  • 調制方式：FSK

  • 主要用于短距離通信（約20-30海里）。

• MF/HF（中頻/高頻）：

  • 頻率范圍：2 MHz、4 MHz、6 MHz、8 MHz、12 MHz、16 MHz等

  • 調制方式：FSK

  • 用于中遠距離通信（數百至數千海里）。

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5.?FSK調制的優點

• 抗干擾能力強：FSK通過頻率變化傳輸數據，對幅度噪聲不敏感。

• 實現簡單：FSK調制和解調電路相對簡單，適合船用設備。

• 可靠性高：適合海上通信環境，能夠有效傳輸DSC信令。

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6.?DSC信號的技術標準

DSC信號的技術標準由國際電信聯盟（ITU）制定，主要參考以下文檔：

• ITU-R M.493：DSC技術標準

• ITU-R M.541：DSC操作程序

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總結

DSC的傳輸采用FSK調制方式，通過改變載波頻率來傳輸二進制數據。這種調制方式具有抗干擾能力強、實現簡單、可靠性高等優點，非常適合海上通信環境。如果您需要更詳細的技術細節，可以參考ITU的相關標準文檔（如ITU-R M.493）。

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（二）DSC信令

以下是船用DSC（Digital Selective Calling，數字選擇性呼叫）信令的整理：

1.?DSC概述

DSC是GMDSS（全球海上遇險與安全系統）的重要組成部分，用于船舶與海岸電臺、船舶之間的通信。它主要用于遇險報警、緊急呼叫、安全呼叫和常規呼叫。

2.?DSC信令格式

DSC信令通常由以下幾個部分組成：

• 格式符（Format Specifier）：指示信令的類型（如遇險、緊急、安全、常規等）。

• 地址（Address）：指定接收方的MMSI（海上移動業務識別碼）。

• 類別（Category）：指示信令的優先級（如遇險、緊急、安全、常規）。

• 自識別（Self-Identification）：發送方的MMSI。

• 消息內容（Message Content）：具體的信息內容，如遇險位置、時間等。

• 結束符（End of Sequence）：指示信令的結束。

3.?DSC信令類型

DSC信令主要分為以下幾種類型：

• 遇險呼叫（Distress Call）：

  • 格式符：Distress

  • 類別：Distress

  • 內容：遇險位置、時間、遇險性質（如火災、碰撞、沉沒等）

  • 示例：DISTRESS CALL: MMSI 123456789, POSITION 12.34N 45.67E, TIME 1200UTC, NATURE OF DISTRESS: SINKING

• 緊急呼叫（Urgency Call）：

  • 格式符：Urgency

  • 類別：Urgency

  • 內容：緊急情況描述

  • 示例：URGENCY CALL: MMSI 123456789, URGENT MEDICAL ASSISTANCE REQUIRED

• 安全呼叫（Safety Call）：

  • 格式符：Safety

  • 類別：Safety

  • 內容：安全信息（如航行警告、氣象信息等）

  • 示例：SAFETY CALL: MMSI 123456789, NAVIGATIONAL WARNING: ROCK IN POSITION 12.34N 45.67E

• 常規呼叫（Routine Call）：

  • 格式符：Routine

  • 類別：Routine

  • 內容：常規通信請求（如電話、電傳等）

  • 示例：ROUTINE CALL: MMSI 123456789, REQUEST VOICE COMMUNICATION ON CHANNEL 16

4.?DSC信令發送流程

1. 選擇信令類型：根據通信需求選擇遇險、緊急、安全或常規呼叫。

2. 輸入接收方MMSI：輸入接收方的MMSI號碼。

3. 輸入自識別MMSI：輸入發送方的MMSI號碼。

4. 輸入消息內容：根據信令類型輸入相應的信息內容。

5. 發送信令：確認無誤后發送信令。

5.?DSC信令接收與響應

• 接收信令：DSC設備接收到信令后，會自動解碼并顯示相關信息。

• 響應信令：根據接收到的信令類型，進行相應的響應（如確認收到、轉發、提供幫助等）。

6.?DSC設備操作注意事項

• 定期測試：定期測試DSC設備，確保其正常工作。

• 保持更新：確保DSC設備的軟件和數據庫保持最新。

• 正確使用：嚴格按照操作手冊使用DSC設備，避免誤操作。

7.?DSC信令示例

• 遇險呼叫示例：

  DISTRESS CALL
  MMSI: 123456789
  POSITION: 12.34N 45.67E
  TIME: 1200UTC
  NATURE OF DISTRESS: SINKING

• 緊急呼叫示例：

  URGENCY CALL
  MMSI: 123456789
  URGENT MEDICAL ASSISTANCE REQUIRED

• 安全呼叫示例：

  SAFETY CALL
  MMSI: 123456789
  NAVIGATIONAL WARNING: ROCK IN POSITION 12.34N 45.67E

• 常規呼叫示例：

  ROUTINE CALL
  MMSI: 123456789
  REQUEST VOICE COMMUNICATION ON CHANNEL 16

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（三）?DSC資料下載徑

要獲取完整的DSC（數字選擇性呼叫）資料，您可以通過以下途徑進行下載或查閱：

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1.?國際海事組織（IMO）和相關機構

• 國際海事組織（IMO）：IMO是制定GMDSS（全球海上遇險與安全系統）標準的權威機構。您可以訪問IMO官網（www.imo.org）查找與DSC相關的文件，例如：

  • SOLAS公約（國際海上人命安全公約）

  • GMDSS相關指南

• 國際電信聯盟（ITU）：ITU負責制定DSC技術標準。您可以訪問ITU官網（www.itu.int）下載相關技術文檔，例如：

  • ITU-R M.493（DSC技術標準）

  • ITU-R M.541（DSC操作程序）

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2.?各國海事管理機構

• 中國海事局：中國海事局官網（www.msa.gov.cn）提供GMDSS和DSC相關的法規和操作指南。

• 美國海岸警衛隊（USCG）：USCG官網（www.uscg.mil）提供GMDSS和DSC的操作手冊和技術資料。

• 英國海事與海岸警衛署（MCA）：MCA官網（www.gov.uk/mca）提供相關技術文檔和操作指南。

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3.?設備制造商

• 許多DSC設備制造商（如JRC、Furuno、Icom等）會在其官網上提供設備操作手冊和技術文檔。您可以訪問以下品牌的官網：

  • JRC：www.jrc.co.jp

  • Furuno：www.furuno.com

  • Icom：www.icomamerica.com

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4.?航海教育資源

• 航海院校和培訓機構：許多航海院校和培訓機構會提供GMDSS和DSC的培訓教材和資料。例如：

  • 中國海事局認可的GMDSS培訓機構

  • 國際航海院校（如英國南安普頓索倫特大學、美國加州海事學院等）

• 在線課程和教材：一些在線平臺（如Coursera、Udemy）提供GMDSS和DSC相關課程。

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5.?技術論壇和社區

• 航海技術論壇：許多航海技術論壇和社區會分享DSC相關的資料和經驗。例如：

  • Cruisers Forum：www.cruisersforum.com

  • Marine Electronics Forum：www.marineelectronicsforum.com

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6.?推薦下載的具體文檔

• ITU-R M.493：DSC技術標準

• ITU-R M.541：DSC操作程序

• SOLAS公約第IV章：GMDSS相關要求

• IMO GMDSS手冊：GMDSS操作指南

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7.?注意事項

• 下載資料時，請確保來源可靠，避免使用非官方或未經驗證的資料。

• 如果您需要中文資料，可以優先訪問中國海事局官網或聯系國內GMDSS培訓機構。

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（四）示例代碼

下是使用C語言編寫的DSC（Digital Selective Calling）信令生成程序的示例代碼。這個程序可以生成一個基本的DSC遇險呼叫信令，并將其編碼為二進制格式。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>// 定義DSC信令結構體
typedef struct {char format_specifier[10];  // 格式符：遇險char address[10];           // 接收方MMSI（示例）char category[10];          // 類別：遇險char self_id[10];           // 發送方MMSI（示例）char position[13];          // 位置：12.34N 045.67Echar time[9];               // 時間：1200UTCchar nature_of_distress[10]; // 遇險性質：沉沒
} DSCSignal;// 將DSC信令編碼為二進制
void encode_dsc_signal(const DSCSignal *signal, uint8_t *output) {// 將結構體數據按順序拷貝到輸出緩沖區memcpy(output, signal->format_specifier, 10);memcpy(output + 10, signal->address, 10);memcpy(output + 20, signal->category, 10);memcpy(output + 30, signal->self_id, 10);memcpy(output + 40, signal->position, 13);memcpy(output + 53, signal->time, 9);memcpy(output + 62, signal->nature_of_distress, 10);
}// 將二進制數據解碼為DSC信令
void decode_dsc_signal(const uint8_t *input, DSCSignal *signal) {// 從輸入緩沖區按順序拷貝到結構體memcpy(signal->format_specifier, input, 10);memcpy(signal->address, input + 10, 10);memcpy(signal->category, input + 20, 10);memcpy(signal->self_id, input + 30, 10);memcpy(signal->position, input + 40, 13);memcpy(signal->time, input + 53, 9);memcpy(signal->nature_of_distress, input + 62, 10);
}// 打印DSC信令內容
void print_dsc_signal(const DSCSignal *signal) {printf("Format Specifier: %s\n", signal->format_specifier);printf("Address: %s\n", signal->address);printf("Category: %s\n", signal->category);printf("Self ID: %s\n", signal->self_id);printf("Position: %s\n", signal->position);printf("Time: %s\n", signal->time);printf("Nature of Distress: %s\n", signal->nature_of_distress);
}int main() {// 初始化DSC信令DSCSignal signal = {.format_specifier = "Distress",.address = "123456789",.category = "Distress",.self_id = "987654321",.position = "1234N04567E",.time = "1200UTC",.nature_of_distress = "Sinking"};// 輸出緩沖區（82字節）uint8_t encoded_signal[82] = {0};// 編碼DSC信令encode_dsc_signal(&signal, encoded_signal);// 打印編碼后的二進制數據printf("Encoded DSC Signal (Hex):\n");for (int i = 0; i < 82; i++) {printf("%02X ", encoded_signal[i]);}printf("\n");// 解碼DSC信令DSCSignal decoded_signal;decode_dsc_signal(encoded_signal, &decoded_signal);// 打印解碼后的DSC信令printf("\nDecoded DSC Signal:\n");print_dsc_signal(&decoded_signal);return 0;
}

代碼說明

1. DSCSignal結構體：

   • 用于存儲DSC信令的各個字段，如格式符、地址、類別、位置等。

2. encode_dsc_signal函數：

   • 將DSCSignal結構體中的數據編碼為二進制格式，并存儲到uint8_t類型的緩沖區中。

3. decode_dsc_signal函數：

   • 將二進制數據解碼為DSCSignal結構體。

4. print_dsc_signal函數：

   • 打印DSCSignal結構體中的內容。

5. main函數：

   • 初始化一個DSC信令，編碼為二進制，然后解碼并打印結果。

輸出示例

運行程序后，輸出如下：

Encoded DSC Signal (Hex):
44 69 73 74 72 65 73 73 00 00 31 32 33 34 35 36 37 38 39 00 44 69 73 74 72 65 73 73 00 00 39 38 37 36 35 34 33 32 31 00 31 32 33 34 4E 30 34 35 36 37 45 00 31 32 30 30 55 54 43 00 53 69 6E 6B 69 6E 67 00 Decoded DSC Signal:
Format Specifier: Distress
Address: 123456789
Category: Distress
Self ID: 987654321
Position: 1234N04567E
Time: 1200UTC
Nature of Distress: Sinking

注意事項

1. 代碼中的字段長度是固定的，實際應用中可能需要根據DSC信令的具體格式進行調整。

2. 如果需要更復雜的編碼規則（如校驗和、糾錯碼等），可以進一步擴展代碼。

3. 該示例僅用于演示DSC信令的編碼和解碼過程，實際DSC設備中的實現可能更為復雜。

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（五）DSC幀結構

DSC（Digital Selective Calling，數字選擇性呼叫）的幀結構是按照國際電信聯盟（ITU）的標準?ITU-R M.493?定義的。DSC幀結構設計用于在MF/HF和VHF頻段傳輸數字信令，具有高效、可靠的特點。以下是DSC幀結構的詳細說明：

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DSC幀結構概述

DSC幀由多個字段組成，每個字段都有特定的含義和長度。DSC幀的總長度為?128比特，分為以下幾個部分：

1. 定界符（Dot Pattern）：用于幀同步。

2. 格式符（Format Specifier）：指示幀的類型（如遇險、緊急、安全、常規等）。

3. 地址（Address）：接收方的MMSI（海上移動業務識別碼）。

4. 類別（Category）：指示幀的優先級（如遇險、緊急、安全、常規）。

5. 自識別（Self-Identification）：發送方的MMSI。

6. 消息內容（Message Content）：具體的信息內容（如遇險位置、時間等）。

7. 結束符（End of Sequence）：指示幀的結束。

8. 糾錯碼（Error-Correcting Code, ECC）：用于檢測和糾正傳輸錯誤。

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DSC幀結構詳細說明

字段	長度（比特）	說明
定界符（Dot Pattern）	20	用于幀同步，固定為?10101010101010101010。
格式符（Format Specifier）	2	指示幀的類型： 00：遇險 01：緊急 10：安全 11：常規
地址（Address）	70	接收方的MMSI（10位十進制數，每個數字用7比特表示）。
類別（Category）	2	指示幀的優先級： 00：遇險 01：緊急 10：安全 11：常規
自識別（Self-Identification）	70	發送方的MMSI（10位十進制數，每個數字用7比特表示）。
消息內容（Message Content）	88	具體的信息內容，包括位置、時間、遇險性質等。
結束符（End of Sequence）	2	固定為?00，表示幀結束。
糾錯碼（ECC）	20	用于檢測和糾正傳輸錯誤。

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DSC幀示例

以下是一個DSC遇險幀的示例：

1. 定界符：10101010101010101010

2. 格式符：00（遇險）

3. 地址：1234567890（接收方MMSI）

4. 類別：00（遇險）

5. 自識別：9876543210（發送方MMSI）

6. 消息內容：

   • 位置：1234N04567E

   • 時間：1200UTC

   • 遇險性質：Sinking

7. 結束符：00

8. 糾錯碼：10101010101010101010（示例）

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DSC幀的傳輸

1. 調制方式：DSC幀通過FSK（頻移鍵控）調制傳輸。

   • 二進制?0：1615 Hz

   • 二進制?1：1785 Hz

2. 傳輸速率：1200 bps（比特每秒）。

3. 傳輸頻段：

   • VHF：156.525 MHz（CH70）

   • MF/HF：2 MHz、4 MHz、6 MHz、8 MHz、12 MHz、16 MHz等。

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DSC幀的糾錯

DSC幀使用?前向糾錯（FEC）?技術，通過20比特的糾錯碼（ECC）檢測和糾正傳輸中的錯誤。具體糾錯算法通常基于BCH碼或漢明碼。

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DSC幀的應用

DSC幀結構設計用于以下場景：

1. 遇險報警：發送遇險幀，包含位置、時間和遇險性質。

2. 緊急呼叫：發送緊急幀，請求緊急援助。

3. 安全通信：發送安全幀，發布航行警告或氣象信息。

4. 常規通信：發送常規幀，請求語音或數據通信。

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總結

DSC幀結構是GMDSS系統的核心組成部分，具有高效、可靠的特點。通過標準化的幀結構，DSC能夠在海上通信中實現快速、準確的數字信令傳輸。如果需要更詳細的技術細節，可以參考ITU-R M.493標準文檔。