CN103701542A - 一种ais信号场强测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种AIS信号场强测量装置和方法，装置包括控制模块、AIS信号发生模块和AIS接收机；所述AIS信号发生模块包括：用于产生模拟AIS信号的模拟AIS信号子模块、用于模拟外界AIS信号干扰的模拟干扰信号子模块、信号合路子模块；方法包括：步骤（1）标定AIS接收机场强和误包率对应关系的步骤，步骤（2）测量的步骤。本发明装置和方法的优点在于：可以在实验室或者现场对AIS接收机的场强-误包率关系进行标定，标定后的AIS接收机即可用于对AIS基站覆盖范围内信号场强的测量，可利用该装置和方法对AIS基站的性能评价提供可行的方法。

Description

一种AIS信号场强测量装置和方法

技术领域

本发明属于水上无线电通信监测领域，涉及船舶自动识别系统（AIS）信号覆盖范围内AIS报文发送误包率检测，具体是一种通过测量AIS基站周边某区域报文误包率来评判该地点信号覆盖强度的测量装置和方法。

背景技术

AIS是船舶自动识别系统（Automatic Identification System）的简称，由岸基（基站）设施、船载设备和助航设备共同组成，是一种新型的集网络技术、现代通信技术、计算机技术、电子信息显示技术为一体的数字助航系统和设备。AIS由舰船飞机之敌我识别器发展而成，配合全球定位系统（GPS）将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由甚高频（VHF）频道向附近水域船舶及岸台广播，使临近船舶及岸台能及时掌握附近海面所有船舶之动静态资讯，得以立刻互相通话协调，采取必要避让行动，对船舶安全有很大帮助。

AIS系统主要由船载设备和岸台设备两部分组成。在岸台VTS覆盖的范围内，AIS基站可以和装有AIS设备的船舶进行指定模式的通信。AIS系统主要由：数据采集部分、信号处理器、AIS显示终端、VHF收发机四部分组成。

（1）数据采集部分：主要是用来接收来自GPS/DGPS接收机的本船经纬度信息、对地的航速、同步UTC时间、来自电罗经的本船对地航向等信号，转换成数字信号并输入信息处理器，还有包括从输入装置中输入的信息。

（2）信息处理器：是AIS的核心部分，用来存储本船的识别码、船名、呼号、船长、船宽等静态信息和船舶吃水、危险货物类型、航线等与航行相关的信息；处理存储本船的动态信息；将存储的本船最新航行数据及必要的静态信息与航行相关的其它信息进行编码并存储解码后的数据；将本船和其它船舶的航行数据等信息送往信息显示器显示。信息处理器主要由船舶静、动态数据库及对信息的处理、管理控制、显示等相应的软件集成。

（3）AIS显示终端：与雷达、APRA、电子海图显示器一体化，用来显示各种数据和状态信息、监视系统的运行状况等。

（4）VHF收发机：由系统信息处理器控制，用VHF87B（161.975MHz）和88B（162.025MHz）两个国际专用频道自动发射和接收通信协议方案规定的高斯滤波最小频移键控（GMSK）信号，己调信号中含有本船和它船航行信息，AIS同时在这两个频率上接收信息，而发射信息是在两个频率上交替进行的。

AIS系统的组成框图如图1所示。

船舶自动识别系统在船舶导航、避碰、船舶通信、船岸通信、海上搜救、海事调查等方面发挥独特而重要的作用。AIS可以在没有岸站的情况下自成系统，显示周边船舶的航行动态，因此，在海上AIS系统主要用作船舶避让和相互沟通的功能。在内河水域，由于航道弯窄，GPS固有误差的存在，使得AIS更多的是作为一种船舶交通流管理工具，实现对内河船舶交通数据的采集。AIS作为一种VTS工具，能够较好的解决船舶交通管理系统中存在的船舶自动识别难题，自动建立与目标船、岸台之间的通信联系。

国际AIS在技术、标准、产品方面的发展十分迅速，IMO（International MaritimeOrganization，国际海事组织）制定了船舶安装AIS设备的时间表，要求国际航线300吨以上的船舶必须在2007年7月1日之前安装AIS船台，国内航线客船及500总吨以上船舶必须在2008年7月1日前安装AIS船台。为了加强对沿海航行安全管理、提高船舶安全航行技术条件、改善沿海通航秩序，中华人民共和国海事局于2005年10月14日发出《关于部分沿海航行船舶安装船载自动识别系统的通知》，要求沿海航行的所有客船，500总吨及以上的油船、化学品船、集装箱船必须于2006年4月30日之前配备AIS设备。我国内河AIS系统的建设己经在紧张的进行中，至2010年末，长江重庆以下江段的AIS基站将全部铺设完成。AIS系统中的每一个节点，都具有双向的通讯能力。从而为拓展应用提供了极大的方便。以AIS为基础的多种技术综合，已经成为国内外的研究热点。其中，以AIS和雷达、APPA技术的结合最为引人关注。

AIS是海事通信领域第一个VHF频段的纯数字通信系统，工作于87B与88B两个频道。为了有效地利用两个仅有的信道资源，AIS采用时分多址（TDMA）的方法，以1min为周期，将每个频点划分为2250个独立的时隙，称之为时分信道，每个时隙时长为26.667毫秒。内河AIS一条报文占用不超过5个时隙，持续时间短于133毫秒。IMO（国际海事组织）对AIS设备没有细致的规范，仅要求AIS系统在-107dBm信号场强下的误包率不高于20%。AIS发射的信号非常微弱，只有-100dBm到-110dBm之间，AIS接收机的灵敏度要求很高，在-107dBm信号场强下，误包率不高于20%，在-113dBm场强以上，均可以接收到AIS信号。经过初步试验，-107至-113dBm这个信号区间上，常见AIS接收机都是可以解调数据的，但掉包率逐渐增加，可见，AIS误包率与AIS信号场强有着直接关系。

AIS信号在传输过程中穿透性较好，其传播距离主要受地球曲率影响，在海面上传播距离一般为40km，因此，沿海AIS基站在布设时的间距一般在40km左右即可满足沿海海域的完全覆盖。当AIS引入到内河航运中时，由于受到内河地形限制和城区无线电杂波的影响，AIS信号传输距离达不到30km，在非城区航道及信号干扰小的条件下传输距离不超过20km，但是内河AIS基站在布设时采用的间隔依旧是40km，因此内河AIS基站的覆盖范围存在很多盲区。为了合理设置AIS基站密度，标定内河AIS基站的覆盖范围非常有必要，其核心内容在于测量特定地点的AIS信号场强。在无线电领域，通常的覆盖测试方法是测量足够多的点的实际场强值，一般单位为dBm。

然而，现在还没有能够检测AIS信号强度的检测装置，原因在于3点：第一，AIS采用时分多址的方法进行通信，一条AIS报文占用的时隙不超过5个，持续时长短于133毫秒，一般只有26.7毫秒，现有场强检测设备很难捕捉到AIS信号；第二，AIS信号发射机发射功率分为2W和12.5W两种，AIS的信号场强很微弱，因此，客观要求AIS接收器灵敏度非常高，在-107dBm信号场强下误包率不高于20%，在-113dBm信号场强下依旧可以接受到AIS信号，日常使用的场强测量仪器无法对微弱的AIS信号场强进行测量；第三，AIS信道是海事管理的重要信道，测量AIS信号覆盖的前提是不能干扰其正常运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种AIS信号场强测量装置和方法，可利用该装置和方法对AIS基站的性能进行评价。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：

一种测量AIS信号场强的装置，它包括控制模块、AIS信号发生模块和AIS接收机；

所述AIS信号发生模块包括：

用于产生模拟AIS信号的模拟AIS信号子模块、

用于模拟外界AIS信号干扰的模拟干扰信号子模块、

信号合路子模块；

所述模拟AIS信号子模块包括：

用于产生AIS基带信号的基带信号发生子模块、

用于将基带信号发生子模块产生的低频AIS基带信号调制为可控发射功率高频AIS信号的AIS高频信号调制子模块；

所述基带信号发生子模块包括：

用于产生AIS原始方波信号的波形发生器、

用于将AIS原始方波信号调制为低频AIS基带信号的GMSK调制模块；

所述AIS高频信号调制子模块包括：

用于将基带信号发生子模块产生的低频AIS基带信号调制为高频AIS信号的AIS信号VCO混频器、

用于放大AIS信号VCO混频器输出的AIS信号的AIS信号功率放大器、

用于调节AIS信号功率放大器输出AIS信号场强的AIS信号可调衰减模块；

所述波形发生器和AIS信号可调衰减模块由控制模块控制；

所述模拟干扰信号子模块包括：

用于产生原始波形的任意波形发生器、

用于将任意波形发生器产生的原始波形调制为可控发射功率白噪声的干扰信号调制子模块；

所述干扰信号调制子模块包括：

用于将任意波形发生器产生的波形调制为白噪声信号的噪声信号VCO混频器、

用于放大噪声信号VCO混频器输出信号的噪声信号功率放大器、

用于调节噪声信号功率放大器输出噪声信号场强的噪声信号可调衰减模块；

所述任意波形发生器和噪声信号可调衰减模块由控制模块控制；

AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号和噪声信号可调衰减模块输出的白噪声信号输入所述信号合路子模块；

所述AIS接收机统计接收到的AIS信号条数输入控制模块。

上述方案中，所述AIS高频信号调制子模块采用电磁封闭方式与外部隔离。

上述方案中，所述AIS信号VCO混频器输出的AIS信号场强为-70dBm。

上述方案中，所述AIS信号可调衰减模块输出信号场强调节范围为：-70dBm--101dBm。

利用上述方案测量AIS基站信号场强的方法，它包括以下步骤：

步骤（1）标定AIS接收机场强和误包率对应关系的步骤，具体为：

（1.1）控制模块控制模拟干扰信号子模块的任意波形发生器产生干扰波信号，并调节噪声信号可调衰减模块设定白噪声信号的场强；

（1.2）控制模块控制基带信号发生子模块的波形发生器产生AIS原始方波信号，并调节AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号场强；

（1.3）控制模块记录噪声干扰的场强、AIS信号场强和AIS信号发生模块发送AIS报文的数量；

（1.4）控制模块记录AIS接收机成功解析出的AIS报文数量；

（1.5）对比AIS信号发生模块发送AIS报文的数量和AIS接收机解析出的AIS报文数量，得出在特定强度噪声干扰和特定AIS信号场强下的AIS接收机接收报文的误包率；

（1.6）重复步骤（1.1）、（1.2）、（1.3）、（1.4）、（1.5）直至完成各设定信号场强下的测定；

（1.7）根据误包率和记录的信号场强建立AIS接收机在不同噪声干扰下场强和误包率对应关系；

所述步骤（1）中，AIS信号发生模块和AIS接收机之间通过馈线传输AIS信号；

步骤（2）测量的步骤，具体为：

（2.1）在被测AIS基站信号覆盖范围内选定测试点，测量该点的白噪声信号场强值；

（2.2）在测试点设置AIS接收机接收AIS基站发出的测试信号，通过比对AIS基站发送AIS报文的数量和AIS接收机接收AIS报文的数量，获得AIS接收机在该测试点的误包率；

（2.3）通过步骤（1）建立的不同噪声干扰下AIS接收机场强和误包率对应关系，得到该测试点的AIS信号场强值；

（2.4）重复步骤（2.1）、（2.2）、（2.3），测出多个测试点的AIS信号场强值，获得AIS基站的信号场强分布情况；

所述步骤（2）中，AIS基站与AIS接收机之间的信号传输采用无线连接方式。

本发明装置和方法的优点在于：可以在实验室或者现场对AIS接收机的场强-误包率关系进行标定，标定后的AIS接收机即可用于对AIS基站覆盖范围内信号场强的测量，可利用该装置和方法对AIS基站的性能评价提供可行的方法。

附图说明

图1是AIS系统的组成框图。

图2、3是本发明装置实施例结构框图。

图4是标定AIS接收机场强和误包率对应关系的步骤中，控制模块、AIS信号发生模块和AIS接收机连接示意图。

图5是基带信号发生子模块设计实现图。

图6是高频AIS信号调制子模块设计实现图。

图7是模拟干扰信号子模块设计实现图。

图8是信号合路子模块连接图。

图9是标定AIS接收机场强和误包率对应关系的步骤中，控制模块工作示意图。

图10是SAAB R40型AIS接收机在-90dBm噪声下场强-误包率对应关系图。

图11是本发明测量过程框图。

具体实施方式

如图2、3所示的本发明AIS信号场强测量装置实施例，它包括控制模块、AIS信号发生模块和AIS接收机3个部分。控制模块、AIS信号发生模块和AIS接收机的连接示意图如图4所示。控制模块控制AIS信号发生模块产生特定场强的AIS信号，产生的AIS信号经由馈线被AIS接收机接收，然后，控制模块通过串口连接AIS接收机，统计AIS接收机接收到的AIS信号数量，控制模块通过对比AIS信号发生模块产生的AIS信号条数和AIS接收机接收到的AIS信号条数来标定AIS接收机在某AIS信号场强下的接收误包率，标定完的AIS接收机可用于AIS基站信号场强的测量。

所述AIS信号发生模块包括：

用于产生模拟AIS信号的模拟AIS信号子模块、

用于模拟外界AIS信号干扰的模拟干扰信号子模块、

用于将模拟AIS信号子模块输出的AIS信号、模拟干扰信号子模块输出的干扰信号调制为一路AIS信号的信号合路子模块；

所述模拟AIS信号子模块包括：

用于产生AIS基带信号的基带信号发生子模块、

用于将基带信号发生子模块产生的低频AIS基带信号调制为可控发射功率高频AIS信号的AIS高频信号调制子模块；

所述模拟干扰信号子模块包括：

用于产生原始波形的任意波形发生器、

用于将任意波形发生器产生的原始波形调制为可控发射功率白噪声的干扰信号调制子模块；

所述模拟AIS信号子模块中的基带信号发生子模块包括：

用于产生AIS原始方波信号的波形发生器、

用于将AIS原始方波信号调制为低频AIS基带信号的GMSK调制模块；

所述模拟AIS信号子模块中的AIS高频信号调制子模块包括：

用于将基带信号发生子模块产生的低频AIS基带信号调制为高频AIS信号的AIS信号VCO混频器、

用于放大AIS信号VCO混频器输出的AIS信号的AIS信号功率放大器、

用于调节功率放大器输出AIS信号场强的AIS信号可调衰减模块；

基带信号发生子模块中的波形发生器和AIS高频信号调制子模块中的AIS信号可调衰减模块由控制模块控制；

所述模拟干扰信号子模块中的干扰信号调制子模块包括：

用于将任意波形发生器产生的波形调制为白噪声信号的噪声信号VCO混频器、

用于放大噪声信号VCO混频器输出的白噪声信号的噪声信号功率放大器、

用于调节噪声信号功率放大器输出白噪声信号场强的噪声信号可调衰减模块；

模拟干扰信号子模块中的任意波形发生器和干扰信号调制子模块中的噪声信号可调衰减模块由控制模块控制；

AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号和干扰信号可调衰减模块输出的白噪声信号输入所述信号合路子模块。

如图5所示，基带信号发生子模块的波形发生器在控制模块的控制下，产生AIS信号原始波形，即方波信号。携带AIS信息的原始方波信号经过GMSK调制功能模块进行调制处理，生成低频AIS基带信号。AIS基带信号的频率很低，只有9600波特率，电磁辐射性能差，无法对外发射，因此需要将基带信号交由AIS高频信号调制子模块进行调频处理才能对外发射。

如图6所示，AIS高频信号调制子模块包含AIS信号VCO混频器、AIS信号功率放大器和AIS信号可调衰减模块3个部分。VCO混频器的作用是将经过GMSK调制的低频AIS基带信号载波到甚高频段（161.975MHz和162.025Mhz），使之成为能够对外发射的高频AIS信号。高频AIS信号由功率放大器进行处理。由功率放大器处理后的高频AIS信号场强可以达到-70dBm，这个信号通过AIS信号可调衰减模块控制在-70dBm-（-101dBm）信号场强之间。由可调衰减模块输出的高频AIS信号进入信号合路子模块。AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号场强值由控制模块控制。所述AIS高频信号调制子模块需进行电磁封闭。

如图7所示，所述模拟干扰信号调制子模块包括：

用于产生原始波形的任意波形发生器、

用于将任意波形发生器产生的波形调制为白噪声信号的噪声信号VCO混频器、

用于放大VCO混频器输出的白噪声信号的噪声信号功率放大器、

用于调节功率放大器输出白噪声信号场强的噪声信号可调衰减模块；

白噪声信号主要是为了模拟真实环境中存在的对AIS信号有信号干扰的电磁波。控制模块控制任意波形发生器产生干扰原始波形。干扰原始波形产生后，由干扰信号调制子模块中的噪声信号VCO混频器进行处理，将干扰原始波形调制成为白噪声信号。白噪声信号经过噪声信号功率放大器处理，再由噪声信号可调衰减模块进行功率调整。

任意波形发生器和噪声信号可调衰减模块由控制模块控制；噪声信号可调衰减模块输出的白噪声信号输入所述信号合路子模块。

如图8所示，信号合路子模块的功能是将多路信号集中为一路信号。经过AIS信号可调衰减模块场强调节的AIS信号和经过噪声可调衰减模块场强调节的白噪声信号由信号合路子模块集成后，通过馈线连接到AIS接收机。这里之所以采用馈线直接连接AIS接收机，是因为如果采用AIS天线对外发射的方式向AIS接收机传输信号，信号场强的衰减是不可控的。

采用上述方案的AIS信号发生模块产生AIS信号的流程如下：

（1）基带信号发生子模块中的波形发生器在控制模块控制下产生AIS原始方波信号，原始方波信号由GMSK调制模块进行调制，转变为低频的AIS基带信号，低频AIS基带信号交由AIS高频信号调制子模块处理。首先，AIS基带信号由AIS信号VCO混频器进行调频处理，变为携带有AIS信息的高频AIS信号；然后，高频AIS信号由AIS信号功率放大器进行放大处理；最后，由功率放大器处理过的AIS信号由AIS信号可调衰减模块进行功率场强调节。

（2）模拟干扰信号子模块中的任意波形发生器在控制模块的控制下产生干扰波形，干扰波形交由干扰信号调制子模块处理。首先，干扰波由噪声信号VCO混频器进行调制处理，变为模仿自然界电磁辐射的白噪声信号；然后，白噪声信号由噪声信号功率放大器进行放大处理；最后，由功率放大器处理过的白噪声信号由噪声信号可调衰减模块进行功率场强调节。

（3）控制模块控制AIS信号可调衰减模块产生特定场强的AIS信号，控制模块控制噪声信号可调衰减模块产生特定场强的白噪声信号，两路信号由信号合路子模块合成为一路AIS信号。

如图9所示，控制模块控制AIS信号发生模块，设置白噪声信号场强，设置AIS报文产生频率与信号场强，并统计AIS信号发生模块产生的AIS报文条数。AIS信号发生模块产生对应的AIS信号，该信号通过馈线传输到AIS接收机。AIS接收机接收AIS信号发生模块产生的AIS信号，然后对接收到的AIS信号进行解析，AIS接收机对AIS信号的解析过程与AIS信号发生模块产生AIS信号的过程刚好相反。控制模块连接AIS接收机，统计AIS接收机成功接收到的AIS报文条数。

则利用所述装置测量AIS基站信号场强的大致流程如图11所示，具体方法和步骤如下：

步骤（1）标定AIS接收机场强和误包率对应关系的步骤，具体为：

（1.1）控制模块控制模拟干扰信号子模块的任意波形发生器产生干扰波信号，并调节噪声信号可调衰减模块设定白噪声信号的场强；

（1.2）控制模块控制基带信号发生子模块的波形发生器产生AIS原始方波信号，并调节AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号场强；

（1.3）控制模块记录噪声干扰的强度、AIS信号场强和AIS信号发生模块发送AIS报文的数量；

（1.4）控制模块记录AIS接收机成功解析出的AIS报文数量；

（1.5）对比AIS信号发生模块发送AIS报文的数量和AIS接收机解析出的AIS报文数量，得出在特定强度噪声干扰和特定AIS信号场强下的AIS接收机接收报文的误包率；

（1.6）重复步骤（1.1）、（1.2）、（1.3）、（1.4）、（1.5）直至完成各设定信号场强下的测定；

（1.7）根据误包率和记录的信号场强建立AIS接收机在不同噪声干扰下场强和误包率对应关系；

如图4所示，所述步骤（1）中，AIS信号发生模块和AIS接收机之间通过馈线传输AIS信号。

步骤（2）测量的步骤，具体为：

（2.1）在被测AIS基站信号覆盖范围内选定测试点，测量该点的白噪声信号场强值；

（2.2）在测试点设置AIS接收机接收AIS基站发出的测试信号，通过比对AIS基站发送AIS报文的数量和AIS接收机接收AIS报文的数量，获得AIS接收机在该测试点的误包率；

（2.3）通过步骤（1）建立的不同噪声干扰下AIS接收机场强和误包率对应关系，得到该测试点的AIS信号场强值；

（2.4）重复步骤（2.1）、（2.2）、（2.3），测出多个测试点的AIS信号场强值，获得AIS基站的信号场强分布情况；

所述步骤（2）中，AIS基站与AIS接收机之间的信号传输采用无线连接方式。

采用上述装置和方法对AIS接收机在特定噪声环境下各种AIS信号场强下的误包率进行标定，由此得到该AIS接收机在不同噪声干扰下误包率与信号场强的对应关系。图10为采用上述标定方式绘制的SAAB R40型号AIS接收机在-90dBm噪声信号下AIS场强-误包率曲线。在标定出不同噪声干扰下AIS接收机的场强-误包率关系曲线后，在户外条件下测量AIS基站在某点的信号场强，即转化为测量该点的白噪声信号场强值和AIS接收机接收基站AIS信号的误包率，从而解决了AIS信号场强难于测量的问题。

本发明实施例的优点在于：

1、对于大样本的实验，AIS接收机在特定的环境噪声和AIS信号场强下AIS报文接收误包率是恒定的，通过测试AIS基站信号覆盖范围内某点的环境噪声场强和AIS接收机报文误包率即可获知该点信号场强值。

2、对于特定的AIS基站与接收机，测试接收机在基站覆盖范围内某点的误包率是非常容易的。同时，环境白噪声场强的测量也有成熟的装置和方法。剩下的关键问题为，标定某一型号接收机在特定噪声环境下，对于不同AIS信号场强的误包率，即绘制该型号接收机在特定强度的噪声环境下误包率-场强关系曲线。

3、本发明所提的AIS基站场强信号测量装置中，AIS接收机可以是任意型号。由于环境白噪声和温湿度等的影响和电子设备本身硬件特征的不确定性，任何AIS接收机的误包率-场强关系曲线在不同的环境、地点和时间下都有可能发生改变，因此，在使用某型号的AIS接收机做AIS基站场强信号覆盖测量时，必须首先对该接收机进行特定环境下的误包率-场强关系进行标定。

可以在实验室或者现场对AIS接收机的误包率-场强关系进行标定，标定后的AIS接收机即可用于对AIS基站覆盖范围内信号场强的测量。

在本发明装置中，AIS接收机可以是任意型号的AIS设备。本发明装置采用AIS信号发生模块，而不直接使用AIS发射机作为AIS信号源的原因在于，任何AIS发射机都无法产生测试所需要的微小信号，且通常无良好的信号屏蔽处理，使得AIS发射机在没有功率放大器的介入下，仅仅因其频率合成器，就可在100米范围内产生-70dBm左右的信号强度，远远大于远距离情况下的AIS实际接收信号场强值。因此，本发明装置在AIS信号发生模块中引入基带信号发生子模块与AIS高频信号调制子模块，用于调制任意强度的AIS测试信号。

本发明提供的设备主要优点有：

（1）提供了微弱AIS信号场强的测量方法。

（2）提供了AIS基站的性能评价方法。

Claims (5)

1.一种测量AIS信号场强的装置，它包括控制模块、AIS信号发生模块和AIS接收机，其特征在于：

所述AIS信号发生模块包括：

用于产生模拟AIS信号的模拟AIS信号子模块、

用于模拟外界AIS信号干扰的模拟干扰信号子模块、

信号合路子模块；

所述模拟AIS信号子模块包括：

用于产生AIS基带信号的基带信号发生子模块、

用于将基带信号发生子模块产生的低频AIS基带信号调制为可控发射功率高频AIS信号的AIS高频信号调制子模块；

所述基带信号发生子模块包括：

用于产生AIS原始方波信号的波形发生器、

用于将AIS原始方波信号调制为低频AIS基带信号的GMSK调制模块；

所述AIS高频信号调制子模块包括：

用于将基带信号发生子模块产生的低频AIS基带信号调制为高频AIS信号的AIS信号VCO混频器、

用于放大AIS信号VCO混频器输出的AIS信号的AIS信号功率放大器、

用于调节AIS信号功率放大器输出AIS信号场强的AIS信号可调衰减模块；

所述波形发生器和AIS信号可调衰减模块由控制模块控制；

所述模拟干扰信号子模块包括：

用于产生原始波形的任意波形发生器、

用于将任意波形发生器产生的原始波形调制为可控发射功率白噪声的干扰信号调制子模块；

所述干扰信号调制子模块包括：

用于将任意波形发生器产生的波形调制为白噪声信号的噪声信号VCO混频器、

用于放大噪声信号VCO混频器输出信号的噪声信号功率放大器、

用于调节噪声信号功率放大器输出噪声信号场强的噪声信号可调衰减模块；

所述任意波形发生器和噪声信号可调衰减模块由控制模块控制；

AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号和噪声信号可调衰减模块输出的白噪声信号输入所述信号合路子模块；

所述AIS接收机统计接收到的AIS信号条数输入控制模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述AIS高频信号调制子模块采用电磁封闭方式与外部隔离。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于：所述AIS信号VCO混频器输出的AIS信号场强为-70dBm。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述AIS信号可调衰减模块输出信号场强调节范围为：-70dBm--101dBm。

5.利用如权利要求1所述的装置测量AIS基站信号场强的方法，它包括以下步骤：

步骤（1）标定AIS接收机场强和误包率对应关系的步骤，具体为：

（1.1）控制模块控制模拟干扰信号子模块的任意波形发生器产生干扰波信号，并调节噪声信号可调衰减模块设定白噪声信号的场强；

（1.2）控制模块控制基带信号发生子模块的波形发生器产生AIS原始方波信号，并调节AIS信号可调衰减模块输出的AIS信号场强；

（1.3）控制模块记录噪声干扰的场强、AIS信号场强和AIS信号发生模块发送AIS报文的数量；

（1.4）控制模块记录AIS接收机成功解析出的AIS报文数量；

（1.5）对比AIS信号发生模块发送AIS报文的数量和AIS接收机解析出的AIS报文数量，得出在特定强度噪声干扰和特定AIS信号场强下的AIS接收机接收报文的误包率；

（1.6）重复步骤（1.1）、（1.2）、（1.3）、（1.4）、（1.5）直至完成各设定信号场强下的测定；

（1.7）根据误包率和记录的信号场强建立AIS接收机在不同噪声干扰下场强和误包率对应关系；

所述步骤（1）中，AIS信号发生模块和AIS接收机之间通过馈线传输AIS信号；

步骤（2）测量的步骤，具体为：

（2.1）在被测AIS基站信号覆盖范围内选定测试点，测量该点的白噪声信号场强值；

（2.2）在测试点设置AIS接收机接收AIS基站发出的测试信号，通过比对AIS基站发送AIS报文的数量和AIS接收机接收AIS报文的数量，获得AIS接收机在该测试点的误包率；

（2.3）通过步骤（1）建立的不同噪声干扰下AIS接收机场强和误包率对应关系，得到该测试点的AIS信号场强值；

（2.4）重复步骤（2.1）、（2.2）、（2.3），测出多个测试点的AIS信号场强值，获得AIS基站的信号场强分布情况；

所述步骤（2）中，AIS基站与AIS接收机之间的信号传输采用无线连接方式。

Images