甚高频数据交换系统(VDES)综述
甚高频数据交换系统(VDES)在航海保障体系中的应用探讨
梁正(交通运输部北海航海保障中心.天津300222)摘要：本文梳理了VDES的国内外发展现状，介绍了VDES的技术要求及工作原理，阐述了VDES的优势,探讨了VDES在航海保障体系中的应用。
关键词：VDES；航海保障；通信0引言VDES(甚高频数据交换系统)是未来海上通信的重要通信手段。
VDES是由AIS、ASM、VDE和卫星等部分组成，VDES频道范围包括VHF通道24、84、25、85、26、86、27和28,频段范围包括157.200—157.325MHz和161.800—161.925MHz,可以有效缓解现有AIS数据通信的压力.为保护船舶航行安全提供有效的辅助手段.同时也将全面提升水上数据通信的能力和频率使用效率，对推动水上无线电数字通信产业发展有重要意义。
1VDES背景及现状随着通信技术的不断发展.现代通信系统的主流已经由固定通信系统转向无线通信系统，VDES应运而生，目前处于技术规格、操作特性等技术指标以及覆盖范围预测、卫星下行链路操作和分析等技术标准的制定过程中，VDES及相关技术研究正在进行中。
目前.国际海事组织各成员国、国际各大航运电子企业都非常重视VDES研究，并积极跟进和参与VDES技术研究和标准制定。
澳大利亚海事安全局(AMSA)在布里斯班进行VDES实验，通过采用Preliminary Draft New Recommendation(PDNR)ITU-R M.fVDES］技术规范中建议的多种调制系统收集试验数据。
实验的重点是测试PDNR ITU-R MJVDES］中定义的VDE地面物理层组件的性能。
美国的海岸警卫队(USCG)研究AIS,RBN/DGPS.LRIT系统的推进和技术引导.承担IALA海上用户需求调研和分析。
建设了PORTS系统.进行海洋环境和航海环境的监测、信息服务。
日本海岸警卫队则从事海上e-航海技术研究，首先提出了一项制定“海上电子导航支持系统标准(ENSS)"的建议案，并在IALA大会上进行了详细的讲解。
浅谈 VDES 及北方海区示范工程陆基建设
浅谈 VDES 及北方海区示范工程陆基建设摘要：本文介绍了船舶通信的发展历程，解释了AIS在现阶段应用中的局限性，介绍了VDES产生的历程和设计的目的，通过对VDES实现基础的讨论，引入北方海区VDES示范工程岸基建设。
1.VDES产生的过程从二十世纪初，船舶位置信息主要依靠雷达系统的扫描提供，雷达受其他物体遮挡以及其自身通信延迟大、定位精度不准确和信息内容不全面等局限性，海运行业迫切需要一种新的通信系统，用来准确报告船舶的位置并具备船舶的航速、身份、方向等信息，能实时跟踪船舶的动态，用来港口管理、船舶之间交换信息、船舶导航和避免碰撞，而且需要支持询问或指定方式，尽量的避免人工操作的干扰。
随着SOTDMA技术的不断成熟和发展，使得每个AIS设备的时间一致且同步，这才使得基于VHF频段的船舶与岸基通信系统诞生，即AIS（船舶自动识别系统）。
随着AIS被推广和需求的不断增长，越来越多种类的信息需要在船、岸和船、船、之间传送，这些信息包括水文气象、海图、航警和港口作业信息等等，本来主要为船舶识别和避免碰撞服务的系统被这些信息挤占通信链路空间，成为了船岸之间主要的数据通信链路。
AIS在频带占用率超过50%时，会导致传输的数据严重堵塞，影响航行安全。
在一些繁忙的港口如墨西哥北部湾港口，VHF频段占用率已经超过64%，此时导致69%的重要信息丢失，已经严重影响数据的通信。
在这样的背景下，国际海事组织（IMO）才意识到要为AIS分配新的频带资源和调整相关的规则。
国际航标协会（IALA）和国际电信联盟（ITU）于2013年提出甚高频数据交换系统（VDES）概念，建议将VDES作为e-航海的主要通信链路并获得IMO的认可，VDES将是未来沿海通信的重要通信手段。
2.VDES的概念和目的VDES主要包含了三项功能，分别是AIS、ASM（特殊应用报文）和VDE（宽带甚高频数据交换），在这三项功能中AIS是基础，VDES也会首先保证AIS 的功能，在保护AIS现有功能的同时，通过增加ASM和VDE这两项功能，丰富了VDES的业务，也强化船舶通信在数据传输方面的能力，另外，它还支持并服务于modernized GMDSS（GMDSS现代化）、e-Navigation（电子导航）、enhanced maritime communication（增强海事系统）。
VDES对VTS服务影响初探
信息服务、助航服务、交通组织服务及 联 合服 务 等，通 过 提 供 服 务 保 障航 行 安全和港口运营效率。VDES的介入， V T S 与船舶之间形成 如图2的通信系 统，V TS服务内容和服务方面将会有 较大的改变。
（1）从信息服务方面来看。这是 V T S最 为主要也是 必 须提 供的服 务， 手段 主要是V H F、NAV T E X等，服 务 内容主要是涉及公共交 通安 全的信 息。以上信息如果采用ASM或者数据 链路的方式提供，不仅可以减少V TS VHF呼叫量从而降低频道负载，而且 以图文方式发送的信息内容准确且可 保存供需要时查询。比如播发的航行 警告含有外语、经纬度等复杂信息，说 错、听 错的可能性较高，但是如通 过 ASM以报文播发，船方接只收文字信 息，信息准确简单，如果 采用数 据通 信，可以 直 接 将 有关 信息 叠 加 到 船上 相关系统（如ECDIS）中。船方也可以 向V TS中心发送确认指令，这样可以 确 保 信息 周知 。对 特 定 船 舶 的 警 告、 建议性指令等语音难以说简短描述清 楚的信息，采用图片或者数据的方式， 船方 将 会 很容 易 明白自身 的 处 境 ，有 效化解危险局面。另外，信息服务除了 V TS本身主动提供之外，还具备应船 舶 请求 的咨询 服 务，在 提 供 此 类 的 服 务 过 程中，由于 通 信 途 径 的 增 加 将 使
VDES对VTS服务影响初探
◎ 刘国康 郑舒蔓 东海航海保障中心厦门通信中心
摘 要：VDES系统除了保留了AIS的功能以外，还增加了ASM和DES功能，VDES系统能够提供远 多于AIS系统的数据信息，并能实现船-岸之间的数据通信。从VTS的角度来说，VTS中心获取的 信息以及与船舶沟通的方式都将发生很大的改变，本文就针对VDES系统对VTS对船舶提供服务 方面可能产生的作用进行初步探讨和分析。
vdes标准
vdes标准VDES（VHF Data Exchange System，甚高频数据交换系统）是一种水上无线电数字通信标准，是在国际电信联盟的2012年世界无线电通信（WRC-12）大会后提出的，并于2015年世界无线电通信大会（WRC—15）上，由162个成员国及136个国际组织和团体共同审议确定的。
VDES在集成了现有AIS功能的基础上，增加了特殊应用报文（ASM）和宽带甚高频数据交换（VDE）功能。
它旨在有效缓解现有AIS数据通信的压力，为保护船舶航行安全提供有效的辅助手段，同时也将全面提升水上数据通信的能力和频率使用效率，对推动水上无线电数字通信产业发展有重要意义。
VDES标准包括AIS、ASM和VDE三个主要功能。
AIS用于传输船舶身份、位置报告、航行状态、搜寻和救援等信息；ASM用于传输除船舶位置信息和航行状态信息外的其它非导航安全信息，如水文、气象等信息；VDE是VDES的核心功能，是VDES实现高带宽数据通信基础，可以传输多种结构的信息。
VDES有三大显著特点：一是频段专用有保障，系统对船舶位置报告和安全性相关信息给予最高优先级，辟专用频段保障信息传输；二是收发兼可不被动，VDES的使用更灵活，使用者可根据需要主动向其他船舶、港口、海图信息中心等推送或者索取信息；三是速度提升有效率，VDES依托信道调整使得信息传输速度大大提升，例如一张约300k的图片传输，以现有的AIS调制技术需用时数分钟，而在VDES系统中大约只需2—3秒。
VDES的实施计划分为四个阶段：第一阶段是AIS运行在ITU.R M.1371-5关于AIS频率的定义上，而沿海站使用ASM和VDE频率用于语音VHF；第二阶段是建立VDE陆基信道，实现AIS + VDE地面初始运行能力；第三阶段是建立VDE陆基+ASM信道，实现VDES地面初始运行能力；第四阶段是完成VDE陆基、天基+ASM信道构建，实现VDES全面的操作能力。
甚高频数据交换系统频率分配方案及防干扰措施
换，并潜在支持 Ｇ ＭＤ Ｓ Ｓ 现代化。Ｖ Ｄ Ｅ Ｓ 可 以促进 有 关航海 安全 、海 洋环境 保 护 、提 高航 运效 率和 其 他方面的应用发展 。Ｖ Ｄ Ｅ Ｓ 将会对海上信息服务、
２ ０ ２ ４ ２０ ８ ４
表 １ 频率分配方案
１ ０ ２ ４ １ ０ ８ ４ ｌ Ｏ ２ ５ ｌ ０ ８ ５ １ Ｏ ２ ６ １ ０８ ６ ２ ０ ２ ５ ２ ０８ ５ ２ ０ ２ ６ ２ ０ ８ ６ ２ ０ ２ ７ ＡＩ Ｓ１ ２ ０ ２ ８ ＡＩ Ｓ２
１ Ｖ ＤＥ Ｓ频 率分 配方 案 ２ ０ １ ５年世 界 无线 电通信 大会 上 ，为实现 ＶＤ Ｅ 数 据传 输 需求 ，在 原附录 １ ８频 道分 配 的基础上 ， 确 定 了 ＶＤ Ｅ Ｓ频 率 分配方 案 ， 这 里对 该方 案做 一介
绍 分析 。
Ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉ ｆ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ）的 Ⅵ ｛ Ｆ数据 链路 中 出现 的过 载现 象 ，同时 为 Ｅ 航海 提供 更广 泛 的无 缝 数据 交
消息 都将 被划 分到 ＡＳ Ｍ 系统 ；
３ ）Ｖ ＤＥ：Ｖ ＤＥ较 ＡＩ Ｓ和 ＡＳ Ｍ 有更 高 的数据
据 交换 Ｖ ＤＥ和 卫星 。组 成如 图 １ 所示。 １ ）ＡＩ Ｓ ：ＡＩ Ｓ主 要提 供船 舶鉴 别 、位 置报 告和 跟 踪 、搜 寻 以及搜 救等 信息 。通信 频道 有 ：ＡＩ Ｓ １ 、
ＶＨＦ数据 交换 系统 Ｖ ＤＥ Ｓ （ Ｖ ＨＦ Ｄａ ｔ ａ Ｅ ｘ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ）是 由 Ｌ Ａ Ｅ航海 委 员会提 议 ，被 Ｉ Ｔ Ｕ、 Ｉ ＭＯ 和其 他组 织广 泛认 可 的理念 。 Ｖ ＤＥ Ｓ发 展 的初
基于专利分析的星地一体化甚高频数据交换系统技术发展研究
PACE SYSTEM AND TECHNOLOGY航天系统与技术基于专利分析的星地一体化■ 中国航天系统科学与工程研究院王永芳上海航天电子技术研究所范志英李洪星©I甚高频数据交换系统（VDES ）,属于第三代海事通信系统，其主要针对传纟：^舶自动识别系统（AIS ）进行加强和升级，可以在全球范围内的海事甚高频移动波段上提供更强的数据交换能力。
VDES 系统在采用长距离船舶自动识别系统（LAIS ）提高星载AIS 系统检测性能的同时，可以为电子航海和全球海上遇险与安全系统（GMDSS ）提供可靠的AIS 信息；同时特殊应用信息（ASM ）可以为GMDSS 和电子航海提供高可靠性的消息服务；最为重要的是，VDES 系统可以为船舶提供真正的 数据交换业务，保证船-船、船-岸间实时可靠的数据交换与广播服务。
研究新一代的VDES 系统对保障海上航行安全、实现全球航海信息资源的利用与共享、促进航 运事业发展起着至关重要的作用。
为了全面了解全球VDES 系统关键技术的发展情况，本文基于德温特全球专利检索数据库，针对VDES 系统关键技术进行专利检索，共获取了 227项相关专利。
基于上述全球专利数据，从时间、技术、地域等多个维度开展全面的专利分析研究，挖 掘专利数据中的技术发展动态，洞察技术发展方向，掌握全球专利布局现状，从而为我国VDES 系统建设提供支撑，为我国企业进行技术发展和全球专利布局提供参考。
一发展趋势分析按照专利的最早优先权年对本项目筛选 后的专利申请量进行统计，得到如图1所示的 专利申请趋势分析图。
从图1可以看出，星地一体化VDES 系 统关键技术领域内的专利申请从20世纪90年 代末开始出现，可将专利申请趋势划分为2个主要阶段，分别为萌芽期（1990-2002年）、发展期（2003-2018年）。
屮國航只2019年 第6期"(%)航天系统与技术39图1全球专利申请趋势分析图1萌芽期在萌芽期(1990-2002年),相关专利申请量较少，年均申请量低于5项。
一种基于海上甚高频数据交换系统(VDEs)的自适应QAM改进算法
一种基于海上甚高频数据交换系统（VDEs）的自适应QAM改进算法作者：刘侠郑建道张伟胡勤友来源：《科技视界》2018年第36期【摘要】由于传输速率较低的低阶调制能够保障可靠传输，而传输速率较高的高阶调制能够提升系统容量，对于海上甚高频时变衰落的无线信道，我们需要折中考虑数据传输速率和误码率，因此本文提出一种自适应子带划分的多进制QAM算法（ASD-MQAM），根据当前信道的状态自适应地选择合适的不同进制QAM调制方式，以适应信道动态变化、优化发射功率，提高海上VDEs通信系统的性能。
【关键词】海上甚高频；甚高频数据交换系统；正交幅度调制；自适应子带划分中图分类号：TN929.5 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）36-0075-003DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2018.36.032An Enhanced Adaptive QAM Algorithm for Maritime VHF Data Exchange System （VDEs） LIU Xia ZHENG Jian-dao ZHANG Wei HU Qin-you（Merchant Marine College，Shanghai Maritime University， Shanghai 201306， China）【Abstract】For the Low-order modulation with low transmission rate provides reliable transmission，and the high-order modulation improves the system capacity， we need to compromise the data transfer rate and BER in VHF time-varying fading wireless channels.In this paper，we propose the multi-band QAM algorithm based on an adaptive sub-band division （ASD-MQAM）.According to the current state of channels， the ASD-MQAM can select the appropriate Multi-band QAM modulation in order to meet the channel’s dynamic changes and optimize the transmit power.The simulation results show that the proposed algorithm can improve the performance of the maritime VDEs communication system.【Key words】Maritime VHF； VDEs； QAM； Adaptive sub-band division0 引言2015年10月国际电信联盟发布《水上移动频段内的VHF数据交换系统的技术特性》，即ITU-R M.2092-0建议书[1]，根据水上甚高频数据交换系统（VDEs）业务类型的不同特性，划分为VDES的应用特定消息、VDEs的地面部分通信、VDEs的卫星下行链路三方面的技术特性要求和建议。
浅析甚高频数据交换系统
浅析甚高频数据交换系统
浅析甚高频数据交换系统
樊霞;卢道琦;张兴来
【期刊名称】《数字通信世界》
【年(卷),期】2016(000)011
【摘要】随着软件无线电技术的发展、E-航海概念的引入,使航运业对水上无线电通信数字化、高速化、宽带化的要求越来越高,甚高频数据交换系统(VDES)是国际航标协会航海委员会提出的,VDES对于海上信息服务有重要意义,包括海上救援和海上交通,是E-航海的关键所在.本文通过研究国际重要会议的相关提案,对VDES的提出背景、组成内容及实施路线进行了整理阐述.
【总页数】1页(2)
【关键词】甚高频数据;交换系统
【作者】樊霞;卢道琦;张兴来
【作者单位】北海航海保障中心天津通信中心,天津300456;北海航海保障中心天津通信中心,天津300456;北海航海保障中心天津通信中心,天津 300456
【正文语种】中文
【中图分类】F621
【相关文献】
1.甚高频数据交换系统频率分配方案及防干扰措施[J], 王凌燕; 刘宝安
2.甚高频数据交换系统技术研究现状及发展建议[C], Jianwen CAO; 曹建文; Yun XIA; 夏耘; Feng ZHANG; 张凤; Saili TANG
3.甚高频数据交换系统技术研究现状及发展建议 [J], 张梦爽
4.甚高频数据交换系统(VDES)在航海保障体系中的应用探讨[J], 梁正。
海上甚高频数据交换系统(VDES)建设与思考
海上甚高频数据交换系统（VDES）建设与思考伍爱群1，叶曦2，杜璞玉2，蒯震华2，黄硕2（1.上海航天信息科技研究院；2.中国航天科技集团有限公司第八研究院第八〇四研究所）2012年11月，党的十八大报告提出“建设海洋强国”，标志着中国对海洋的发展规划正式上升到了国家战略层面。
2017年10月，在党的十九大报告中，习近平总书记明确提出“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”的要求。
2013年9月和10月,国家主席习近平在出访中亚和东南亚国家期间,先后提出共建“丝绸之路经济带”和“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“一带一路”)的重大倡议,得到国际社会高度关注。
无论是加快建设海洋强国还是共建“一带一路”，安全、高效的海上信息服务保障体系是必要基础条件之一，必须优先发展海上安全保障通信体系，提供先进的海洋信息获取及传输方式。
一、建设VDES系统的背景和必要性频繁的船舶相撞事故，对船舶自动识别系统（AIS）提出了改进的迫切需求。
2018年1月6日，巴拿马籍13万吨超级油船“S A N C H I”轮与香港籍散货船“长峰水晶”轮在长江口以东160海里发生碰撞，32名船员失联。
2018年1月20日，广东阳江籍钢质渔船“粤阳东渔12158”与新加坡籍集装箱船“SATSUKI”轮在广东珠海高栏岛正南方的46海里处发生碰撞，“粤阳东渔12158”沉没，船上13人落水，7人获救，6人失踪。
2018年2月2日上海籍油船“沪油18”轮与舟山籍油船“百通8”轮在浙江舟山海域发生碰撞。
海洋运输的日益频繁，使得全球使用AIS系统的两个VHF频段25KHz带宽的信道日益拥挤，国际党的十九大报告提出“加快建设海洋强国”战略发展要求。
建立安全、高效、自主可控的海上信息服务保障体系迫在眉睫。
甚高频数据交换系统（VDES）作为下一代海事通信系统，可提供全天时、全天候的甚高频数据通信、数据采集和海上物联等信息管控及服务，应用前景极为广阔。
本文在对VDES系统国内外发展现状与趋势进行梳理的基础上，研究提出了VDES系统建设的对策建议。
甚高频数字交换系统发展现状及推进工作建议
为保障船舶交通安全，满足日益增长的海上通信需求、缓解船舶自动识别系统（AIS ）链路数据压力、全面提升海上通信网络性能，甚高频数字交换系统（VDES ）应运而生，VDES作为AIS的增强版和升级版，自2013年由国际航标协会（IALA）提出以来，便引起学术界、海事部门的广泛关注。
经过多年的发展，VDES进入全球海上遇险与安全系统（GMDSS）基本已成为定局，在这种趋势和背景下，分析探讨我国VDES系统建设实施思路显得十分重要，可有效指导我国VDES建设，也是对“交通强国”和“海洋强国”战略实施的重要支撑。
一、ＶＤＥＳ架构VDES系统建立地面与卫星两大系统，不仅能满足当前地面船—船、船—岸之间的数据交换，大大增强现有水上无线电信息通信能力，还将在技术和频谱资源方面，为未来进一步实现卫星与船舶之间的远程双向数据交换预留空间。
VDES地面系统由岸基部分和船载部分组成。
其中，Ｔｈｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ｏｆ ＶＨＦ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｗｏｒｋ Ｃａｒｒｙｉｎｇ ｏｕｔ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ甚高频数字交换系统发展现状及推进工作建议王福斋1，胡 青2，姚高乐3，易中立1王福斋，交通运输部规划研究院安全所副所长，高级工程师，国家注册咨询工程师、国家注册安全工程师、交通运输部青年科技英才，交通运输部北斗系统应用专家组专家、交通运输部高分系统应用专家组专家、交通运输部交通战备专家、交通运输部科技专家库专家、科技部天地一体化专项专家、中国航海学会通信导航分委会委员、中国水运建设行业协会科技创新分委会委员、交通运输部海事局航海保障分委会专家、澳门城市大学特聘顾问。
主要从事交通安全、交通应急、通信导航规划研究等工作和海事系统、救助打捞、长江航务以及部直属单位建设项目可行性研究、设计、后评价、项目管理、技术服务和系统集成等工作。
我国甚高频数字交换系统建设思路研究
DOI 编码：10.13646/ki.42-1395/u.2021.01.030我国甚高频数字交换系统建设思路研究王福斋'，胡青2,姚高乐3,易中立11 VDES 岸基系统建设思路作为新生事物，我国V DES 岸基系统的建设宜按照 “突出重点，分布实施”的原则，按沿海重点水域到一般水域的思路推进，相对一定时期暂不考虑内河VDES 岸基网络系统的建设。
作为VDES 岸基网络系统组成部 分的基站、承载网、核心网和网管系统，应统一规划，同步实施。
当前我国沿海岸基船舶自动识别系统（英文 简称AIS ）基站使用年限普遍超过了10年，部分使用 期限已达15年，主体设备已逐渐老化，天津海事局曾在2017年对AIS 基站系统进行抽样检测，发现老化岸 基系统信号发射功率和接收机灵敏度等参数明显下降，影响AIS 岸基系统接收效果，同时对虚拟航标效能产生 负面影响。
无论从现有设备的更新换代，还是对未来VDES 系统的提前布局来说，均有必要分阶段、有步骤的推进V DES 基站系统的建设,本文提出“三步走”建议。
1.1第一阶段2021年-2023年，开展V DES 系统示范工程建设。
本阶段选取1-2个沿海重点水域作为试点，部署的国产VDES 基站和原有AIS 基站并网运行，直至VDES 国产（1.交通运输部规划研究院，北京100028;2.大连海事大学，辽宁大连116026;3.交通运输部北海航海保障中心，天津300455）摘 要：结合国际国内技术发展现状和趋势，立足我国实际情况和“信息系统自主可控”的总体目标，从V D ES 基站、 承载网、核心网、网管系统及其他设施五个层面提出我国甚高频数字交换系统VDES 的建设思路。
关键词：VDES;基站；承载网；核心网；网管系统中图分类号：TP311文献标识码：A文章编号：1006—7973 （ 2021）01-0083-022017年，国际海事组织（IMO ）导航、通信和搜救分委会（NCSR ）第4次会议审议通过了《全球海上遇险与安全系统（英文简称GMDSS ）现代化计划草案》， 该草案提出：“甚高频数字交换系统（VDES ）不仅能实现船与船、船与岸之间的数据交换，还为未来实现卫星与船舶的远程双向数字通信预留了空间。
AISVDES技术在着陆搜救系统中应用的初步分析
网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software EngineeringAIS/VDES 技术在着陆搜救系统中应用的初步分析周少骞'李强'王剑' 刘虎林'（1.上海航天电子技术研究所上海市201 1092.北京跟踪与通信技术研究所北京市100080 ）摘要：本文结合AIS/VDES 技术的特点和现有着陆搜救系统的局限性，对该技术在着陆搜救系统中应用的必要性、可行性和难点进 行了初步分析，提供了一种增强着陆搜救系统性能和可靠性的思路.关键词：AIS 技术；VDES 技术；S0TDMA;返回舱；着陆搜救系统；406国际救援信标；北斗短报文系统AIS （Aotomatic Identification System ）船舶自动识别系统是由 国际海事组织IMO 、国际航标协会IALA 、国际电信联盟ITU-R 于2000年开始共同推广，在甚高频海上移动频段采用SOTDMA 自组织时分多址接入技术实现船舶自动识别、导航和通信功能的助航电子系统。
可在船■船和船-岸之间自动交换来自船舶传感器（陀螺 罗经、GNSS 设备、回旋速率指示器等）的船舶信息（动态数据）、人工输入的静态信息（船舶长度和宽度等）和航次相关信息（船舶吃水、目的港、货物等）。
VDES （VHF Data Exchange System ）甚高频数据交换系统是AIS 系统的升级系统，于2015年世界无线电通信（WRCJ5）大会上经162个成员国和136个国际组织和团体审议通过确定。
VDES系统在AIS 系统的基础上增加了 LAIS （Long Range AIS ）远距离船舶自动识别系统、ASM 特殊应用报文系统和VDE 系统。
VDES系统在确保船舶位置、安全信息最高优先级传输的基础上将水文、 气象等信息通过ASM 系统传输，其余信息通过VDE 系统传输，不 仅拓宽了 AIS 系统的收、发频带资源，还将船舶的信息交互由船■船、船■岸之间拓展到了船■星之间，使船舶信息的海天地实时互联成为可能。
谈甚高频数字交换系统（VDES）
谈甚高频数字交换系统（VDES）巩海方【摘要】文中回顾了船舶通信的历程，分析了AIS系统在远洋航行中的局限性，引入了VDES（甚高频数据通信系统），并介绍了ASM、路基VDE、天基VDE 等概念，最后总结了AIS+ASM--数据流的集成功能，从而为解决远洋航行问题提供可借鉴的经验。
%The paper reviews the history of ship correspondence and analyzes the limitations of AIS system in oceangoing voyages. It introduces VHF digital exchange system (VDES), presents such concepts as ASM, road-based VDE, air-based VDE, etc, and summarizes the integration function of AIS+ASM data flow, in the hope of providing reference for oceangoing voyages.【期刊名称】《中国海事》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】3页(P53-55)【关键词】AIS;频道;ASM;VDES;数据流【作者】巩海方【作者单位】北海航海保障中心，天津 300456【正文语种】中文【中图分类】U675.7520世纪初，船舶通信主要靠雷达扫描系统，雷达船位和航向的变化数据延迟大；雷达受遮挡的影响；雷达不能准确测定目标大小；雷达信息不够丰富（航首向，对地航向，标志，转向率等）；雷达跟踪目标受其他临近船只的干扰。
但海运系统要求自身传感器系统要具备船速、位置、方向、身份等准确信息，以此准确跟踪、区分船只；同时要求通信系统为自组织通信，使用港口支持询问或者指定方式；并尽量减少人工干预；主要应用在船舶避免碰撞、港口管理、船只之间或和口岸交换信息、导航信息。
一种基于海上甚高频数据交换系统(VDEs)的自适应QAM改进算法
一种基于海上甚高频数据交换系统(VDEs)的自适应QAM改进算法LIU Xia;ZHENG Jian-dao;ZHANG Wei;HU Qin-you【摘要】由于传输速率较低的低阶调制能够保障可靠传输,而传输速率较高的高阶调制能够提升系统容量,对于海上甚高频时变衰落的无线信道,我们需要折中考虑数据传输速率和误码率,因此本文提出一种自适应子带划分的多进制QAM算法(ASD-MQAM),根据当前信道的状态自适应地选择合适的不同进制QAM调制方式,以适应信道动态变化、优化发射功率,提高海上VDEs通信系统的性能.【期刊名称】《科技视界》【年(卷),期】2018(000)036【总页数】3页(P75-77)【关键词】海上甚高频;甚高频数据交换系统;正交幅度调制;自适应子带划分【作者】LIU Xia;ZHENG Jian-dao;ZHANG Wei;HU Qin-you【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TN929.50 引言2015年10月国际电信联盟发布《水上移动频段内的VHF数据交换系统的技术特性》，即ITU-R M.2092-0建议书 [1]，根据水上甚高频数据交换系统(VDEs)业务类型的不同特性，划分为VDES的应用特定消息、VDEs的地面部分通信、VDEs的卫星下行链路三方面的技术特性要求和建议。
随着传输距离的增加，VHF无线信道传输会出现多径衰落，传统QAM调制的链路预算需满足信道质量最差的状况，不能有效利用较好信道的信道容量，造成频谱的浪费，且不能有效应对多径衰落。
水上VDEs系统需要采用传输速率较低的低阶调制来保障可靠传输，要求即使信道处于深度衰落，也能够进行数据的可靠传输。
但是，当信道处于高信噪比时，较低的传输速率会妨碍系统容量的提升，从而制约频谱资源的利用[2]；另一方面，为了提高VDES的通信容量，需要采用传输速率较高的高阶调制。
当信道处于高信噪比时，高阶调制系统的通信容量能够获得显著提高，但当信道处于深度衰落、低信噪比时，高阶调制系统的误码率大，则无法保障可靠稳定的数据传输[3]。
海事通信技术新进展 VDES系统
海事通信技术新进展 VDES系统熊雅颖【期刊名称】《卫星应用》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】6页(P35-40)【作者】熊雅颖【作者单位】中国航天科技集团公司第五研究院总体部【正文语种】中文可靠的海事通信不但满足了船舶正常航行和运营的需要,更是海上生命安全必不可少的基本保证。
它从原始的旗语、灯光信号开始，经过无线电报、无线电话，发展到现在的多频段、多平台通信，逐渐形成了一套天地一体的立体化无线通信网络。
在这个发展过程中，船舶自动识别（AIS）系统扮演了举足轻重的角色。
自2000年以来，在确保海上交通安全、改善海上交通秩序、确保船舶航行安全方面发挥着不可或缺的作用，目前从事国际航运的各类船舶必须装配AIS设备。
但随着海事通信技术的快速发展，“下一代”的研究和产业化逐步被提上日程，目前被定义为甚高频数据交换系统（VDES）的“下一代”船舶自动识别系统就这样出现了。
海事通信技术的发展促进了航海事业的发展，而航海事业的发展也带动了通信技术的进步，因此研究新一代的VDES系统及其发展趋势对保障海上航行安全、实现全球航海信息资源的利用与共享、促进航运事业发展起着至关重要的作用。
VDES是针对AIS加强和升级的系统，于2012年世界无线电通信（WRC-12）大会后提出。
VDES的产生和发展都与AIS密切相关。
1．AIS遇到的问题和解决方法最初设计的AIS系统是为了在20~30海里（27km~56km）的范围内，自动在船舶、海岸电台和导航设备之间交换短消息。
而很显然，当船舶处于距离基站20~30海里以外时，船舶的AIS信息将无法被基站获取。
因此使用AIS卫星侦测作为实现远距离船舶侦测的手段是AIS系统发展的一个重要趋势。
挪威、瑞典等北欧国家和美国于2006年前后率先开展了天基AIS系统的研究和AIS卫星的研制，以美国轨道通信公司为代表的AIS卫星星座于2010年前后组网并开始提供岸基AIS基站无法提供的全球AIS数据服务。
天地一体VDES 发展现状及应用展望
天地一体VDES发展现状及应用展望国内，中国航天科技集团有限公司第八研究院（以下简称航天八院）持续多年组织开展了VDES搭载试验星、技术验证星的研制和测试验证工作。
2020年初发射了首颗搭载VDES载荷的技术试验卫星。
国防科技大学持续开展基于微纳卫星平台的AIS/VDES系统研制与试验工作，2020年8月，发射了天拓五号卫星，其主要任务是开展新一代AIS信号接收、ADS-B信号接收以及VDES等新技术研制。
航天行云科技有限公司计划发射80颗行云小卫星，建设低轨窄带通信卫星星座，并计划在行云小卫星上搭载VDES载荷。
由中国交通通信信息中心（以下简称通信信息中心）编制的交通安全应急专用公益卫星星座系统（以下简称交通星，MOTS）网络资料，于2019年成功为国际电信联盟接受，争取到世界排名第一的VDES卫星频率及轨位资源。
2021年10月14日，通信信息中心联合航天八院、北京和德宇航技术有限公司联合研制的3颗交通甚高频数据交换系统试验卫星（简称交通VDES试验卫星）在太原卫星发射中心成功发射，完成了交通星频率激活任务，全面开启了VDES星载载荷在轨测试验证工作。
3.国内外VDES地面系统发展现状国外，瑞典SAAB公司与瑞典海事局开展了VDES相关研究，2014年底完成了VDE原理样机研制，2015年完成了VDE场外测试。
日本无线株式会社（JRC）重点开展了VDES船载原型样机研发，2018年12月完成了点对点试验和广播试验。
南非Stone Three公司重点开展VDES终端产品研发，2019年1月，联合加拿大在魁北克进行了VDE-TER的陆地性能实测以及与AIS兼容性测试。
新加坡海事港口局与信息通信研究所、ST电子共同开展了VDES船台样机研制与试验，完成了陆上和水上点对点通信试验。
国内，中国交通运输部东海航海保障中心与航天八院等单位合作，在VDES标准研究和试验系统开发方面开展了大量的研究工作，2019年4月在杭州湾水域开展了VDES地面系统（VDES-TER）点对点试验。
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甚高频数据交换系统（VDES）综述VHF 数据交换系统（VDES）被认为是有效和有效地利用无线电频谱，建立在 AIS 的能力上，并通过系统解决日益增长的数据需求。
提供比 AIS 系统更高的数据率的新技术是 VDES 的核心元素。
此外，VDES 网络协议对数据通信进行了优化，使每个 VDES 消息都具有较高的接收可信度。
VDES 以类似 AIS 的方式增加了数字数据交换的能力，其中包括向地理区域内的船只提供数据(广播)，向特定的船只或在地理区域内的一组船只 (地址)或舰队的船只。
2015 年世界无线电通信大会 WRC - 15 批准了国际电联的 VDES 标准，即ITU‐R .2092‐0 建议。
WRC‐19 大会的目标是正式批准 VDE 通道的卫星组件的建议。
一、VDES的发展历程（2016 年）现存 AIS 是由 ITU 根据R. M.1371‐5 标准基于 AIS 频率所定义的，海岸电台使用 ASM 和 VDE 频率进行 VHF 语音通信；（2017-2018 年）WRC‐15‐AIS+ASM：在 ASM 流量密集区域，迫切需要降低 AIS VDL 的负载。
建议引入 4 个频道的 AIS + ASM 设备。
这些设备可在 ASM1 和ASM2 频率上接收和传输 ASM。
但是在 2019 年 1 月 1 日以后将使用现有的 GMSK 调制中断它们的传输能力，直到软件升级使他们能够参与到 ASM 频率的调制和介入方案中。
需要注意的是，在这段时间内，在许多地区的海岸电台中，ASM 频率将需要与 VHF 语音服务共享资源；（2019 年）WRC‐19 会议将考虑并决定VDE‐SAT。
（2019 年- 2020 年）WRC‐19 会议建立运行能力。
请注意，ASM 和 VDE 频率可能仍然需要在许多领域与语音VHF 服务共享。
（2021+）在开发卫星服务时，可以实现包括卫星频率在内的 VDES 完全运行能力。
二、概况VDES 应提高海上人命安全、航行安全与效率、保护海洋环境、加强海上安全与安全。
这些目标将通过有效地利用海事无线电通讯实现，包括下列功能要求：（一）作为AIS 的一种手段作为无线电通信设备的一种手段，通过船舶与船舶、船舶和岸上的数字数据交换，包括通过 AIS 系统、应用特定信息(ASM)和甚高频数据交换(VDE)。
作为 VDES 设备外部应用的一种手段。
这些应用程序分别使用 AIS、ASM 或 VDE。
（二）系统概念VDES 的概念最初是为了解决 AIS 的 VHF 数据链路(VDL)过载的问题，同时为 e -航海系统提供更大的无缝数据交换，从而支持 GMDSS 的现代化。
VDES 还可以支持通过开发e-航海来确定的通信需求的增加，这是在e‐航海战略实施计划(SIP)中记录的。
e -航海的目的是为了提高泊位的导航和相关的海上安全与安全服务及保护海洋环境。
e -航海旨在通过简化和协调信息来加强海上安全。
此外，e-航海还通过改进信息交换来促进和提高海上贸易和运输的效率。
VDES 系统概念识别了与电子导航海事服务投资组合(MSP)相关的并行工作。
在适用的情况下，这些 MSP 在这个用户需求文档中被引用。
表 1 确定了国际海事组织的航运战略实施计划(SIP)定义的 e -航运航运服务投资组合(简称 MSP) (NCSR1/28/附件 7)。
MSP9 远程医疗援助服务（TMAS ） MSP10海上援助服务（MAS ） MSP11海图服务 MSP12航海出版服务 MSP13冰导航服务 MSP14气象信息服务 MSP15实时水文和环境信息服务 MSP16搜救和救援服务（SAR ）表 1 海事服务集、IMO e-航海战略实施计划系统概念，包括VDES函数和频率用法如图2所示（完整图 2 VDES 功能和频率使用--完整系统 （三）VDES 操作概念VDES 通过陆地或卫星链路为船舶和岸上用户之间提供数据交换。
✓ 来自船舶的数据交换可能自动或手动完成。
✓ 数据交换使用指定的 VHF 通道。
✓数据的传输和接收是在船舶人员的最小参与情况下发生的。
✓VDES 包括现有的 AIS 应用程序。
✓VDES 包括现有的 ASM。
✓VDES 的附加功能包括 VHF 数据交换（VDE）)支持。
✓VDES 相关的应用程序应该支持语言独立通信（例如，使用数字数据字典）。
✓VDES 实现了 VDES 链路级别的数据完整性监视（例如，校验和）。
✓VDES 相关的应用程序涉及网络安全（如认证、密钥管理，如果必要，加密）。
✓VDES 具有很高的可用性。
✓VDES 支持机器-机器通信(例如，提供与 VDES 相关的外部设备的接口)。
✓VDES 相关的应用程序能够清晰地理解通过 VDES 发送/接收的信息。
（四）大体情况VDES 是根据ITU‐R M.2092 标准操作的，包括以下操作特征：✓系统对自动识别系统(AIS)的位置报告和安全相关信息给予了最高的优先级。
✓系统安装能够接收和处理数字信息和询问电话。
✓在运行、系泊或固定时系统安装可持续进行。
✓针对陆地的链接，该系统采用了适当的时分多址(TDMA)技术、访问方案和数据传输方法。
✓该系统具有多种操作模式，包括自主、分配和轮询模式。
✓系统对应用程序进行优先级排序，并对传输参数进行调整（稳健性或容量），同时将系统的复杂性最小化。
（五）系统概述VDES 包括：天线，能够通过地面和卫星链路传输和接收数据；多功能数据通信和定时过程，可与AIS、ASM 和 VDE 进行互操作。
能够在指定的 AIS、ASM 和 VDE 频率上运行的多功能发射机。
可在指定的AIS、ASM 和VDE 频率上操作的多功能接收器。
自动从其他来源输入数据的方法。
将数据自动输出到其他设备的方法。
确保数据完整性的方法。
根据需要自动或手动更新设备软件的方法。
内置测试设备的 10 个功能。
（六）假设与依赖与 VDES 相关的应用程序涉及以下假设和依赖：VDES 在现有的 AIS 环境中运行。
VDES 尊重和支持GMDSS 通信的要求，包括 SAR、紧迫性和安全相关信息。
VDES 应用程序是唯一确定的。
VDES 相关应用程序的运行方式确保没有必要的重复消息。
（七）VDES 服务实现 VDES 服务，遵循图 4 中提供的决策矩阵：图 4 VDES 实施决策矩阵对实施 VDES 海岸站的要求的决定可能包括：✓AIS 系统负载；✓提供服务；✓现有设备(现有场地)；✓天线要求，包括与其他服务的交互；✓功率 power 需求；✓安装费用(可能包括调动、塔接入)；可以通过以下方式管理。
（八）VDES 岸站：✓为现有 AIS 海岸站制定规范的流程；✓升级现有的 AIS 海岸站；✓在没有 AIS 海岸站的新地点实施 VDES。
✓表 2 关于VDES 实施需要进一步考虑的事项注1：系统负载是由测量的船只数量AIS 基站的覆盖范围(单槽地图)和槽消耗的总和计算覆盖范围基于预期的报告率船只的覆盖范围(a 类、B 类航标和AIS 基站)和处理二进制消息的数量(ABM)和广播二进制消息(BBM)的所有类型。
注2：服务延迟定义为从服务组件交付到服务组件交付完成时的全部服务的交付，例如单个海图更新。
VDES 系统提供的服务将优先考虑具有最高优先级和非必需/商业服务优先级最低的基本服务/安全相关服务。
使用VDES 的数据传输应该考虑到 VDES 数据传输能力由 VDES 基站的覆盖范围内的所有用户共享。
三、数字通信系统数字通信渗透到我们的日常生活中——无论是工作还是娱乐。
“任何时候，任何地方” 都可以通过互联网获取信息，基于文本或基于图像的通信，地理空间定位，更多的是推动更快、更健壮、更完整的通信解决方案的发展。
现有和正在发展的通信技术有很多种，包括：1.NAVDAT：该系统是基于当前 NAVTEX 系统的开发。
该服务将支持与 NAVTEX 相同的主要功能，即导航警告、天气预报和船舶紧急信息，但将提供更大的容量和数据速率；2.VHF 数据交换系统：VDES 是为了满足日益增长的海上用户间数据通信的需要而开发的，随着 AIS 系统的使用越来越多，VHF 数据链路负载显著上升。
提供比当前 VHF 数据链路系统更完整的更快的数据传输速率。
3.有关 VDL 装载的更多信息，请参阅ITU‐R .2287‐0。
4.数字选择性呼叫：DSC 在VHF、HF 和 MF 上传输数据包。
该系统使用海上移动服务标识，并允许直接传输或组/区域传输基本数据。
DSC 作为一种遇险和呼叫机制被纳入全球海上遇险和安全系统(GMDSS)。
5.数字甚高频系统是基于目前海员所用的语音通信、传输/接收遇险和安全信息以及接收紧急6.海洋信息广播的模拟移动无线电系统的发展。
此外，数字编码的语音传输数字 VHF 将使数字数据信息的交换成为可能。
这可能是一个更长远的发展。
7.数字 HF：数字 HF 是一种基于模拟的移动无线电系统的发展，目前由海员用于语音通信、传输/接收遇险和安全信息，以及接收紧急海洋信息广播。
此外，数字编码的语音传输数字HF 将使数字数据信息的交换成为可能。
数字HF，包括数字 HF 的标准。
8.Wi - Fi：利用 2.4 GHz 至 5 GHz 无线电波频带提供本地无线数据传输。
然而，该系统的覆盖范围仅限于港口或港口环境。
9.4G：移动通信标准支持移动互联网宽带，继 3G。
提供移动宽带数据速率的 100 年代 Mbps10.的移动用户。
系统下下降 4 g 标准包括 WiMAX 和LTE。
11.5G：4G 的计划演进，数据速率预计为 1 Gbps，预计交付年份为 2020 年。
卫星通信系统和服务包括：12.要提供的最新服务集。
13.Inmarsat 包括共享的信道 IP 数据包。
在全球覆盖的 Ka 波段的卫星提供的快速数据率的交换互联网宽带服务。
14.卫星星座。
现有的短脉冲数据、存储和转发系统为小型信息传输提供低数据率，并支持全球海上遇险和安全服务(GMDSS)。
15.现有的低地球轨道通信，提供声音和有限的互联网接入。
处理通过 e 识别的用户需求。
导航，可以使用一套数字通信选项。
VDES 提供了数字通信能力：单播地址(点到点)；处理多播(指向预定的容器组)和广播。
表 3 展示了不同的现有或发展的数字通信技术。
表 3 数字通信技术比较。