AIS数据分析与系统实现
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ＡＩｓ采用面向比特的协议，该协议以ＩＳ０／ＩＥＣ ３３０９，１９９３一数据包结构定义规定的高级数据链路控 制（ＨＤＬＣ）为基础．
ＡＩｓ发送包传输数据的总体结构如图２所示．
图２ ＡＩＳ发送数据包总体结构
各部分的编码要求分述如下． １．１．１ 训练序列
训练序列是由交Baidu Nhomakorabea的０和ｌ（０１０１０１……）组
成的比特波形，如图３（ａ）所示．在开始标记之前，应 先发射２４比特的序文．由于通信模块要采用不归零 倒置（ＮＲｚＩ）模式组合（也就是差分码），所以物理层 数据的比特波形可如图２（ｂ）所示．
经度
表２电文３的比特具体分布列表
比特数
序号
参数
６
１０
纬度
１
１ｌ
对地航向
１
１２
正航首向
３０
１３
标时
４
１４
转发显示符
ＲＯＴ，ＡＩｓ］
８
１０
１６
１５
备用位
１
１７
通信状态
２８
１８
总的比特数
比特数
２７ １２ ９ ６ ２
为地区性应用所保留
１ １８ １６８
２ 系统实现 本系统采用硬件实现链路层的数据处理，硬件结
构图如图５所示． 在本系统设计中，主要包括ＲＳ－２３２接口、主控芯
Ｚｉ以２町；ｃＤ如口ｎｄ如。如；蚴１０ Ａ，ｓ∞舢２口砌ｅ ｅｑ“咖，船ｎ￡帆ｄ加ｒ ｒｅｏｚ如犯ｆ幻ｎ旷印∞ｉｏｆ ＳＤｃ删ＤＪｓ现咖旷Ａ，Ｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：４，ｓ；ｃｏｍｍ“ｎ：ｃ口￡ｉｏｎ
Ｏ 引言 国际海事组织（ＩＭＯ）规定，２００２年７月１日至
２００８年７月１日航行在国际航线上３００总吨以上的 船舶和公约国航行于国内航线５００总吨以上的船舶， 分阶段执行配备自动识别系统ＡＩＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｉｄｅｎｔｉ— ｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）设备．ＡＩｓ在船舶的强制性安装，对于 确保水上交通运输的安全，促进水上交通运输事业的 发展都具有极其重要的意义．我国作为一个正在崛起 中的航运大国，船舶的设计制造能力在逐年提升，而 ＡＩｓ作为新一代的船舶导航设备，对于船舶的安全起 着至关重要的作用．但是国内目前对于ＡＩＳ协议的理 解并不十分透彻，国产的ＡＩｓ设备很少，因此，研究和 开发ＡＩｓ设备对于提升我国的船舶导航能力和海上 交通管理能力有着非常重要的意义．
１ ＡＩｓ协议分析 ＡＩｓ标准设备一般是由图１所示的几个部分组
成，在图中，相应地标明了各个部分的数据格式．在实 际应用ＡＩｓ设备的航海人员中，很多都认为ＡＩＶＤＭ
ＧＰＳ数据
图１ ＡＩＳ设备构成及其相应各部分的数据格式
收稿日期：２００６＿０５－２９ 作者简介：孙斌（１９８３．），男，硕士，目前从事可重构通信技术、海上无线通信技术方面的研究与开发工作
万方数据
匦器＾Ｉ蜜卜掣］
Ｉ信号幅度直流ｌ ｌ信号幅摩直流
调整
调整
调制解调器芯片 （采用ｃＭｘ９１０
芯片１
…
ＭＣＵ （采用增加性５１系列
处理器Ｉ
外面扩展ｆ包括ＭＡｘ２３２芯 片扩展的Ｒｓ一２３２接口组）
图５硬件系统结构框图
ｃＭｘ９１０对数据包的处理流程如图６和图７ 所示．
采用这种实现方式后，由于完全是由芯片来完成 有关的底层编解码，所以主控Ｍｃｕ所要做的事情相 对比较少，可以降低对Ｍｃｕ的要求，可将其主要用来 实现ＡＩＳ协议控制．
校验．在ｃＲｃ计算开始时应将ＣＲｃ码元预设为１．
ｃＲｃ计算中应该只包含包括位填充的数据部分．
１．１．５结束标志
结束标志与起始标志完全相同．
１．１．６缓冲
缓冲部分通常为２４ｂｉｔ长，包括以下四部分内容：
位填充
４比特（除安全相关电文和二进制
电文以外的所有信息）
距离延迟 １２比特
转发器延迟２比特
同步晃动 ６比特
技术篇２００７年第七期９
万方数据
格式（符合ＩＥｃ６１１６２—１）的数据是ＡＩｓ通信协议的数 据，而实际上，它是ＡＩｓ的应用层接口数据，真正ＡＩｓ 的链路层数据并不是ＡＩＶＤＭ格式．在ＡＩｓ设备内部、 ＡＩｓ网络中所进行处理的并非这种格式的语句，而是 下文所介绍的链路层数据．
ＡＩＳ设备首先从ＶＨＦ接收机中接收到物理层数 据之后，经过调制解调器处理，由Ｍｃｕ做数据处理， 得到所需链路信息后，决定自身需要发送的数据以及 自身的发射时隙，当发射时隙到达之后，由Ｍｃｕ控制 ＶＨＦ发射接收机发射数据． １．１ ＡＩＳ数据包格式
ｃ总线结构总共包括４条连接线：ｃＳＮ——芯片 选通控制线；ＣＤＡＴＡ——主控芯片向ｃＭｘ９１０数据的 输入线（包括芯片内部寄存器控制数据和ＭｃＵ需要 发送的数据）；ＳＣＬＫ——由主控芯片控制的与 ｃＭｘ９１０通信所需的时钟信号；ＲＤＡＴＡ——一根三态 线，用于主控芯片从ｃＭｘ９１０芯片读取数据．
技术篇２００７年第七期 １１
管包含６个连续（１），但不需要进行位填充．
１．１．３数据段
在一个标准数据包中数据部分长度应为１６８比
特．但是在ＡＩｓ中也存在长度少于５个时隙的非标准
数据包．
１．１．４帧校验序列（ＦＣＳ）
在ＡＩｓ中，ＦＣＳ根据［Ｉｓ０／ＩＥｃ３３０９：１９９３］的规
定，采用循环冗余校验（ｃＲｃ）１６ｂｉｔ多项式来计算和
在输出时应该是最低有效位最先发送，并且为了保持
字节边界，最后一个字节中的无用比特应当置为零．
１．２消息类型说明
ＡＩｓ中共规定了２２种消息类型，其中常用的报
文类型如表１所示．
其中消息ＩＤ码（６ｂｉｔ）被包含在消息数据包中，
如图４所示，用以区别消息类型，接收站按照消息ＩＤ
码分析消息中各个数据的意义．具体的消息编码格
Ｃ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ ０ Ｅ２ ９ ３９ ６６ Ｃ ＤＢ ２３ ４Ｄ Ｂ２ Ｂ１ ９Ａ ０ １Ｆ Ａ０ ７１ ９９ ７Ｅ
ｌＯ ｌ ２３ ５Ｅ ４０ ７Ｄ ５Ｂ Ｂ１ ＦＯ ５４ ８２ ５Ａ ＢＥ ６３ ３４ ８Ｂ Ｆ８ ４０ Ｏ ４Ｅ Ｃ０ ８Ｄ Ｂｌ ７Ｅ １５：４７：５９
编码：
开始）＿一ｌ ｃＲｃ校验码生成卜＿叫
比特填充
结束＞叫 ＮＲｚＩ变换 Ｈ添加起始和结束标
图６ ＣＭｘ９１０芯片内部编码过程
解码：
图７ ＣＭｘ９１０芯片内部解码过程
首先每一行数据的结束位置都是７Ｅ，这是每一 个数据包的结束标志．
从每一行的首位数据开始分析：第一行数据的第 一个字节的数据为０４Ｈ（００００，０１００），依照图４所示 的ＡＩｓ的消息结构图，从前６ｂｉｔ（即００００，０１）的数据 就可知道该消息的ＩＤ，所以该消息ＩＤ为１号类型数 据．则可从上面的表２中得知该数据包的第６１位数
这种缓冲码一般是为了应对实际应用中的各种
可能情况对电文长度或者其它对接收方接收数据所
产生的影响，比如位填充，就是为了应对位填充所引
起的电文长度的增加（根据统计分析表明，有７６％的
组合最多需要３ｂｉｔ位填充）．其它缓冲类似．
１．１．７ 比特填充
以上所述各部分字段中，数据部分和Ｆｃｓ比特
流应受位填充控制．也就是说一旦发现输出位流中连
１ｌ－２２—２００３
１５：３９：１６
４ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ Ｏ ７２ ９ ３９ ９８ Ｃ ＤＢ １Ｄ Ｃ ＡＤ Ａ６ Ｄ２ ０ ８ ９Ｄ Ａ８ ８Ｅ ７Ｅ
４ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ ０ ８２ ９ ３９ ６６ Ｃ ＤＢ ｌＤ Ｄ １０ ＡＡ ７６ ｌ ０ ５Ｃ １７ ５Ｂ ７Ｅ
Ｃ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ ０ Ｂ２ ９ ３９ ６６ Ｃ ＤＢ ２３ ４Ｄ ２Ｆ ＡＤ Ｅ ０ Ｆ ８０ ７Ｄ ２Ｃ ７Ｅ
仅为以ｓＡＲ运行的航空台站使用的位置报告
１０
ｕＴｃ／日期查询
查询ＵＴＣ时间和日期
ｌｌ
ｕＴＣ／日期回应
当前的ｕＴＣ时间
１２
编址安全信息
编址通信的安全信息
１３
安全信息确认
确认接收到的编址安全信息
序号
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
参数 信息识别码 数据终端设备 数据显示符 用户识别码
航行状态 转向率
对地航速 船位精确度
续出现５个以上（１）时，应在该５个（１）后插入１个
０．这种方法适用于除ＨＤＬｃ标记（开始标记与结束标
记）以外的所有比特．
１．１．８ ＨＤＬＣ反转
ＡＩｓ规定，所有数据部分的内容都应该按照Ｉｓ０／
ＩＥｃ３００９：１９９３的规定：从ＶＨＦ数据链发出的数据应
是８ｂｉｔ的字节，在电文表中从上至下排列．各个字节
关键词：ＡＩｓ；链路层；数据编解码；ｔｃＭｘ９１０ 中图分类号：Ｕ６６６．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—８３５４（２００７）０７—０００９—０４
Ｄａｔａ ａｎａｌＶｓｉｓ ａｎｄ ｓＶｓｔｅｍ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＩＳ
ＳＵＮ Ｂｉｎ．ＨＵ Ｙｕｅ．１ｉ （Ｃ０１ｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
据到第８８位数据（即０１０００００１００１００１１１００ １１００１１００００）应该表示的是该消息发送方的经度，根 据ＡＩＳ的数据标准，该数据对应的十进制数据为： ６８３１８００（１／１００００弧度），即经度为东经１１３度５１分 ８（１／１００００弧度）；而从第８９位数据到第１１５位数据 则应该是该消息发送方的纬度，同样可以由此计算出 该数据表示的纬度为北纬２２度２８分４．
图４消息ＩＤ码在信息中的位置 表ｌ常用报文类型列表
消息ＩＤ码
１
，
２
名称 船位报告 船位报告
说明 定时的船位报告 分配时间表的船位报告
３
船位报告
特别船付报告，对询问的回复
４
基地台报告
基地台的位置、ｕＴｃ、日期和时隙号码
５
静态和与航程有关的数据
定时的静态数据和与船舶相关的船舶数据报告
９
标准搜救飞机位置报告
片（采用增强型５１系列芯片）、调制解调芯片（采用 ＣＭｘ９１０芯片）以及电台接口电路构成．
其中，ｃＭｘ９ １ ０芯片是英国ｃｏｎｓｕｍｅｒ胁ｃｍｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ公司２００５年３月推出的一款专门面向ＡＩＳ调 制解调设计的一款基带处理芯片，它集成了ＡＩＳ所需
要的两路ＧＭｓＫ调制解调器电路、ＡＩｓ所需要的 ＨＤＬｃ链路处理（ＨＤＬＣ反转、插零／去零操作）、采用 ｃ总线结构与主控芯片通信．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：丁咒站ｐ（妒ｅｒ口ｎｎＺ，铘ｆ＾ｅ ｓ函ｎｏｆ ｃｏ，坫￡赴Ｍ￡ｉｏｎ口Ｚ，，Ｌｏｄｅ Ｑ厂Ａｊ－ｓ ｃｏｍ，ｎＭｎｉｃ口ｆｉｏｎ Ｚｉｎ后五口，℃ｒ，ｎ，以ｄ括ｃＬ蝤ｓｅｓ
矗。删ｆｏ ｃｏ，ｌ口ｅｎ ｆ＾ｅ ｓ￡口ｎ如ｒｄ ｃ如￡ｎ ｆＤ Ａ，Ｓ ２ｉ，沆厶ｚ），ｅｒ ｓｉｇｎｎＺ．Ｚ危ｅ ｐｃ妒ｅｒ ｇｉｔＪｅｓ ｎ。／语ｕ，．ｅ旷ｆ＾ｅ ｅ再ｐｅｒｉ，ｒ陀凡￡口ｆ＾ｏｒ（加ｏ，℃ ｓ弘ｆｅｍ．ｚ流ｅ ｄⅡｆｎ叫＾ｉｃ＾ｃｏｍｅ／而ｍ￡船陀ｃｅｉ口ｅｄ ｅ印ｅ＾ｍｅｍ矿ｔ＾括ｅｑ“咖，聊ｍ。ｒｅ百钾ｎ锄￡胁ｅｎｄ Ｑ厂￡＾ｉｓ ｐ印ｅｒ， ８ｎａ ｔｈｅ ｃｏＨｅｎ凇ｓｓ《ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ａｅｍｏ淞ｔｍ￡ｅｄ．Ｔｈｅ ｍｏａｅ巧如ｓｉ融ｃｎｎ ｂｅ ｏ ｒ承ｒｅｍｅ如ｒ ｔｈｅ ｄ蜘ｅｌＤｐｍｅｍ西
３ 实际数据包接收试验说明 以下是在根据上述的硬件实现方案实现的系统
在深圳赤湾试验时，通过ＲＳ２３２接口传送到上位机的 部分数据．详细分析如下．
由于在ｃＭｘ９１０中，对解调后的数据进行了部分 处理（ＨＤＬＣ反变换、去零操作），所以得到的数据并 没有数据头和多余部分，而仅仅在其中包含了实质性 数据的数据段数据．具体分析如下：
式，依据消息ＩＤ码的不同而有所不同．
１０第七期２００７年技术篇
万方数据
６ｂｉｔ信息ＩＤ码
■酉订］
２４ｂｉｔ数据０１１１１１１０ １６８ｂｉｔ数据 －一Ｏｌ“组合 （７Ｅｈ） （标准数据我）
ＣＲｃ校验码
０１１１１１１０ ２４ｂｉｔ缓冲 （７卧）
下面以ＡＩｓ网络中最常见的消息ＩＤ为１，２，３的 船位报告为例，各个字段的详细分布如表２所示．
ＡＩＳ数据分析与系统实现
孙斌，胡越黎
（上海大学机械与自动化学院，上海２０００７２）
摘要：从ＡＩｓ国际标准出发介绍了ＡＩｓ链路层通信信号的构成方式，论述了如何将标准 数据转换成ＡＩｓ链路层信号，给出了试验系统的硬件结构框图．对通过使用文中设计思想得到的 应稍系统所进行蹬数据接收试验而接收到的数据进行了分析，论证了上述设计的正确性．该设 计方式可以作为ＡＩｓ相关设备的研发的参考，对于实现Ａｌｓ专用ｓｏｃ芯片有借鉴价值．
（ａ）未经ＮＲｚＩ处理的比特波形
ｆｂｌ经过ＮＲｚＩ处理的比特波形 图３训练序列和ＮＲＺＩ处理
后面数据包中的其它部分的数据，在经过通信之 后，都要经过类似的ＮＲｚＩ处理． １．１．２开始标记
开始标记的长度应为８比特，由标准的ＨＤＬｃ标 记组成，其作用为标识数据包的开端．ＨＤＬｃ标记由 ８ｂｉｔ长的比特波形组成：０１１１１１１０（７Ｅｈ）．该标记尽
ＡＩｓ发送包传输数据的总体结构如图２所示．
图２ ＡＩＳ发送数据包总体结构
各部分的编码要求分述如下． １．１．１ 训练序列
训练序列是由交Baidu Nhomakorabea的０和ｌ（０１０１０１……）组
成的比特波形，如图３（ａ）所示．在开始标记之前，应 先发射２４比特的序文．由于通信模块要采用不归零 倒置（ＮＲｚＩ）模式组合（也就是差分码），所以物理层 数据的比特波形可如图２（ｂ）所示．
经度
表２电文３的比特具体分布列表
比特数
序号
参数
６
１０
纬度
１
１ｌ
对地航向
１
１２
正航首向
３０
１３
标时
４
１４
转发显示符
ＲＯＴ，ＡＩｓ］
８
１０
１６
１５
备用位
１
１７
通信状态
２８
１８
总的比特数
比特数
２７ １２ ９ ６ ２
为地区性应用所保留
１ １８ １６８
２ 系统实现 本系统采用硬件实现链路层的数据处理，硬件结
构图如图５所示． 在本系统设计中，主要包括ＲＳ－２３２接口、主控芯
Ｚｉ以２町；ｃＤ如口ｎｄ如。如；蚴１０ Ａ，ｓ∞舢２口砌ｅ ｅｑ“咖，船ｎ￡帆ｄ加ｒ ｒｅｏｚ如犯ｆ幻ｎ旷印∞ｉｏｆ ＳＤｃ删ＤＪｓ现咖旷Ａ，Ｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：４，ｓ；ｃｏｍｍ“ｎ：ｃ口￡ｉｏｎ
Ｏ 引言 国际海事组织（ＩＭＯ）规定，２００２年７月１日至
２００８年７月１日航行在国际航线上３００总吨以上的 船舶和公约国航行于国内航线５００总吨以上的船舶， 分阶段执行配备自动识别系统ＡＩＳ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｉｄｅｎｔｉ— ｆｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）设备．ＡＩｓ在船舶的强制性安装，对于 确保水上交通运输的安全，促进水上交通运输事业的 发展都具有极其重要的意义．我国作为一个正在崛起 中的航运大国，船舶的设计制造能力在逐年提升，而 ＡＩｓ作为新一代的船舶导航设备，对于船舶的安全起 着至关重要的作用．但是国内目前对于ＡＩＳ协议的理 解并不十分透彻，国产的ＡＩｓ设备很少，因此，研究和 开发ＡＩｓ设备对于提升我国的船舶导航能力和海上 交通管理能力有着非常重要的意义．
１ ＡＩｓ协议分析 ＡＩｓ标准设备一般是由图１所示的几个部分组
成，在图中，相应地标明了各个部分的数据格式．在实 际应用ＡＩｓ设备的航海人员中，很多都认为ＡＩＶＤＭ
ＧＰＳ数据
图１ ＡＩＳ设备构成及其相应各部分的数据格式
收稿日期：２００６＿０５－２９ 作者简介：孙斌（１９８３．），男，硕士，目前从事可重构通信技术、海上无线通信技术方面的研究与开发工作
万方数据
匦器＾Ｉ蜜卜掣］
Ｉ信号幅度直流ｌ ｌ信号幅摩直流
调整
调整
调制解调器芯片 （采用ｃＭｘ９１０
芯片１
…
ＭＣＵ （采用增加性５１系列
处理器Ｉ
外面扩展ｆ包括ＭＡｘ２３２芯 片扩展的Ｒｓ一２３２接口组）
图５硬件系统结构框图
ｃＭｘ９１０对数据包的处理流程如图６和图７ 所示．
采用这种实现方式后，由于完全是由芯片来完成 有关的底层编解码，所以主控Ｍｃｕ所要做的事情相 对比较少，可以降低对Ｍｃｕ的要求，可将其主要用来 实现ＡＩＳ协议控制．
校验．在ｃＲｃ计算开始时应将ＣＲｃ码元预设为１．
ｃＲｃ计算中应该只包含包括位填充的数据部分．
１．１．５结束标志
结束标志与起始标志完全相同．
１．１．６缓冲
缓冲部分通常为２４ｂｉｔ长，包括以下四部分内容：
位填充
４比特（除安全相关电文和二进制
电文以外的所有信息）
距离延迟 １２比特
转发器延迟２比特
同步晃动 ６比特
技术篇２００７年第七期９
万方数据
格式（符合ＩＥｃ６１１６２—１）的数据是ＡＩｓ通信协议的数 据，而实际上，它是ＡＩｓ的应用层接口数据，真正ＡＩｓ 的链路层数据并不是ＡＩＶＤＭ格式．在ＡＩｓ设备内部、 ＡＩｓ网络中所进行处理的并非这种格式的语句，而是 下文所介绍的链路层数据．
ＡＩＳ设备首先从ＶＨＦ接收机中接收到物理层数 据之后，经过调制解调器处理，由Ｍｃｕ做数据处理， 得到所需链路信息后，决定自身需要发送的数据以及 自身的发射时隙，当发射时隙到达之后，由Ｍｃｕ控制 ＶＨＦ发射接收机发射数据． １．１ ＡＩＳ数据包格式
ｃ总线结构总共包括４条连接线：ｃＳＮ——芯片 选通控制线；ＣＤＡＴＡ——主控芯片向ｃＭｘ９１０数据的 输入线（包括芯片内部寄存器控制数据和ＭｃＵ需要 发送的数据）；ＳＣＬＫ——由主控芯片控制的与 ｃＭｘ９１０通信所需的时钟信号；ＲＤＡＴＡ——一根三态 线，用于主控芯片从ｃＭｘ９１０芯片读取数据．
技术篇２００７年第七期 １１
管包含６个连续（１），但不需要进行位填充．
１．１．３数据段
在一个标准数据包中数据部分长度应为１６８比
特．但是在ＡＩｓ中也存在长度少于５个时隙的非标准
数据包．
１．１．４帧校验序列（ＦＣＳ）
在ＡＩｓ中，ＦＣＳ根据［Ｉｓ０／ＩＥｃ３３０９：１９９３］的规
定，采用循环冗余校验（ｃＲｃ）１６ｂｉｔ多项式来计算和
在输出时应该是最低有效位最先发送，并且为了保持
字节边界，最后一个字节中的无用比特应当置为零．
１．２消息类型说明
ＡＩｓ中共规定了２２种消息类型，其中常用的报
文类型如表１所示．
其中消息ＩＤ码（６ｂｉｔ）被包含在消息数据包中，
如图４所示，用以区别消息类型，接收站按照消息ＩＤ
码分析消息中各个数据的意义．具体的消息编码格
Ｃ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ ０ Ｅ２ ９ ３９ ６６ Ｃ ＤＢ ２３ ４Ｄ Ｂ２ Ｂ１ ９Ａ ０ １Ｆ Ａ０ ７１ ９９ ７Ｅ
ｌＯ ｌ ２３ ５Ｅ ４０ ７Ｄ ５Ｂ Ｂ１ ＦＯ ５４ ８２ ５Ａ ＢＥ ６３ ３４ ８Ｂ Ｆ８ ４０ Ｏ ４Ｅ Ｃ０ ８Ｄ Ｂｌ ７Ｅ １５：４７：５９
编码：
开始）＿一ｌ ｃＲｃ校验码生成卜＿叫
比特填充
结束＞叫 ＮＲｚＩ变换 Ｈ添加起始和结束标
图６ ＣＭｘ９１０芯片内部编码过程
解码：
图７ ＣＭｘ９１０芯片内部解码过程
首先每一行数据的结束位置都是７Ｅ，这是每一 个数据包的结束标志．
从每一行的首位数据开始分析：第一行数据的第 一个字节的数据为０４Ｈ（００００，０１００），依照图４所示 的ＡＩｓ的消息结构图，从前６ｂｉｔ（即００００，０１）的数据 就可知道该消息的ＩＤ，所以该消息ＩＤ为１号类型数 据．则可从上面的表２中得知该数据包的第６１位数
这种缓冲码一般是为了应对实际应用中的各种
可能情况对电文长度或者其它对接收方接收数据所
产生的影响，比如位填充，就是为了应对位填充所引
起的电文长度的增加（根据统计分析表明，有７６％的
组合最多需要３ｂｉｔ位填充）．其它缓冲类似．
１．１．７ 比特填充
以上所述各部分字段中，数据部分和Ｆｃｓ比特
流应受位填充控制．也就是说一旦发现输出位流中连
１ｌ－２２—２００３
１５：３９：１６
４ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ Ｏ ７２ ９ ３９ ９８ Ｃ ＤＢ １Ｄ Ｃ ＡＤ Ａ６ Ｄ２ ０ ８ ９Ｄ Ａ８ ８Ｅ ７Ｅ
４ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ ０ ８２ ９ ３９ ６６ Ｃ ＤＢ ｌＤ Ｄ １０ ＡＡ ７６ ｌ ０ ５Ｃ １７ ５Ｂ ７Ｅ
Ｃ ９７ Ａ２ Ｆ７ Ａ４ ０ ０ Ｂ２ ９ ３９ ６６ Ｃ ＤＢ ２３ ４Ｄ ２Ｆ ＡＤ Ｅ ０ Ｆ ８０ ７Ｄ ２Ｃ ７Ｅ
仅为以ｓＡＲ运行的航空台站使用的位置报告
１０
ｕＴｃ／日期查询
查询ＵＴＣ时间和日期
ｌｌ
ｕＴＣ／日期回应
当前的ｕＴＣ时间
１２
编址安全信息
编址通信的安全信息
１３
安全信息确认
确认接收到的编址安全信息
序号
ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９
参数 信息识别码 数据终端设备 数据显示符 用户识别码
航行状态 转向率
对地航速 船位精确度
续出现５个以上（１）时，应在该５个（１）后插入１个
０．这种方法适用于除ＨＤＬｃ标记（开始标记与结束标
记）以外的所有比特．
１．１．８ ＨＤＬＣ反转
ＡＩｓ规定，所有数据部分的内容都应该按照Ｉｓ０／
ＩＥｃ３００９：１９９３的规定：从ＶＨＦ数据链发出的数据应
是８ｂｉｔ的字节，在电文表中从上至下排列．各个字节
关键词：ＡＩｓ；链路层；数据编解码；ｔｃＭｘ９１０ 中图分类号：Ｕ６６６．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—８３５４（２００７）０７—０００９—０４
Ｄａｔａ ａｎａｌＶｓｉｓ ａｎｄ ｓＶｓｔｅｍ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＩＳ
ＳＵＮ Ｂｉｎ．ＨＵ Ｙｕｅ．１ｉ （Ｃ０１ｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｚａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００７２，Ｃｈｉｎａ）
据到第８８位数据（即０１０００００１００１００１１１００ １１００１１００００）应该表示的是该消息发送方的经度，根 据ＡＩＳ的数据标准，该数据对应的十进制数据为： ６８３１８００（１／１００００弧度），即经度为东经１１３度５１分 ８（１／１００００弧度）；而从第８９位数据到第１１５位数据 则应该是该消息发送方的纬度，同样可以由此计算出 该数据表示的纬度为北纬２２度２８分４．
图４消息ＩＤ码在信息中的位置 表ｌ常用报文类型列表
消息ＩＤ码
１
，
２
名称 船位报告 船位报告
说明 定时的船位报告 分配时间表的船位报告
３
船位报告
特别船付报告，对询问的回复
４
基地台报告
基地台的位置、ｕＴｃ、日期和时隙号码
５
静态和与航程有关的数据
定时的静态数据和与船舶相关的船舶数据报告
９
标准搜救飞机位置报告
片（采用增强型５１系列芯片）、调制解调芯片（采用 ＣＭｘ９１０芯片）以及电台接口电路构成．
其中，ｃＭｘ９ １ ０芯片是英国ｃｏｎｓｕｍｅｒ胁ｃｍｃｉｒｃｕｉｔｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ公司２００５年３月推出的一款专门面向ＡＩＳ调 制解调设计的一款基带处理芯片，它集成了ＡＩＳ所需
要的两路ＧＭｓＫ调制解调器电路、ＡＩｓ所需要的 ＨＤＬｃ链路处理（ＨＤＬＣ反转、插零／去零操作）、采用 ｃ总线结构与主控芯片通信．
Ａｂｓｔｒａｃｔ：丁咒站ｐ（妒ｅｒ口ｎｎＺ，铘ｆ＾ｅ ｓ函ｎｏｆ ｃｏ，坫￡赴Ｍ￡ｉｏｎ口Ｚ，，Ｌｏｄｅ Ｑ厂Ａｊ－ｓ ｃｏｍ，ｎＭｎｉｃ口ｆｉｏｎ Ｚｉｎ后五口，℃ｒ，ｎ，以ｄ括ｃＬ蝤ｓｅｓ
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３ 实际数据包接收试验说明 以下是在根据上述的硬件实现方案实现的系统
在深圳赤湾试验时，通过ＲＳ２３２接口传送到上位机的 部分数据．详细分析如下．
由于在ｃＭｘ９１０中，对解调后的数据进行了部分 处理（ＨＤＬＣ反变换、去零操作），所以得到的数据并 没有数据头和多余部分，而仅仅在其中包含了实质性 数据的数据段数据．具体分析如下：
式，依据消息ＩＤ码的不同而有所不同．
１０第七期２００７年技术篇
万方数据
６ｂｉｔ信息ＩＤ码
■酉订］
２４ｂｉｔ数据０１１１１１１０ １６８ｂｉｔ数据 －一Ｏｌ“组合 （７Ｅｈ） （标准数据我）
ＣＲｃ校验码
０１１１１１１０ ２４ｂｉｔ缓冲 （７卧）
下面以ＡＩｓ网络中最常见的消息ＩＤ为１，２，３的 船位报告为例，各个字段的详细分布如表２所示．
ＡＩＳ数据分析与系统实现
孙斌，胡越黎
（上海大学机械与自动化学院，上海２０００７２）
摘要：从ＡＩｓ国际标准出发介绍了ＡＩｓ链路层通信信号的构成方式，论述了如何将标准 数据转换成ＡＩｓ链路层信号，给出了试验系统的硬件结构框图．对通过使用文中设计思想得到的 应稍系统所进行蹬数据接收试验而接收到的数据进行了分析，论证了上述设计的正确性．该设 计方式可以作为ＡＩｓ相关设备的研发的参考，对于实现Ａｌｓ专用ｓｏｃ芯片有借鉴价值．
（ａ）未经ＮＲｚＩ处理的比特波形
ｆｂｌ经过ＮＲｚＩ处理的比特波形 图３训练序列和ＮＲＺＩ处理
后面数据包中的其它部分的数据，在经过通信之 后，都要经过类似的ＮＲｚＩ处理． １．１．２开始标记
开始标记的长度应为８比特，由标准的ＨＤＬｃ标 记组成，其作用为标识数据包的开端．ＨＤＬｃ标记由 ８ｂｉｔ长的比特波形组成：０１１１１１１０（７Ｅｈ）．该标记尽