船舶交通管理信息系统(VTS)作为海上交通指挥控制的中心,旨在提高海上交通运输效率,减少水上交通事故等。VHF通信子系统作为其重要组成,在VTS中心和船舶之间建立了有效的信息联系。传统VTS中的VHF通信子系统采用专用岸基VHF通信设备,其缺点是工程造价高,可扩展性相对较差。目前,VoIP技术正逐步运用在VTS的VHF通信系统中,其采用商业的话音网关处理技术,未针对VHF通信特点做出调整和改进。因此,VHF通信系统存在话音与控制信号传输不同步的问题,同时话音传输不完整且质量较差。本文主要研究一套基于船用VHF设备和VoIP技术的VHF通信子系统。首先,针对船用VHF设备,提出了基于VoIP技术的VHF通信子系统的整体设计方案,对VHF-VoIP网关各部分关键模块进行了设计和分析。其次,针对VHF通信子系统中话音和控制信号不同步的缺点,提出了两种VTS中VHF通信系统专用的网络封包模型。将控制和话音信号通过网络协议封装打包,有效解决了话音传输不完整和质量差等问题。然后对LPC、DPCM、ADPCM和CS-ACELP压缩编解码算法进行对比分析,采用了 CS-ACELP编解码算法,并提出改进的结构简单的多特征值VAD预编码算法。在高压缩比的情况下,降低了算法的复杂度,提高了 VHF通信的实时性和灵活性。最后,通过本文设计的神经网络话音评价系统验证了该编解码算法的有效性。本课题研究结果表明,VHF-VoIP网关不仅实现了 VHF终端与VHF收发信机之间的实时通话,而且实现了 VTS中VHF终端对基站VHF收发信机的远程控制和状态回执,同时优化了 VHF系统信息的数字化传输和话音通信的数字化控制管理,有效解决了 VTS系统中利用VoIP所实现的VHF通信子系统所存在的问题,利用本课题提出的VHF-VoIP网关,可实现船用VHF设备在VTS系统中的应用。