为解决目前自动识别系统（AIS）的信道拥塞问题,国际电信联盟（ITU）、国际海事组织（IMO）及国际航标协会（IALA）等国际海事组织提出了甚高频数据交换系统（VDES）的概念。全球各个国家自2013年起就对VDES系统的概念和设计进行了大量的研究和讨论,本文主要针对VDES系统设计以及多址技术算法进行相关研究。甚高频数据交换系统（VDES）在其前身自动识别系统（AIS）的基础上针对各项业务进行了细化,包括将特殊应用信息（ASM）单独划分,同时增加了部分信道以满足甚高频数据交换的功能实现。本文针对VDES系统设计及其多址技术算法改进主要进行了以下研究:首先,对本文所涉及到的相关理论与技术进行了介绍。包括自动识别系统、特殊应用信息及甚高频数据交换的信道频率、信道划分及功率大小等指标参数。同时,对系统实现所采用的软件无线电进行了理论分析与系统仿真。其次,结合软件无线电,设计了VDES系统的总体框图。在此基础上,围绕相关协议中的参数指标,提出了本文甚高频数据交换系统的指标。在系统硬件设计中,对VDES系统中的射频收发链路、低噪声放大器、滤波器以及电源部分进行了设计,其中射频链路部分采用了超外差式结构进行设计。且设计中充分考虑了系统的可靠性和可维护性。其三,针对船舶在实际通信过程中所遇到的时隙预约冲突问题,提出了一种多址技术的改进算法。该部分首先搭建了时隙预约冲突模型,并进行了建模分析。然后针对目前时隙预约算法的不足,提出了一种改进后的预约算法,进行了相关的仿真,验证了其性能优于当前多址技术算法。最后,进行了甚高频数据交换系统的实现以及相关测试。甚高频数据交换系统实现在射频收发链路、电源以及数字处理部分完成后,增加相应外部模块,包括电源模块和天线模块。在甚高频数据交换系统实现后,从移动通信系统测试原则中选取其测试内容,该部分主要分为指标测试以及功能测试。指标测试主要结合甚高频数据交换系统的技术指标进行。功能性测试,包括有ping测试,样机间的信息及文件传输。测试结果论证了软件无线电实现甚高频数据交换系统的可实现性。