星载AIS信号检测关键技术研究

发布时间：2017-10-15 08:45

  本文关键词：星载AIS信号检测关键技术研究

  更多相关文章： 星载AIS 波形匹配 多符号差分 干扰抑制

【摘要】：基于卫星的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)作为一种新型的海上助航和安全保障系统,能够实现全球所有海域船舶的监控,得到了越来越广泛的关注。星载AIS接收信号具有信噪比较低、多普勒频偏较大、存在多用户时隙冲突等特点,已有的检测算法检测没有综合考虑以上因素,检测性能不够理想。本文针对以上问题,将信号参数估计思想和检测算法相结合,在解码的过程中分别实现了频偏的估计和补偿、干扰信号对检测性能影响的抑制,简化了接收机的结构。(1)提出了一种基于频偏补偿的检测算法。利用AIS信号序列中的先验信息构造先验信号,通过计算并比较先验信号在不同时延和频偏下与接收信号的相关系数,估计出AIS信号的时延和频偏值。在估计出的时延和频偏的基础上可以使用两种方法实现信号序列的检测。一种是使用波形匹配的方法估计出AIS信号的码元序列,该方法不需要对信号进行解调,简单易于实现并且具有2比特差分检测算法更好的性能。另一种是在估计出的频偏的基础上,对中频数字信号进行频偏补偿下的延迟差分检测算法检测出信号序列,该方法能够在不降低差分检测性能的条件下,实现对存在较大多普勒频偏的星载AIS信号的差分检测。(2)提出一种检测性能不受频偏影响的多符号联合差分检测算法。根据多符号差分检测和最大似然检测的原理,将多阶差分的联合信息与Viterbi算法相结合,译码时利用多阶差分的联合信息对分支度量中多普勒频偏引起的相位偏移进行了估计,消除了频偏对解码性能的影响。仿真实验的结果表明,该算法具有较好的检测性能,并且检测性能不受恒定相位偏移和多普勒频偏的影响。(3)提出了一种抑制干扰信号的检测方法。根据最大似然准则得到了存在干扰信号时信息序列的最佳判决式,在Viterbi译码过程中对最佳判决式中总的干扰信号的幅度和相位进行了估计和补偿,抑制了干扰信号对解码性能的影响。仿真实验结果表明,该算法在低信干比下具有较好的检测性能。
【关键词】：星载AIS 波形匹配 多符号差分 干扰抑制
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-14
• 1.1.1 AIS技术的研究背景10-11
• 1.1.2 星载AIS技术概述11-13
• 1.1.3 课题研究意义13-14
• 1.2 AIS信号检测技术研究现状14-15
• 1.3 本文的主要研究内容及结构安排15-17
• 第二章 星载AIS信号及其基本的检测方法17-27
• 2.1 AIS信号模型17-20
• 2.1.1 AIS信号的数据帧结构17-18
• 2.1.2 AIS信号的调制方式及相位状态18-20
• 2.2 AIS信号的非相干检测20-26
• 2.2.1 基本的差分检测方法20-22
• 2.2.2 基于Laurent分解的Viterbi检测算法22-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第三章 星载AIS信号的频偏补偿检测算法27-39
• 3.1 基于波形匹配的时频联合估计27-28
• 3.1.1 相关系数定义27
• 3.1.2 时频联合估计27-28
• 3.2 基于波形匹配的解码算法28-30
• 3.3 基于频偏补偿的差分检测算法30-33
• 3.3.1 频偏补偿下的1bit延迟差分检测30-31
• 3.3.2 频偏补偿下的2bit延迟差分检测31-33
• 3.4 仿真实验及性能分析33-37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 星载AIS信号的多符号联合差分检测算法39-55
• 4.1 算法原理39-41
• 4.2 多符号联合差分检测41-48
• 4.2.1 基于联合差分信息补偿相位41-43
• 4.2.2 基于多阶联合差分信息补偿相位43-46
• 4.2.3 多符号联合差分Viterbi译码46-48
• 4.3 仿真实验及性能分析48-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 星载AIS信号的干扰抑制检测算法55-67
• 5.1 干扰抑制原理55-56
• 5.2 干扰抑制检测算法56-59
• 5.2.1 恒模干扰抑制检测算法56-57
• 5.2.2 非恒模干扰抑制检测算法57-58
• 5.2.3 干扰抑制检测的Viterbi译码58-59
• 5.3 仿真实验及性能分析59-66
• 5.4 本章小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 工作总结67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 参考文献69-74
• 发表论文和科研情况说明74-75
• 致谢75-76

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9 张钦明;一种用相位噪声测试系统的测量频偏方法[J];上海航天;1992年01期

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本文编号：1036190