星载AIS模拟源的设计及其应用

发布时间：2020-09-07 12:23

　　 随着经济全球化和船舶技术水平的不断提高,海洋运输事业迅速发展。星载船舶自动识别系统(AIS,Automatic Identification System)是为了解决海洋运输中存在的安全问题以及及时实现海洋救险等问题而提出的。我国星载AIS技术起步较晚,与国外的挪威、德国、美国等国家具有较大的差距。目前国内星载AIS信号数据较少,国外购买AIS数据价格昂贵且数量有限,因此星载AIS模拟源的研究势在必行。星载AIS模拟源依据国际电信联盟制定的ITU-RM.1371-5建议书,仿真生成的星载AIS信号,不仅可以为星载AIS接收模块提供有效的AIS数据,同时也可以用于分析星载AIS系统中的冲突信号的特点及相关参数分布情况,便于系统的后续研究。本文设计并实现了星载AIS模拟源,分析了不同情况下的AIS信号的功率分布和冲突情况,将模拟源信号应用于接收模块,验证了接收模块的检测概率性能,并且设计了星载AIS可视化仿真平台的数据库。首先,详细介绍了星载AIS系统的研究背景和研究意义,介绍了星载AIS系统概述,分析了星载AIS模拟源组成及其意义。然后,深入研究了 ITU-RM.1371-5建议书相关规范,分析了卫星信道中信号功率、频偏、实验、DOA等参数的相关理论,调研了接收系统和检测概率的相关理论,设计并实现了星载AIS模拟源框架及其相关模块。接下来,仿真了不同场景下模拟源信号的冲突情况,为接收模块的研究和改进提供了重要依据。星载AIS模拟源信号被应用于接收模块,分析了不同情况下的解调性能,基于已有仿真软件设计了星载AIS系统可视化平台数据库,为设计星载AIS系统可视化平台提供了基础。最后,总结了论文研究的主要内容,提出了可进一步研究的相关内容,为后续研究提供了有效依据。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V443;U675.7
【部分图文】：

逦充比特逦反变换逡逑图２－６解调方案流程图［６２］逡逑首先接收到的ＡＩＳ信号通过时频联合同步算法［６３１，根据相关峰最大原理，逡逑获取信号的同步位，从而找到信号起始位置，接下来估计时延、频偏等信道相关逡逑参数，结合信道估计相关参数使用最大似然估计算法进行信号解调，解调结果经逡逑过双极性不归零码（ＮＲＺＩ）反变换转化成单极性不归零码，然后根据信号源添加逡逑填充比特的规则去除填充比特，获取添加ＣＲＣ校验位的比特信息。最后经由ＣＲＣ逡逑校验算法得到原始船舶信息并输出结果。逡逑多天线解调方案是在单天线解调基础之上，利用多个天线接收ＡＩＳ信号，采逡逑用信号盲分离技术，将组合的冲突信号分离成多路信号，然后单独使用单天线解逡逑调算法进行解调。增加接收天线数可以提高系统的解调性能

逦充比特逦反变换逡逑图２－６解调方案流程图［６２］逡逑首先接收到的ＡＩＳ信号通过时频联合同步算法［６３１，根据相关峰最大原理，逡逑获取信号的同步位，从而找到信号起始位置，接下来估计时延、频偏等信道相关逡逑参数，结合信道估计相关参数使用最大似然估计算法进行信号解调，解调结果经逡逑过双极性不归零码（ＮＲＺＩ）反变换转化成单极性不归零码，然后根据信号源添加逡逑填充比特的规则去除填充比特，获取添加ＣＲＣ校验位的比特信息。最后经由ＣＲＣ逡逑校验算法得到原始船舶信息并输出结果。逡逑多天线解调方案是在单天线解调基础之上，利用多个天线接收ＡＩＳ信号，采逡逑用信号盲分离技术，将组合的冲突信号分离成多路信号，然后单独使用单天线解逡逑调算法进行解调。增加接收天线数可以提高系统的解调性能

逦充比特逦反变换逡逑图２－６解调方案流程图［６２］逡逑首先接收到的ＡＩＳ信号通过时频联合同步算法［６３１，根据相关峰最大原理，逡逑获取信号的同步位，从而找到信号起始位置，接下来估计时延、频偏等信道相关逡逑参数，结合信道估计相关参数使用最大似然估计算法进行信号解调，解调结果经逡逑过双极性不归零码（ＮＲＺＩ）反变换转化成单极性不归零码，然后根据信号源添加逡逑填充比特的规则去除填充比特，获取添加ＣＲＣ校验位的比特信息。最后经由ＣＲＣ逡逑校验算法得到原始船舶信息并输出结果。逡逑多天线解调方案是在单天线解调基础之上，利用多个天线接收ＡＩＳ信号，采逡逑用信号盲分离技术，将组合的冲突信号分离成多路信号，然后单独使用单天线解逡逑调算法进行解调。增加接收天线数可以提高系统的解调性能

【参考文献】

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本文编号：2813341