星载AIS系统设计及算法研究

发布时间：2017-09-18 15:43

  本文关键词：星载AIS系统设计及算法研究

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【摘要】：随着海上交通运输的不断发展,对海域进行有效的实时监测以保证船舶航行安全也变得越来越重要。星载AIS系统凭借其接收信号覆盖范围广、实时性高、不受国籍限制等优点受到了广泛的关注。由于卫星覆盖范围广,接收到的信号中存在冲突信号,这对合理构建星载AIS系统以及选择正确的解调解码信息关键技术有很高的要求。 本论文依托航天研究院共同合作的“AIS技术研究”项目,对星载AIS信号源、AIS接收机设计进行了详细的研究分析。 首先,本论文阐述了AIS系统以及星载AIS系统的研究意义以及现今国内外的研究现状,重点分析了GB/T20068-2006船载自动识别系统(AIS)技术要求中的AIS信号源机制和星载AIS系统中所涉及的相关核心技术。 其次,提出了星载AIS系统的设计方案,在协议规定和相关技术研究基础上实现AIS信号源与接收机的设计,包括卫星信道模型建立、AIS信号源研究、改进的GMSK解调算法等。根据系统实现需求,提出了一种时频联合帧同步算法,并针对无冲突信号与冲突信号进行了不同的处理与改进。 最后,基于MATLAB对单天线单用户、单天线多用户进行系统级仿真,统计不同功率差、时延差、多普勒频偏差情况下的误码率与误帧率,验证系统的可行性与正确性。仿真结果表明,构建的星载AIS系统能对软件生成的数据以及硬件接收的数据进行解调,验证了该系统的正确性。同时,通过仿真可以得出,对于无冲突的信号,系统解调性能非常高,对于冲突信号,其解调性能与冲突信号的差异性有关,当冲突信号间差异越大,解调性能越好。
【关键词】：星载AIS 系统设计 卫星信道 时频联合帧同步 JMLSE联合解调 系统级仿真
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U675.7
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 论文研究背景及其意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 国外研究现状10-11
• 1.2.2 国内研究现状11-12
• 1.3 论文主要研究工作12-13
• 1.4 论文内容安排13-14
• 第二章 星载AIS系统分析14-25
• 2.1 星载AIS系统14-15
• 2.2 星载AIS相关技术综述15-23
• 2.2.1 船舶分布模型分析15-17
• 2.2.2 典型卫星信道分析17-19
• 2.2.3 卫星天线介绍19
• 2.2.4 GMSK调制解调原理介绍19-21
• 2.2.5 帧同步算法介绍21-23
• 2.3 本章小结23-25
• 第三章 星载AIS系统总体设计25-42
• 3.1 星载AIS系统组成框图25-26
• 3.2 AIS模拟源研究26-32
• 3.2.1 船舶分布模型研究26-28
• 3.2.2 卫星信道模型研究28-29
• 3.2.3 AIS信源软件成帧的实现方法29-32
• 3.3 AIS接收机研究32-39
• 3.3.1 差分解调算法33-34
• 3.3.2 基于Viterbi的MLSE算法34-35
• 3.3.3 改进的差分解调算法35-38
• 3.3.4 JMLSE联合解调算法38-39
• 3.4 基于单天线的星载AIS系统方案设计39-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 基于星载AIS信号的帧同步算法研究42-55
• 4.1 单用户帧同步算法42-51
• 4.1.1 时频联合同步算法42-47
• 4.1.2 改进的时频联合同步算法47-49
• 4.1.3 仿真结果与分析49-51
• 4.2 多用户帧同步算法51-54
• 4.2.1 VA译码与信号重构51
• 4.2.2 串行干扰消除51-52
• 4.2.3 仿真结果与分析52-54
• 4.3 本章小结54-55
• 第五章 单天线系统级仿真55-60
• 5.1 单天线单用户仿真结果55-57
• 5.2 单天线多用户仿真结果57-59
• 5.3 本章小结59-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 全文总结60
• 6.2 展望60-62
• 参考文献62-65
• 致谢65-66
• 攻读学位期间发表的学术论文目录66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 曾佐祺;李赞;;基于Viterbi算法的GMSK信号解调性能分析与仿真[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2008年02期

2 翁木云,付晓研;Ka频段卫星信道的衰减特性[J];电讯技术;2005年05期

3 姚娜;蔡容海;;AIS系统中GMSK的调制解调[J];电讯技术;2006年05期

4 钟杰;王怀胜;郑力;;星载AIS接收冲突分析及仿真[J];电讯技术;2010年10期

5 潘宝凤;梁先明;;星载AIS接收系统设计及关键技术[J];电讯技术;2011年05期

6 王海砚;席在杰;杨文静;;星载AIS检测概率计算模型与算法分析[J];电讯技术;2011年11期

7 杨奎;寻远;;机载平台AIS时隙冲突及发现概率分析[J];电讯技术;2012年06期

8 余运超,郝文辉,孙宏林,韩光伟;UHF、L频段陆地卫星移动通信业务遮蔽环境衰落研究[J];电波科学学报;2000年04期

9 赵冬梅，贺丰，，陈振国;移动卫星通信信道模型的研究[J];电信快报;1996年10期

10 白_g;杨晓静;张玉;;对AOS协议中卫星自适应帧的帧同步码识别[J];电子信息对抗技术;2012年03期

本文编号：876414