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星载AIS仿真平台的设计与实现

发布时间:2018-11-25 17:58
【摘要】:随着经济全球化的发展,各国贸易的不断增加,船舶数量也越来越多,海上交通运输越来越繁忙,对海域进行有效的海上实时监控变得越来越重要。星载AIS系统是将AIS接收信号设备搭载到卫星上,通过卫星接收和处理信号。由于星载AIS系统其接收信号覆盖范围广、实时性高等优点,近年来受各国海事部门的关注。信息全球化是国际上的趋势,中国想要在信息革命中掌握话语权,就必须在领域中作出突出的贡献,星载AIS就是一个很好的突破口。但是,中国对于星载AIS的研究起步比较晚,离西方发达国家有一定的距离,想要赶上和超过西方发达国家,还需要在研发中投入更多,同时需要提高研发的效率。众所周知,平台化的研究是提高研究效率的重要突破口,所以本文从星载AIS平台研究入手,设计并实现了星载AIS仿真平台。首先,本文对星载AIS系统进行了简单的阐述,介绍了星载AIS系统的研究状况,从研究状况入手,分析并说明了星载AIS仿真平台的研究的重要意义。然后,对星载AIS仿真平台中的相关技术背景做了简单的介绍,主要说明了 AIS信号的生成,其中包括AIS信号的规范,时分多址接入以及GMSK调制技术的相关实现,其次介绍了星载AIS的解调技术,其中包括同步头的寻找算法,冲突信号分离算法以及GMSK的相关解调算法。紧接着,分析了星载AIS仿真平台的相关需求,从研究者的角度,利用软件工程的相关方法对仿真平台进行需求分析,利用相关的使用场景,对需求进行细致的分析。接下来,论文介绍了 Matlab GUI平台的使用,着重分析了星载AIS仿真平台的三个重要模块的实现过程:星载AIS模拟源模块,信号解调模块,以及信号分析模块。对模拟源的进度生成,信号分析模块中的时隙冲突显示等功能进行了着重分析。最后通过四天线仿真算法的添加来验证仿真平台的效率。利用星载AIS模拟源生成四天线仿真的源信号,给解调器模块添加四天线仿真算法,使用解调器选择四天线解调算法对信号源进行解调,最后利用信号分析模块分析算法性能,以及与其他数据的对比。
[Abstract]:With the development of economic globalization, the number of ships is increasing and the number of ships is increasing, so it is more and more important to monitor the sea area in real time. The spaceborne AIS system carries the AIS receiving signal equipment to the satellite, receives and processes the signal through the satellite. Spaceborne AIS system has attracted the attention of maritime departments in recent years because of its wide range of received signals and high real-time performance. Information globalization is an international trend. If China wants to master the right of speech in the information revolution, it must make outstanding contributions in the field. Spaceborne AIS is a good breakthrough. However, the research on spaceborne AIS in China started relatively late, and there is a certain distance from the western developed countries. In order to catch up with and surpass the western developed countries, we still need to invest more in R & D and improve the efficiency of R & D at the same time. As we all know, platform-based research is an important breakthrough to improve the efficiency of research, so this paper starts with the research of spaceborne AIS platform, and designs and implements the spaceborne AIS simulation platform. Firstly, this paper briefly describes the spaceborne AIS system, introduces the research status of spaceborne AIS system, analyzes and explains the significance of the research of spaceborne AIS simulation platform from the point of view of the research status. Then, the related technical background of spaceborne AIS simulation platform is briefly introduced, which mainly explains the generation of AIS signal, including the specification of AIS signal, time division multiple access (TDMA) and the related realization of GMSK modulation technology. Secondly, the demodulation technology of spaceborne AIS is introduced, which includes synchronous head searching algorithm, collision signal separation algorithm and GMSK demodulation algorithm. Then, the related requirements of spaceborne AIS simulation platform are analyzed. From the perspective of researchers, the software engineering methods are used to analyze the requirements of the simulation platform, and the related usage scenarios are used to analyze the requirements carefully. Then, the paper introduces the use of Matlab GUI platform, focusing on the analysis of the implementation process of three important modules of spaceborne AIS simulation platform: spaceborne AIS analog source module, signal demodulation module, and signal analysis module. The functions of generating the analog source and displaying the time slot conflict in the signal analysis module are analyzed emphatically. Finally, the efficiency of the simulation platform is verified by adding four antenna simulation algorithms. The four antenna simulation algorithm is added to the demodulator module, the demodulator selects four antennas demodulation algorithm to demodulate the signal source, and the signal analysis module is used to analyze the performance of the algorithm. And the comparison with other data.
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U675.7;TP391.9

【参考文献】

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本文编号:2356960

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