ASM基带调制解调算法研究及工程实现

发布时间:2018-04-23 06:52

  本文选题:ASM + π/4正交相移键控 ; 参考:《大连海事大学》2017年硕士论文


【摘要】:甚高频数据交换系统(VHF Data Exchange System,VDES)是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)加强和升级版系统。由于海面上船舶通信需求的日益增加,原本用来对船舶进行相互识别从而避免碰撞的AIS系统,却逐渐担负起了船岸之间数据通信的任务,为AIS甚高频数据链路资源的使用和保护带来了风险,也对水上通信及船舶安全航行造成了潜在的不利影响。为了响应世界无线电会议的提议,针对水上移动通信日益增加的通信需求,本文重点研究了 VDES系统中,特殊应用报文——ASM(Application-specific messages)信道的研究与实现。通过整合,以 AIS+ASM+VDE为架构的VDES系统能够极大地缓解现阶段AIS系统数据通信的压力。通过对ITU-RM.2092建议书的深入研究,本文详细介绍了建议书中对ASM信道物理层和链路层的通信指标,并且根据指标,对ASM信道的基带数据调制方式——π/4正交相移键控进行了完整的数学建模解析,以及配套模块的分析。基于理论分析,对π/4QPSK调制与解调进行了 MATLAB仿真和基于Xilinx公司FPGA平台的工程实现。本文通过调制结构和解调结构两个方面,论述了工程实现的整体架构,然后对架构中的各个模块的实现进行了详细介绍。在工程中,达到了 ASM基带数据调制解调处理的基本要求,还开发了一套基于Zynq平台的片上系统实时数据显示、调试模块,并对此进行了完整的结构介绍和实现解析。本文在工程上分为基于数学模型的仿真和基于FPGA的功能实现两方面。关于仿真部分,是利用MATLAB R2014a进行了全面的系统建模,构建了能够支撑工程实现的系统流程,生成了响应的仿真图形。关于FPGA部分,是利用Xilinx公司开发的Vivado系统开发套件,Zynq系列Zedboard开发平台,完成实现。实时数据显示模块也是在Zynq系统AXI4总线架构下开发的模块,创新性地将需求分为物理层和应用层两方面分别进行实现,达到预期目的,并对今后的开发方式产生指导性作用。
[Abstract]:VHF Data Exchange system VDES (VHF Data Exchange system VDES) is an enhanced and upgraded system for automatic Identification system (AIS) in the field of marine mobile services. Due to the increasing demand for ship communication on the sea surface, the AIS system, which was originally used to identify each other and avoid collision, has gradually taken on the task of data communication between ships and shores. It brings risks to the use and protection of AIS VHF data link resources, and also has a potential adverse impact on maritime communications and the safe navigation of ships. In order to respond to the proposal of the world radio conference and to meet the increasing demand of mobile communication on water, this paper focuses on the research and implementation of the special application message-specific message channel in VDES system. Through integration, the VDES system based on AIS ASM VDE can greatly relieve the pressure of data communication in AIS system at present. Through the in-depth study of the ITU-RM.2092 recommendation, this paper introduces the communication index of the ASM channel physical layer and the link layer in detail, and according to the index, In this paper, the baseband data modulation mode-蟺 / / 4 orthogonal phase-shift keying in ASM channel is analyzed by mathematical modeling and supporting modules. Based on the theoretical analysis, the 蟺 / 4QPSK modulation and demodulation is simulated by MATLAB and implemented based on the FPGA platform of Xilinx. In this paper, the whole architecture of engineering implementation is discussed from two aspects: modulation structure and demodulation structure, and then the implementation of each module in the architecture is introduced in detail. In the project, the basic requirements of ASM baseband data modulation and demodulation are achieved, and a real-time data display and debugging module of the on-chip system based on Zynq platform is developed, and the complete structure of the module is introduced and analyzed. This paper is divided into two aspects: simulation based on mathematical model and function realization based on FPGA. In the part of simulation, we use MATLAB R2014a to model the whole system, construct the system flow that can support the project, and generate the simulation graph of the response. As for FPGA, the Vivado system development suite developed by Xilinx is a Zynq series Zedboard development platform, which is implemented. The real-time data display module is also developed under the AXI4 bus architecture of Zynq system. It innovatively divides the requirement into physical layer and application layer to achieve the desired purpose, and has a guiding effect on the future development mode.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN915.05;U675.7

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本文编号:1790902

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