本文關(guān)鍵詞：星載AIS接收系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 星載AIS 突發(fā)信號檢測 盲源分離 調(diào)制識別 GMSK解調(diào)

【摘要】：自動(dòng)識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,簡稱AIS)是國際海洋組織強(qiáng)制規(guī)定使用的一種新型的助航系統(tǒng),已被廣泛應(yīng)用于船舶通信與衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。船舶AIS系統(tǒng)已發(fā)展成通用船舶自動(dòng)識別系統(tǒng),但是其通信范圍比較有限。星載AIS系統(tǒng)是在船舶AIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型系統(tǒng),它可以在更大范圍內(nèi)接收AIS信號。星載AIS系統(tǒng)的主要功能是對截獲的AIS信號進(jìn)行分析和處理,這在軍事和民用領(lǐng)域都有重大的意義。在發(fā)達(dá)國家,對星載AIS系統(tǒng)的研究已漸漸成熟,有些已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)際衛(wèi)星。而在國內(nèi),對于這方面的研究還處于起步階段,很多研究人員的重心集中在某一模塊,目前并沒有形成一個(gè)完整的系統(tǒng)。本文在國內(nèi)外研究成果的基礎(chǔ)上,結(jié)合科研項(xiàng)目的具體要求,構(gòu)建了一個(gè)完整的星載AIS接收系統(tǒng)。本文構(gòu)建的星載AIS接收系統(tǒng)包括四個(gè)模塊,分別為突發(fā)信號存在性檢測、混合信號盲分離、AIS信號模式識別和AIS信息恢復(fù)。信號存在性檢測,即對截獲的信號檢測其中存在信號。本文通過分析信號的頻譜形式,提出了一種平均值截取法,在信噪比大于10dB的時(shí)候,檢測概率可達(dá)98%以上。由于星載平臺接收AIS信號時(shí),有可能存在時(shí)隙沖突的情況,即接收的信號可能是多個(gè)AIS信號的混合形式,為了提高星載AIS接收系統(tǒng)的工作效率,本文對接收信號進(jìn)行了盲分離。盲信號分離算法分為多通道分離和單通道分離兩類:多通道分離一般采用ICA(獨(dú)立分量分析)的方法,本文實(shí)現(xiàn)了其中的兩種算法(JADE和Fast ICA),其系統(tǒng)矩陣均接近單位陣;對于單通道分離,本文實(shí)現(xiàn)了基于正交采樣的單通道分離算法,分離后誤碼率較低。為了排除AIS信號頻段內(nèi)其它通信信號的干擾,本文需要將AIS信號從通信信號集中識別出來,即進(jìn)行AIS信號模式識別。本文提出了一種基于高階累積量和頻譜的聯(lián)合識別算法,并對由AM、FM、BPSK、2FSK、QPSK、16QAM和AIS(即GMSK)信號組成的信號集進(jìn)行了識別,在信噪比大于10dB的時(shí)候,各信號識別率達(dá)90%以上。AIS信息恢復(fù)包括AIS信號解調(diào)和AIS信號解幀兩個(gè)部分。對于AIS信號解調(diào),本文實(shí)現(xiàn)了差分解調(diào)法、鑒頻解調(diào)法和相干解調(diào)法,并進(jìn)行了性能分析;AIS信號解幀,即根據(jù)HDLC協(xié)議恢復(fù)信號的原始意義,本文以信號類型識別碼為1的AIS信號為例,對結(jié)果進(jìn)行了分析。本文對星載AIS系統(tǒng)的各個(gè)模塊的算法均用MATLAB和C語言實(shí)現(xiàn),并對每個(gè)算法的性能進(jìn)行了分析,最后在Visual Studio平臺下實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng),最終完成了對整個(gè)星載AIS接收系統(tǒng)基本模塊算法的研究。
【關(guān)鍵詞】：星載AIS 突發(fā)信號檢測 盲源分離 調(diào)制識別 GMSK解調(diào)
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 符號對照表13-14
• 縮略語對照表14-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 概述17
• 1.2 AIS研究背景與發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.2.1 船舶AIS研究背景與發(fā)展現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 星載AIS研究背景與發(fā)展現(xiàn)狀19
• 1.3 本文研究意義19-20
• 1.4 本文研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)20-23
• 第二章 AIS信號產(chǎn)生與突發(fā)信號存在性檢測23-35
• 2.1 AIS信號產(chǎn)生23-31
• 2.1.1 AIS信號協(xié)議分組格式23-24
• 2.1.2 AIS信號調(diào)制方式24-25
• 2.1.3 GMSK調(diào)制方法原理25-27
• 2.1.4 AIS信號產(chǎn)生仿真27-31
• 2.2 突發(fā)信號存在性檢測31-33
• 2.2.1 突發(fā)信號存在性檢測概述31
• 2.2.2 平均值法原理與仿真分析31-33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 第三章 混合信號盲分離算法研究35-55
• 3.1 混合信號盲分離概述36
• 3.2 多通道盲信號分離36-39
• 3.2.1 ICA算法原理36-38
• 3.2.2 聯(lián)合對角化算法（JADE）38
• 3.2.3 Fast ICA算法38-39
• 3.3 基于正交采樣的單通道分離算法39-41
• 3.3.1 信號正交采樣原理39-40
• 3.3.2 基于正交采樣的ICA算法40-41
• 3.4 算法仿真及性能評價(jià)41-52
• 3.4.1 盲信號分離的性能評價(jià)準(zhǔn)則42
• 3.4.2 JADE算法仿真42-46
• 3.4.3 Fast ICA算法仿真46-49
• 3.4.4 基于正交采樣的單通道分離算法仿真49-52
• 3.5 本章小結(jié)52-55
• 第四章 AIS信號識別與恢復(fù)55-77
• 4.1 AIS信號識別55-65
• 4.1.1 信號模式識別概述55-56
• 4.1.2 信號模式識別流程56-57
• 4.1.3 信號模式識別算法原理57-59
• 4.1.4 信號模式識別仿真59-65
• 4.2 AIS信號解調(diào)65-74
• 4.2.1 AIS信號解調(diào)概述65-66
• 4.2.2 AIS信號解調(diào)方法原理66-68
• 4.2.3 AIS信號解調(diào)仿真68-74
• 4.3 AIS信號解幀74-76
• 4.3.1 AIS信號解幀流程74-75
• 4.3.2 AIS信號解幀仿真75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-77
• 第五章 總結(jié)與展望77-79
• 5.1 研究總結(jié)77-78
• 5.2 研究展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 作者簡介85-86
• 1. 基本情況85
• 2. 教育背景85
• 3. 攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果85-86

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉業(yè)輝;GMSK信號仿真研究[J];北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2005年02期

2 王瑋;徐洪洲;叢培勝;;基于維特比算法解調(diào)GMSK信號分析[J];海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào);2008年01期

3 陳亮;張超;沈兵;;GMSK調(diào)制器在電力線通信中的實(shí)現(xiàn)[J];船電技術(shù);2012年09期

4 李慶坤;郭肅麗;;利用高斯最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制的遙測和測距技術(shù)[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2014年06期

5 陳宏偉,康士棣;GMSK的非相干最大似然檢測[J];鐵道學(xué)報(bào);1990年02期

6 郭華;;一種高效的GMSK差分解調(diào)算法及其性能分析[J];微電機(jī);2011年02期

7 馬遷;;基于GMSK的數(shù)據(jù)鏈跳頻抗干擾技術(shù)[J];艦船電子工程;2007年02期

8 韓U，

本文編號：1003061