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

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【摘要】：自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System,簡(jiǎn)稱AIS)是國(guó)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(shí)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(hào)。星載AIS系統(tǒng)的主要功能是對(duì)截獲的AIS信號(hào)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(guó)家,對(duì)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(guó)內(nèi),對(duì)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(guó)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(hào)存在性檢測(cè)、混合信號(hào)盲分離、AIS信號(hào)模式識(shí)別和AIS信息恢復(fù)。信號(hào)存在性檢測(cè),即對(duì)截獲的信號(hào)檢測(cè)其中存在信號(hào)。本文通過分析信號(hào)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(cè)概率可達(dá)98%以上。由于星載平臺(tái)接收AIS信號(hào)時(shí),有可能存在時(shí)隙沖突的情況,即接收的信號(hào)可能是多個(gè)AIS信號(hào)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(duì)接收信號(hào)進(jìn)行了盲分離。盲信號(hào)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(duì)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(hào)頻段內(nèi)其它通信信號(hào)的干擾,本文需要將AIS信號(hào)從通信信號(hào)集中識(shí)別出來,即進(jìn)行AIS信號(hào)模式識(shí)別。本文提出了一種基于高階累積量和頻譜的聯(lián)合識(shí)別算法,并對(duì)由AM、FM、BPSK、2FSK、QPSK、16QAM和AIS(即GMSK)信號(hào)組成的信號(hào)集進(jìn)行了識(shí)別,在信噪比大于10dB的時(shí)候,各信號(hào)識(shí)別率達(dá)90%以上。AIS信息恢復(fù)包括AIS信號(hào)解調(diào)和AIS信號(hào)解幀兩個(gè)部分。對(duì)于AIS信號(hào)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(hào)解幀,即根據(jù)HDLC協(xié)議恢復(fù)信號(hào)的原始意義,本文以信號(hào)類型識(shí)別碼為1的AIS信號(hào)為例,對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。本文對(duì)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(duì)每個(gè)算法的性能進(jìn)行了分析,最后在Visual Studio平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng),最終完成了對(duì)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(hào)檢測(cè) 盲源分離 調(diào)制識(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 符號(hào)對(duì)照表13-14
• 縮略語對(duì)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?jī)?nèi)容及組織結(jié)構(gòu)20-23
• 第二章 AIS信號(hào)產(chǎn)生與突發(fā)信號(hào)存在性檢測(cè)23-35
• 2.1 AIS信號(hào)產(chǎn)生23-31
• 2.1.1 AIS信號(hào)協(xié)議分組格式23-24
• 2.1.2 AIS信號(hào)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(hào)產(chǎn)生仿真27-31
• 2.2 突發(fā)信號(hào)存在性檢測(cè)31-33
• 2.2.1 突發(fā)信號(hào)存在性檢測(cè)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(hào)盲分離算法研究35-55
• 3.1 混合信號(hào)盲分離概述36
• 3.2 多通道盲信號(hào)分離36-39
• 3.2.1 ICA算法原理36-38
• 3.2.2 聯(lián)合對(duì)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(hào)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(píng)價(jià)41-52
• 3.4.1 盲信號(hào)分離的性能評(píng)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(hào)識(shí)別與恢復(fù)55-77
• 4.1 AIS信號(hào)識(shí)別55-65
• 4.1.1 信號(hào)模式識(shí)別概述55-56
• 4.1.2 信號(hào)模式識(shí)別流程56-57
• 4.1.3 信號(hào)模式識(shí)別算法原理57-59
• 4.1.4 信號(hào)模式識(shí)別仿真59-65
• 4.2 AIS信號(hào)解調(diào)65-74
• 4.2.1 AIS信號(hào)解調(diào)概述65-66
• 4.2.2 AIS信號(hào)解調(diào)方法原理66-68
• 4.2.3 AIS信號(hào)解調(diào)仿真68-74
• 4.3 AIS信號(hào)解幀74-76
• 4.3.1 AIS信號(hào)解幀流程74-75
• 4.3.2 AIS信號(hào)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(jiǎn)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(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉業(yè)輝;GMSK信號(hào)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

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8 韓U，

本文編號(hào)：1003061