本文關鍵詞：星載AIS信號檢測關鍵技術研究

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【摘要】：基于衛(wèi)星的船舶自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System,AIS)作為一種新型的海上助航和安全保障系統(tǒng),能夠實現全球所有海域船舶的監(jiān)控,得到了越來越廣泛的關注。星載AIS接收信號具有信噪比較低、多普勒頻偏較大、存在多用戶時隙沖突等特點,已有的檢測算法檢測沒有綜合考慮以上因素,檢測性能不夠理想。本文針對以上問題,將信號參數估計思想和檢測算法相結合,在解碼的過程中分別實現了頻偏的估計和補償、干擾信號對檢測性能影響的抑制,簡化了接收機的結構。(1)提出了一種基于頻偏補償的檢測算法。利用AIS信號序列中的先驗信息構造先驗信號,通過計算并比較先驗信號在不同時延和頻偏下與接收信號的相關系數,估計出AIS信號的時延和頻偏值。在估計出的時延和頻偏的基礎上可以使用兩種方法實現信號序列的檢測。一種是使用波形匹配的方法估計出AIS信號的碼元序列,該方法不需要對信號進行解調,簡單易于實現并且具有2比特差分檢測算法更好的性能。另一種是在估計出的頻偏的基礎上,對中頻數字信號進行頻偏補償下的延遲差分檢測算法檢測出信號序列,該方法能夠在不降低差分檢測性能的條件下,實現對存在較大多普勒頻偏的星載AIS信號的差分檢測。(2)提出一種檢測性能不受頻偏影響的多符號聯合差分檢測算法。根據多符號差分檢測和最大似然檢測的原理,將多階差分的聯合信息與Viterbi算法相結合,譯碼時利用多階差分的聯合信息對分支度量中多普勒頻偏引起的相位偏移進行了估計,消除了頻偏對解碼性能的影響。仿真實驗的結果表明,該算法具有較好的檢測性能,并且檢測性能不受恒定相位偏移和多普勒頻偏的影響。(3)提出了一種抑制干擾信號的檢測方法。根據最大似然準則得到了存在干擾信號時信息序列的最佳判決式,在Viterbi譯碼過程中對最佳判決式中總的干擾信號的幅度和相位進行了估計和補償,抑制了干擾信號對解碼性能的影響。仿真實驗結果表明,該算法在低信干比下具有較好的檢測性能。
【關鍵詞】：星載AIS 波形匹配 多符號差分 干擾抑制
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景及意義10-14
• 1.1.1 AIS技術的研究背景10-11
• 1.1.2 星載AIS技術概述11-13
• 1.1.3 課題研究意義13-14
• 1.2 AIS信號檢測技術研究現狀14-15
• 1.3 本文的主要研究內容及結構安排15-17
• 第二章 星載AIS信號及其基本的檢測方法17-27
• 2.1 AIS信號模型17-20
• 2.1.1 AIS信號的數據幀結構17-18
• 2.1.2 AIS信號的調制方式及相位狀態(tài)18-20
• 2.2 AIS信號的非相干檢測20-26
• 2.2.1 基本的差分檢測方法20-22
• 2.2.2 基于Laurent分解的Viterbi檢測算法22-26
• 2.3 本章小結26-27
• 第三章 星載AIS信號的頻偏補償檢測算法27-39
• 3.1 基于波形匹配的時頻聯合估計27-28
• 3.1.1 相關系數定義27
• 3.1.2 時頻聯合估計27-28
• 3.2 基于波形匹配的解碼算法28-30
• 3.3 基于頻偏補償的差分檢測算法30-33
• 3.3.1 頻偏補償下的1bit延遲差分檢測30-31
• 3.3.2 頻偏補償下的2bit延遲差分檢測31-33
• 3.4 仿真實驗及性能分析33-37
• 3.5 本章小結37-39
• 第四章 星載AIS信號的多符號聯合差分檢測算法39-55
• 4.1 算法原理39-41
• 4.2 多符號聯合差分檢測41-48
• 4.2.1 基于聯合差分信息補償相位41-43
• 4.2.2 基于多階聯合差分信息補償相位43-46
• 4.2.3 多符號聯合差分Viterbi譯碼46-48
• 4.3 仿真實驗及性能分析48-54
• 4.4 本章小結54-55
• 第五章 星載AIS信號的干擾抑制檢測算法55-67
• 5.1 干擾抑制原理55-56
• 5.2 干擾抑制檢測算法56-59
• 5.2.1 恒模干擾抑制檢測算法56-57
• 5.2.2 非恒模干擾抑制檢測算法57-58
• 5.2.3 干擾抑制檢測的Viterbi譯碼58-59
• 5.3 仿真實驗及性能分析59-66
• 5.4 本章小結66-67
• 第六章 總結與展望67-69
• 6.1 工作總結67-68
• 6.2 工作展望68-69
• 參考文獻69-74
• 發(fā)表論文和科研情況說明74-75
• 致謝75-76

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