本文關(guān)鍵詞：星載AIS接收機中同步算法的研究

  更多相關(guān)文章： 星載AIS接收機 參數(shù)同步 最小二乘 頻譜插值 頻率補償

【摘要】：星載AIS(Automatic Identification System,AIS)一種新型的船舶動態(tài)調(diào)控和助航避碰的海事航行安全保障系統(tǒng),利用低軌近地衛(wèi)星搭載AIS接收機,在高空中接收和解碼船舶播發(fā)的AIS報文,擴展了通用AIS系統(tǒng)的工作半徑,成為國家政府部門掌握國際航運業(yè)的發(fā)展趨勢和海洋經(jīng)濟貿(mào)易脈搏的重要手段,有效地對我國的航運和經(jīng)濟貿(mào)易進行宏觀調(diào)控,促進我國航運業(yè)和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。作為星載AIS接收機中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),AIS信號的時間和頻率同步問題一直是國內(nèi)外專家學(xué)者的研究熱點。本文對經(jīng)典同步算法進行仿真分析,并針對算法的不足提出以下方案:(1)針對經(jīng)典算法估計精度和復(fù)雜度的缺陷,提出了基于相位響應(yīng)重構(gòu)的時間同步算法�；谧钚《嗽韺ο辔幻}沖響應(yīng)進行簡化重構(gòu),再對接收信號進行相位展開,從頻域輻角中得到時延。該算法具有較高的精度,在低信噪比的情況下較經(jīng)典的二階自相關(guān)算法有較大的提升,運算復(fù)雜度也大大降低。(2)針對項目組設(shè)計的星載AIS接收機中頻接收方案,提出基于FFT譜線插值的頻偏估計算法。接收信號在中頻上經(jīng)過時間同步后,在先驗序列的輔助下消除接收信號中調(diào)制信息的影響,通過信號頻譜中的譜線最大值和相鄰的譜線進行頻率插值,估計得到高精度的頻偏。理論分析和仿真實驗表明該算法具有較大的頻偏估計范圍,估計精度較高,在高信噪比下算法與MCRB相差1.7dB。(3)通過分析二階自相關(guān)函數(shù)中求和因子和算法性能的關(guān)系,提出一種兩步求精的頻偏估計算法,利用一個較小的求和因子獲得大范圍頻偏下的頻偏粗估計值,對信號進行頻偏補償,降低接收信號的頻偏,然后通過一個較大的求和因子得到高精度的頻偏估計值。仿真表明改進算法的估計范圍可達2bR,估計精度較經(jīng)典算法有大幅提升,十分接近MCRB。為檢驗同步算法的實際性能,對AIS系統(tǒng)中的VDL信號鏈路進行模擬,基于VDL鏈路信號對時間和頻率同步算法的性能進行測試。
【關(guān)鍵詞】：星載AIS接收機 參數(shù)同步 最小二乘 頻譜插值 頻率補償
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 課題研究背景9-12
• 1.1.1 AIS的相關(guān)背景9-10
• 1.1.2 星載AIS技術(shù)10-12
• 1.2 參數(shù)同步算法意義及現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 研究意義12
• 1.2.2 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點14-16
• 1.3.1 本文的主要內(nèi)容14-15
• 1.3.2 本文的創(chuàng)新點15-16
• 第二章 AIS信號的結(jié)構(gòu)與模型16-22
• 2.1 AIS信號的結(jié)構(gòu)16-19
• 2.1.1 AIS的技術(shù)特點16-17
• 2.1.2 AIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2 AIS的信號模型19-21
• 2.2.1 AIS信號的編碼19
• 2.2.2 AIS信號的調(diào)制19-21
• 2.3 本章小結(jié)21-22
• 第三章 星載AIS接收機中的時間同步算法22-38
• 3.1 經(jīng)典的時間同步算法22-32
• 3.1.1 基于二階自相關(guān)的時延估計算法及其性能22-27
• 3.1.2 ALG算法及其性能27-29
• 3.1.3 一比特差分相關(guān)算法及其性能29-32
• 3.2 基于相位響應(yīng)重構(gòu)的時間同步算法32-37
• 3.2.1 算法的基本理論32-34
• 3.2.2 算法的性能仿真與對比34-37
• 3.3 本章小結(jié)37-38
• 第四章 星載AIS接收機中的頻率同步算法38-59
• 4.1 經(jīng)典的頻率同步算法38-43
• 4.1.1 KS算法及其性能38-40
• 4.1.2 自相關(guān)-FFT算法及其性能40-43
• 4.2 基于FFT插值的中頻頻率同步算法43-50
• 4.2.1 算法的基本理論43-46
• 4.2.2 算法的性能仿真與對比46-50
• 4.3 兩步迭代求精的頻率同步算法50-58
• 4.3.1 算法的基本理論50-54
• 4.3.2 算法的性能仿真與對比54-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 第五章 時間頻率同步算法的性能檢測59-73
• 5.1 VDL鏈路的生成與AIS信號的采集59-68
• 5.1.1 AIS系統(tǒng)中VDL鏈路的生成59-65
• 5.1.2 AIS信號的采集65-68
• 5.2 時間頻率同步算法的性能測試68-72
• 5.2.1 時間同步算法的性能測試68-71
• 5.2.2 頻率同步算法的性能測試71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻75-80
• 發(fā)表論文和科研情況說明80-81
• 致謝81-82

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