基于特征序列的星載AIS信號檢測.pdf

1、船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)是一種無線通信系統(tǒng)，用于海上船舶之間，船岸之間通信。傳統(tǒng)AIS受到距離的限制，只能對近岸水域的船舶進行監(jiān)管。星載AIS打破了這種局限，它通過衛(wèi)星接收AIS終端的消息，同時將信息反饋給岸上的監(jiān)測中心，以達到在大范圍內(nèi)監(jiān)測船舶的目的。然而，受遠距離和衛(wèi)星與船舶之間相對運動的影響，衛(wèi)星上接收到的AIS信號信噪比較低、帶有大范圍的時延和多普勒頻移，信息無法正確檢測?；诖?，本文主要從幀同步和頻偏估計兩個方面研究了AIS

2、信號檢測，分析了現(xiàn)有算法的不足，并提出了改進方案:
　　(1)針對AIS信號在傳輸過程中產(chǎn)生的大范圍時延問題，本文基于AIS幀結構特點，提出了一種差分相關幀同步算法。算法中將AIS發(fā)送數(shù)據(jù)包結構中訓練序列、開始標志和結束標志設計為間隔式特征序列作為同步碼，通過差分相關運算來實現(xiàn)幀同步。仿真實驗結果表明，該算法有較好的抗頻偏特性，且在低信噪比下，性能要優(yōu)于差分卷積法。
　　(2)針對傳輸過程中AIS信號產(chǎn)生的大范圍多普勒頻移問

3、題，本文在傳統(tǒng)鎖相環(huán)的基礎上，提出一種最大似然(ML)輔助鎖相環(huán)設計算法。算法中，首先利用ML算法初步估計頻偏，對接收到的AIS信號進行頻偏補償，信號中殘留的頻偏將被縮小到鎖相環(huán)快捕帶以內(nèi)，然后啟動鎖相環(huán)路進行頻偏捕獲和跟蹤。仿真實驗結果表明，該算法在大頻偏和低信噪比條件下具有良好的跟蹤性能。
　　此外，本文還給出了線性相干解調(diào)和基于最大似然序列檢測(MLSD)的Viterbi相干解調(diào)算法原理，并進行了實驗驗證。仿真結果表明，兩種