星載AIS系統(tǒng)中載波同步關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、星載船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System，AIS）是采用先進(jìn)的衛(wèi)星接收技術(shù)對處于較大范圍內(nèi)及遠(yuǎn)海海域的船舶進(jìn)行識別、監(jiān)控的信息安全系統(tǒng)。載波同步是星載AIS中的一個核心技術(shù)，直接關(guān)系到接收機(jī)解碼的正確性，影響通信的可靠性。本文主要針對載波同步中時延和頻偏估計的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，通過互相關(guān)、FFT、最大似然等理論思想提高算法的估計范圍及估計精度。
　?。?）本文提出了一種基于M&M時延估計

2、算法的改進(jìn)算法。根據(jù)星載AIS信號特征，限定了參量范圍，通過設(shè)置輔助因子去除受噪聲干擾較大的點，改善估計的效果。仿真實驗結(jié)果表明針對星載AIS信號，當(dāng)信噪比為20dB時，改進(jìn)算法的時延估計均方誤差相比于原算法降低了兩個數(shù)量級。另外，根據(jù)互相關(guān)理論，提出了一種針對該系統(tǒng)的時延頻偏聯(lián)合估計算法。推導(dǎo)了該算法的計算公式，采用逐步搜索的方法設(shè)定參考頻率集，根據(jù)使互相關(guān)函數(shù)達(dá)到最大值的頻率信息得到頻偏估計值，并根據(jù)峰值點位置確定時延估計值，通過頻

3、域變換計算互相關(guān)函數(shù)，達(dá)到簡化的目的。仿真實驗結(jié)果表明，該算法可以在信號存在頻偏的情況下準(zhǔn)確的估計出時延值，同時可以得到頻偏估計值，其估計的范圍可達(dá)到4000Hz-4000Hz。
　　（2）提出了一種基于傅里葉變換的頻偏估計算法的改進(jìn)算法。通過改變周期圖峰值范圍，擴(kuò)大正頻偏估計范圍，利用接收信號的幅角信息判斷頻偏符號并對負(fù)頻偏的估計估計結(jié)果進(jìn)行校正。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)算法的估計的范圍擴(kuò)大為原算法的兩倍。另外，提出了一種基于L&R算

4、法，利用已知的訓(xùn)練序列進(jìn)行頻偏估計的算法。通過分析相位模糊問題，并根據(jù)星載AIS信號的頻偏范圍，確定正確頻偏的可能值集合；通過計算最大似然函數(shù)確定最終的結(jié)果。仿真結(jié)果表明，該算法頻偏估計的范圍比較原算法擴(kuò)大了四倍，且具有較高的估計精度。
　?。?）建立了實際信號截取檢測的實驗平臺，利用局域網(wǎng)將計算機(jī)與檢測儀器相連接進(jìn)行信號檢測。采集實際船臺和模擬大頻偏的AIS信號數(shù)據(jù)并上傳到計算機(jī)，利用計算機(jī)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實驗結(jié)果表明，提出