自動(dòng)識別系統(tǒng)(AIS)相干解調(diào)技術(shù)研究.pdf

1、船舶自動(dòng)識別系統(tǒng)(AIS)是一種新型船舶導(dǎo)航識別設(shè)備,是在甚高頻海上移動(dòng)通信頻段上采用的自組織時(shí)分多址接入方式的通信系統(tǒng),它能夠自動(dòng)發(fā)射和接收船舶的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)信息,實(shí)現(xiàn)船舶之間、船岸之間通信、監(jiān)測和識別。AIS可以將本船和周圍船舶的航行狀態(tài)等信息在標(biāo)準(zhǔn)化界面上顯示出來,與雷達(dá)配合使用能夠增強(qiáng)船舶交通管理系統(tǒng)的功能,有效避免船舶的碰撞,減少海損事件,保障船舶航行的安全,維護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境,推動(dòng)現(xiàn)代航運(yùn)交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展。
　　 AIS的

2、信號采用高斯濾波的最小頻移鍵控(GMSK)調(diào)制,它具有振幅恒定、相位連續(xù)、帶寬窄、帶外衰減大和對鄰近信道干擾小的特點(diǎn)。本文的研究重點(diǎn)是GMSK信號的相干解調(diào)算法。相干解調(diào)具有良好的誤碼性能,是GMSK信號解調(diào)的重要途徑之一。本文首先介紹了自動(dòng)識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能及發(fā)展?fàn)顩r,討論了自動(dòng)識別系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),然后研究了GMSK信號的調(diào)制原理,在此之后,研究了兩種GMSK信號的解調(diào)算法,即線性相干解調(diào)和Viterbi相干解調(diào),其中Viterbi

3、相干解調(diào)包括基于最大似然檢測(MLSD)的Viterbi相干解調(diào)和簡化的Viterbi相干解調(diào)。論文詳細(xì)介紹了解調(diào)的過程,包括幀頭檢測、載波頻偏和初相的估計(jì)、時(shí)鐘同步、載波相位跟蹤、匹配濾波器、白化濾波器和Viterbi譯碼等,利用Matlab軟件編程仿真信號的調(diào)制解調(diào)過程,測試了誤碼率性能,繪制了誤碼率曲線,比較了這些解調(diào)算法的性能,并且將實(shí)際自動(dòng)識別系統(tǒng)的甚高頻接收機(jī)接收到的信號代入程序進(jìn)行解調(diào),驗(yàn)證了算法的正確性,實(shí)現(xiàn)了對船舶的各

4、種航行信息的監(jiān)測。最后,本文還對單通道干擾下的線性相干解調(diào)和Viterbi相干解調(diào)進(jìn)行了Matlab仿真,繪制出了信號在不同載干比(CIR)下的誤碼率曲線,并分析比較了各算法的單通道干擾下的誤碼性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的線性相干解調(diào)和的Viterbi相干解調(diào)在無干擾和單通道干擾下,均能夠達(dá)到預(yù)期的性能指標(biāo),而且簡化的Viterbi相干解調(diào)在誤碼性能和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度上都具有一定的優(yōu)勢,是一種有發(fā)展前景的相干解調(diào)算法。本文的Ma