本文關鍵詞：基于特征序列的星載AIS信號檢測

  更多相關文章： 星載AIS 同步碼 幀同步 多普勒頻移 鎖相環(huán)路 相干解調(diào)

【摘要】：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(jié)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(jié)構中訓練序列、開始標志和結(jié)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(jié)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(jié)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(jié)果表明，兩種算法均有較好的解調(diào)性能。
【關鍵詞】：星載AIS 同步碼 幀同步 多普勒頻移 鎖相環(huán)路 相干解調(diào)
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：U675.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-16
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 星載 AIS 系統(tǒng)概述10-13
• 1.2.1 星載 AIS 系統(tǒng)結(jié)構10-12
• 1.2.2 星載 AIS 系統(tǒng)的關鍵任務12-13
• 1.3 AIS 信號檢測研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 同步算法研究現(xiàn)狀13
• 1.3.2 頻偏估計算法研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本文研究內(nèi)容及結(jié)構安排14-16
• 第二章 AIS 信號檢測相關理論16-24
• 2.1 AIS 幀結(jié)構16
• 2.2 GMSK 信號調(diào)制16-21
• 2.2.1 AIS 編解碼規(guī)則16-17
• 2.2.2 GMSK 信號相位表示17-20
• 2.2.3 GMSK 信號 Laurent 分解表示20-21
• 2.3 匹配濾波器21-23
• 2.4 小結(jié)23-24
• 第三章 幀同步算法及其改進24-31
• 3.1 頻譜分析法24-26
• 3.2 傳統(tǒng)相關算法26-27
• 3.3 差分相關法27-30
• 3.3.1 算法原理27-28
• 3.3.2 實驗仿真結(jié)果及對比分析28-30
• 3.4 小結(jié)30-31
• 第四章 載波頻偏估計算法及其改進31-46
• 4.1 相關估計算法31-33
• 4.1.1 差分相關算法31-32
• 4.1.2 相關頻率檢測法32-33
• 4.2 鎖相環(huán)跟蹤算法33-39
• 4.2.1 鎖相環(huán)原理33-34
• 4.2.2 鑒相器參數(shù)分析34-36
• 4.2.3 環(huán)路濾波參數(shù)36-37
• 4.2.4 實驗結(jié)果37-39
• 4.3 ML 輔助下跟蹤環(huán)設計39-45
• 4.3.1 算法原理39-42
• 4.3.2 仿真結(jié)果42-45
• 4.4 小結(jié)45-46
• 第五章 GMSK 信號相干解調(diào)算法46-57
• 5.1 線性相干解調(diào)46-49
• 5.1.1 算法原理46-47
• 5.1.2 實驗結(jié)果及分析47-49
• 5.2 基于 MLSD 的 VITERBI相干解調(diào)49-56
• 5.2.1 算法原理49-54
• 5.2.2 實驗結(jié)果及分析54-56
• 5.3 小結(jié)56-57
• 第六章 總結(jié)與展望57-59
• 6.1 工作總結(jié)57-58
• 6.2 展望58-59
• 參考文獻59-62
• 發(fā)表論文和科研情況說明62-63
• 致謝63-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李春宇;張曉林;張展;;基于FFT的國標數(shù)字電視系統(tǒng)幀頭模式捕獲方法[J];北京航空航天大學學報;2009年04期

2 王永慶;高磊;吳嗣亮;;航天器擴頻測控應答機偽碼跟蹤環(huán)設計[J];北京郵電大學學報;2010年04期

3 楊運甫,陶然,王越;一種新的GMSK正交調(diào)制信號產(chǎn)生方法[J];電子學報;2005年06期

4 羅仁澤;王汝言;朱維樂;;高速移動DVB-T系統(tǒng)幀同步算法[J];電子學報;2006年05期

5 帥濤,劉會杰,梁旭文,楊根慶;一種大頻偏和低信噪比條件下的全數(shù)字鎖相環(huán)設計[J];電子與信息學報;2005年08期

6 李天昀,葛臨東;相關跳頻序列的Viterbi譯碼算法及其糾錯性能分析[J];電子與信息學報;2005年08期

7 吳團鋒;楊喜根;李際平;;一種基于FFT的聯(lián)合幀同步和頻偏估計算法[J];電子與信息學報;2006年05期

本文編號：756489