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(dòng)識(shí)別系統(tǒng)（Automatic Identification System，AIS）是采用先進(jìn)的衛(wèi)星接收技術(shù)對(duì)處于較大范圍內(nèi)及遠(yuǎn)海海域的船舶進(jìn)行識(shí)別、監(jiān)控的信息安全系統(tǒng)。載波同步是星載AIS中的一個(gè)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(duì)載波同步中時(shí)延和頻偏估計(jì)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(jì)范圍及估計(jì)精度。
　?。?）本文提出了一種基于M&M時(shí)延估計(jì)

2、算法的改進(jìn)算法。根據(jù)星載AIS信號(hào)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(diǎn)，改善估計(jì)的效果。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明針對(duì)星載AIS信號(hào)，當(dāng)信噪比為20dB時(shí)，改進(jìn)算法的時(shí)延估計(jì)均方誤差相比于原算法降低了兩個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，根據(jù)互相關(guān)理論，提出了一種針對(duì)該系統(tǒng)的時(shí)延頻偏聯(lián)合估計(jì)算法。推導(dǎo)了該算法的計(jì)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(jì)值，并根據(jù)峰值點(diǎn)位置確定時(shí)延估計(jì)值，通過頻

3、域變換計(jì)算互相關(guān)函數(shù)，達(dá)到簡化的目的。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法可以在信號(hào)存在頻偏的情況下準(zhǔn)確的估計(jì)出時(shí)延值，同時(shí)可以得到頻偏估計(jì)值，其估計(jì)的范圍可達(dá)到4000Hz-4000Hz。
　?。?）提出了一種基于傅里葉變換的頻偏估計(jì)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(jì)范圍，利用接收信號(hào)的幅角信息判斷頻偏符號(hào)并對(duì)負(fù)頻偏的估計(jì)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行校正。仿真結(jié)果表明，改進(jìn)算法的估計(jì)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(jì)的算法。通過分析相位模糊問題，并根據(jù)星載AIS信號(hào)的頻偏范圍，確定正確頻偏的可能值集合；通過計(jì)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(jì)的范圍比較原算法擴(kuò)大了四倍，且具有較高的估計(jì)精度。
　?。?）建立了實(shí)際信號(hào)截取檢測的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用局域網(wǎng)將計(jì)算機(jī)與檢測儀器相連接進(jìn)行信號(hào)檢測。采集實(shí)際船臺(tái)和模擬大頻偏的AIS信號(hào)數(shù)據(jù)并上傳到計(jì)算機(jī)，利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，提出