星載AIS系統(tǒng)中載波同步關鍵技術的研究.pdf

1、星載船舶自動識別系統(tǒng)（Automatic Identification System，AIS）是采用先進的衛(wèi)星接收技術對處于較大范圍內及遠海海域的船舶進行識別、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，直接關系到接收機解碼的正確性，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鍵技術進行研究，通過互相關、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、算法的改進算法。根據星載AIS信號特征，限定了參量范圍，通過設置輔助因子去除受噪聲干擾較大的點，改善估計的效果。仿真實驗結果表明針對星載AIS信號，當信噪比為20dB時，改進算法的時延估計均方誤差相比于原算法降低了兩個數量級。另外，根據互相關理論，提出了一種針對該系統(tǒng)的時延頻偏聯(lián)合估計算法。推導了該算法的計算公式，采用逐步搜索的方法設定參考頻率集，根據使互相關函數達到最大值的頻率信息得到頻偏估計值，并根據峰值點位置確定時延估計值，通過頻

3、域變換計算互相關函數，達到簡化的目的。仿真實驗結果表明，該算法可以在信號存在頻偏的情況下準確的估計出時延值，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算法。通過改變周期圖峰值范圍，擴大正頻偏估計范圍，利用接收信號的幅角信息判斷頻偏符號并對負頻偏的估計估計結果進行校正。仿真結果表明，改進算法的估計的范圍擴大為原算法的兩倍。另外，提出了一種基于L&R算

4、法，利用已知的訓練序列進行頻偏估計的算法。通過分析相位模糊問題，并根據星載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確定最終的結果。仿真結果表明，該算法頻偏估計的范圍比較原算法擴大了四倍，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，利用局域網將計算機與檢測儀器相連接進行信號檢測。采集實際船臺和模擬大頻偏的AIS信號數據并上傳到計算機，利用計算機軟件對數據進行分析，實驗結果表明，提出