船載AIS信道接入?yún)f(xié)議的改進(jìn)與仿真.pdf

1、船載自動識別系統(tǒng)(Automatic Identification System，AIS)通過自組織時分多址接入(Self-organized Time Division Multiple Access，SOTDMA)協(xié)議實(shí)現(xiàn)信道接入和設(shè)備間互相通信的功能。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，船舶交通越來越繁忙，因而在交通流密度大的水域，會發(fā)生船載AIS發(fā)射的時隙沖突，從而造成信息發(fā)射失敗。對于岸上監(jiān)控系統(tǒng)表現(xiàn)為監(jiān)控目標(biāo)較長時間不更新位置，若更新后，還會出

2、現(xiàn)跳躍現(xiàn)象。這給航行安全和海事監(jiān)管帶來了隱患。因此，研究鏈路層AIS信道接入?yún)f(xié)議的性能，降低時隙沖突率對AIS的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展及實(shí)際應(yīng)用都很有必要。本文主要工作有:
　　(1)深入分析了AIS工作原理，重點(diǎn)探討了鏈路層的關(guān)鍵技術(shù)和AIS工作流程。之后結(jié)合AIS工作流程，對SOTDMA協(xié)議時隙沖突率分析的理論模型進(jìn)行了研究。
　　(2)利用Visual Studio開發(fā)工具，使用C++對AIS的SOTDMA協(xié)議進(jìn)行仿真，實(shí)現(xiàn)了船舶之

3、間的自組織通信以及船舶發(fā)射時隙的自主預(yù)約功能。之后設(shè)置不同的船舶數(shù)量以及報文報告間隔，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究了AIS的時隙沖突率性能。
　　(3)驗(yàn)證仿真系統(tǒng)的可靠性。將不同場景下得到的仿真結(jié)果和理論值進(jìn)行比較，分析發(fā)現(xiàn)時隙沖突率比較接近，變化趨勢也一致。之后對真實(shí)AIS數(shù)據(jù)的時隙沖突率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并在水域真實(shí)場景中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。通過對比，發(fā)現(xiàn)時隙沖突率結(jié)果的差值在可接受范圍內(nèi)，驗(yàn)證了仿真系統(tǒng)的可靠性。
　　(4)針對船舶密集