AIS信号接收解调算法研究与实现.pdf

船舶自动识别系统(AutomaticIdentifySystem，简称AIS)是一种操作在海上甚高 频(VeryHi曲Frequency，简称VHF)频带的自动连续广播系统，用于实现船舶与船舶 间、船舶与基站间的相互通信。为了扩大AIS的覆盖范围，星载AIS应运而生，它为全 球所有装有AIS设备的海上移动装置提供基本的监测信息。然而星载AIS也带来了多普 勒频偏和多信号碰撞的问题。因此研究星载条件下AIS信号的接收解调技术具有重要的 理论意义和应用价值。 本文根据AIS信号处理系统的实际需求，确定了基于TI公司低功耗浮点处理器 TMS320C6748和Xilinx公司Artix．7系列FPGA的硬件平台。在对AIS信号解调算法及 其分离技术进行了大量仿真研究的同时，在该平台上实现了AIS信号解调算法。本文主 要研究内容有： 重点研究了AIS信号的非相干解调算法。分别讨论了帧头检测、频偏估计及符号定 时技术，并给出了不同测频和定时方法的比较。同时就频偏和定时对信号解调性能的影 响进行了大量的仿真分析。 提出了星载条件下的多信号分离算法。星载AIS由于覆盖范围大而易引起多信号碰 撞，当两路AIS信号幅度差异较大时，可以先解调幅度较大的信号，然后根据解调得到 的符号序列以及幅度、相位和时延等参数估计值重构出幅度较大的信号，从而实现同信 道干扰下AIS信号分离。 实现了基于XilinxArtix．7平台的信号帧头检测模块和基于TITMS320C6748平台的 AIS基带信号解调模块。对于每一模块的具体实现方法给出了详细说明。深入分析了实 现过程中遇到的问题并给出实际解决方案。实现了FPGA与DSP之间的EMIF通信， DSP与PC的UART通信，并对整个系统进行了功能和性能的测试，测试结果都满足实 际需求。