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基于OFDM的新型AIS系统设计及关键技术研究
| 论文题名： | 基于OFDM的新型AIS系统设计及关键技术研究 |
| 关键词： | 船舶自动识别系统;正交频分复用;符号定时偏差;载波频率偏差;选择性映射 |
| 摘要： | 船舶自动识别系统（Automatic Identification System，AIS）是一种工作于甚高频段的船舶识别和导航系统。AIS主要用于船舶航行的数字化导航，实现船船和船岸间航行信息的自动交换。随着船舶用户数量急剧增加，航运业务的日益繁忙，AIS的频带资源严重不足，时隙冲突日益严重；AIS的信息传输速率为9.6kbps，只能传输简单的广播信息，不能传输图片、音频信息、视频信息，无法进行天气实时播报。基于此，本文提出了一种基于正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）的新型AIS系统；就该系统对符号定时偏差和载波频率偏差敏感的问题，提出了一种基于相关特性函数的盲同步估计算法；针对新型 AIS系统峰均功率比（Peak to Average Power Ration，PAPR）较高的问题，提出了低复杂度（Selected Mapping，SLM）限幅级联算法。本文工作如下： （1）新型AIS系统设计主要包括系统参数设计、系统的帧结构设计、子载波起始位置设计、SO-TDMA协议设计。新型AIS系统的船舶容量提高了6倍，减轻了高负载下的时隙碰撞问题，信息传输速率达到了67.2kbps，远高于现有AIS系统的9.6 kbps。 （2）提出了基于相关特性函数的符号定时偏差和载波频偏同步算法，该算法在未知多径信道长度的情况下，直接通过对接收信号做相关构造一个归一化的相关特性函数，通过此函数便可得到符号时延位置和多径信道长度L，进而得到载波频率偏差。 （3）根据傅里叶变换的性质提出了低复杂度SLM限幅级联算法，该算法的计算复杂度可降低35％左右。与此同时，在分组数M满足128M时，该算法最为合适。文中详细地分析了 SLM限幅算法。仿真表明该算法使新型 AIS系统的 PAPR值优化了6.04dB，低复杂度的 SLM限幅级联算法的 PAPR性能比单一算法好，具有更低的计算复杂度。 |
| 作者： | 刘兆杰 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 马社祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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