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船载AIS信道接入协议的改进与仿真
| 论文题名： | 船载AIS信道接入协议的改进与仿真 |
| 关键词： | 船载自动识别系统;时隙冲突率;船舶交通;信道接入协议;仿真系统 |
| 摘要： | 船载自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)通过自组织时分多址接入(Self-organized Time Division Multiple Access，SOTDMA)协议实现信道接入和设备间互相通信的功能。随着经济的发展，船舶交通越来越繁忙，因而在交通流密度大的水域，会发生船载AIS发射的时隙冲突，从而造成信息发射失败。对于岸上监控系统表现为监控目标较长时间不更新位置，若更新后，还会出现跳跃现象。这给航行安全和海事监管带来了隐患。因此，研究链路层AIS信道接入协议的性能，降低时隙冲突率对AIS的标准发展及实际应用都很有必要。本文主要工作有: (1)深入分析了AIS工作原理，重点探讨了链路层的关键技术和AIS工作流程。之后结合AIS工作流程，对SOTDMA协议时隙冲突率分析的理论模型进行了研究。 (2)利用Visual Studio开发工具，使用C++对AIS的SOTDMA协议进行仿真，实现了船舶之间的自组织通信以及船舶发射时隙的自主预约功能。之后设置不同的船舶数量以及报文报告间隔，进行仿真实验，重点研究了AIS的时隙冲突率性能。 (3)验证仿真系统的可靠性。将不同场景下得到的仿真结果和理论值进行比较，分析发现时隙冲突率比较接近，变化趋势也一致。之后对真实AIS数据的时隙冲突率进行统计，并在水域真实场景中进行仿真实验。通过对比，发现时隙冲突率结果的差值在可接受范围内，验证了仿真系统的可靠性。 (4)针对船舶密集的水域中时隙冲突率比较高的状况，提出了一种改进的时隙预约算法。从仿真结果可以看出，相同负载下，改进的时隙预约算法冲突率更低。 |
| 作者： | 金鸣 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 杨家轩;孙霄峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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