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基于USRPB210的星载AIS接收机研究
| 论文题名： | 基于USRPB210的星载AIS接收机研究 |
| 关键词： | 星载AIS接收机;软件定义无线电;频偏估计;时间标签 |
| 摘要： | 星载AIS接收机面临着诸多挑战，比如传输时延较大、消息冲突较严重、信噪比较低以及多普勒频移较大等。针对上述挑战，本文主要研究了星载AIS接收机的关键技术，提出一种新的星载AIS接收机的设计方案，并在通用软件无线电平台中建立系统，然后使用实验仪器对系统进行性能测试。本文主要工作如下： （1）对星载AIS接收机的关键技术进行了研究，提出一种新的星载AIS接收机的设计方案。该方案使用USRP作为硬件平台，GNU Radio作为软件平台；详细分析各信号处理算法的基本原理，并给出其仿真结果。特别地，传统的基于FFT的频偏估计算法的估计范围无法满足星载AIS系统的需要，为解决该问题，对自相关-FFT算法进行改进。改进算法通过构造辅助函数以确定信号频偏的正负号，从而扩大频偏估计范围，实现对大的多普勒频移的估计。仿真结果表明，改进扩大了频偏估计范围，且具有较高的估计精度。 （2）星载AIS接收机的实现及通过性测试。该系统使用USRP接收射频信号，将其转换成基带信号后经USB传输线传输至计算机中进行参数估计、解调等信号处理。在GNU Radio中使用C++语言构建各算法的信号处理模块，并搭建星载AIS接收机系统。 （3）模拟星载AIS信号，对星载AIS系统的各项性能指标进行测试。实验结果表明，该系统在一定程度上能够解决时隙冲突，并能准确估计出大的多普勒频偏。同时，为了实时且准确捕捉并处理接收信号，需准确找到一个时隙的起始点，以便将数据流以时隙为单位进行划分。故而利用时间标签的原理，提出一种基于时间标签的时隙划分算法。该算法通过获取时间标签中的时间信息判断接收信号第一个采样点所处时隙，从而准确找到下一个时隙的起始点。实验结果表明，该算法可准确找到一个时隙的起始点，从而对数据流进行准确的时隙划分，使系统能够实时且正确处理信号。 |
| 作者： | 陈明 |
| 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： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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