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AIS时隙冲突影响因素研究与验证
| 论文题名： | AIS时隙冲突影响因素研究与验证 |
| 关键词： | 链路负载;时隙复用;时隙冲突;船舶自动识别系统;数字助航系统;自组织时分多址 |
| 摘要： | 船舶自动识别系统(Automatic Identification System)简称AIS系统，是一种新型的数字助航系统，主要采用自组织时分多址SOTDMA方式实现信道接入和设备间相互通信等功能。该系统将船舶经纬度、船名等动静态信息封装成特定的电文，在VHF甚高频频道向附近水域的船舶以及岸台基站广播，用以实现船舶的相互识别，保障航行安全。AIS系统的性能受到链路负载等因素的直接影响。随着链路负载的增大，时隙复用比率增大，时隙冲突率也会随之增大。当时隙冲突率增大到一定程度时，系统的通信可靠性将受到影响。AIS系统是船舶安全航行的保障系统，系统的有效性很重要，本论文基于这一考虑开展了深入地研究: (1)对AIS信道接入算法进行了研究，主要包括自组织时分多址SOTDMA、随机接入时分多址RATDMA和增量时分多址ITDMA。本研究利用μC/OS-Ⅱ操作系统内核搭建软件框架，在Keil4环境下，采用C语言在实际的ARM硬件平台上对这些算法进行了实现。 (2)深入研究了时分多址接入的时隙复用产生的原因、分类和影响因素，时隙冲突产生的原因等内容，然后基于AIS接收站覆盖区的台站数量、报告率、链路负载等因素进行仿真，获取相应的时隙复用比例。依据链路负载、时隙复用比例等因素，对AIS接收站覆盖区分区域分别分析相应的时隙冲突率，仿真给出时隙冲突率随其影响因素的变化规律。仿真研究采用VC++6.0环境下的C语言、以及Matlab软件编程实现。 (3)对大连沿海某AIS基站的电文收发数据进行了处理:统计基站作用域内的台站数量和各类电文的广播次数等信息，对基站作用域分区域估测对应的时隙冲突率。将实际数据分析结论和理论仿真结果进行对比分析，给出时隙冲突的影响因素，为提高系统的可用性提供参考依据。这一部分在Qt环境下编程实现。 本研究是在国家科技支撑计划项目“高可用新体制AIS船舶自主导航系统”课题2“AIS/GNSS船载导航设备关键技术与系统研制(2012BAH36B02)”的支持下开展的，是该课题的重要研究内容之一。 |
| 作者： | 龚高 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 张淑芳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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