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基于能量度量的星载ais信号自适应码元同步抽取算法

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国防科技大学学报 2012年第5期34卷 73-77页

作者：朱守中柳征姜文利国防科技大学电子科学与工程学院湖南长沙410073

基带信号码元同步抽取是目前星载ais(Automatic Identification System)信号处理中的一个难点问题,针对过零检测和迟门早门等现有算法存在的不足,提出了基于能量度量的基带信号自适应码元同步抽取算法。将基带信号根据采样率和码速率的... 详细信息

基带信号码元同步抽取是目前星载ais(Automatic Identification System)信号处理中的一个难点问题,针对过零检测和迟门早门等现有算法存在的不足,提出了基于能量度量的基带信号自适应码元同步抽取算法。将基带信号根据采样率和码速率的比值分割成相同的段的组合,之后分别计算每个段内相应样点的能量度量,最后选择使能量度量最大时的样点集作为最优同步抽取样点,该样点集具有最大信噪比。仿真结果验证了该算法误码率优于过零检测和迟门早门算法。

关键词：星载ais 能量度量同步抽取误码率

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星载ais接收系统的多用户分离

科学技术与工程 2013年第14期21卷 3884-3889页

作者：官永强马社祥孟鑫天津理工大学计算机与通信工程学院天津300384

针对星载ais接收系统覆盖范围大而导致接收的ais时隙碰撞以及无法有效地分离ais信号问题,给出了碰撞概率和检测率的分析模型。同时,提出了一种多用户分离的设计方案。该方案采用基于FastICA的阵列信号处理方法从混合信号中逐步分离出一... 详细信息

针对星载ais接收系统覆盖范围大而导致接收的ais时隙碰撞以及无法有效地分离ais信号问题,给出了碰撞概率和检测率的分析模型。同时,提出了一种多用户分离的设计方案。该方案采用基于FastICA的阵列信号处理方法从混合信号中逐步分离出一定数量的船舶信号,避免了混合信号源数估计这一难题。这种思想也符合星载ais接收系统的需求。仿真结果验证了该方法是有效的,且算法收敛较快。

关键词：星载ais 多用户分离时隙碰撞快速独立分量分析

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星载ais的复值FastICA算法改进

电讯技术 2015年第6期55卷 639-644页

作者：马社祥马艳军天津理工大学计算机与通信工程学院天津300384

针对星载船舶自动识别系统(ais)的含噪复值信号盲分离算法分离效果不佳的问题,提出了改进的复值快速独立分量分析算法(FastICA)。该改进算法针对混合信号数目大于源信号数目的超定情况,对含噪混合信号的协方差矩阵进行特征值分解,利用... 详细信息

针对星载船舶自动识别系统(ais)的含噪复值信号盲分离算法分离效果不佳的问题,提出了改进的复值快速独立分量分析算法(FastICA)。该改进算法针对混合信号数目大于源信号数目的超定情况,对含噪混合信号的协方差矩阵进行特征值分解,利用其噪声对应的几个较小特征值估计噪声方差,修正白化矩阵,再应用Huber M估计函数优化该算法的目标函数。实验结果表明,运用该算法信号均方误差(SMSE)变小,信干比(SIR)变大,提高了信号的分离性能;同时,优化后的目标函数使算法具有良好的稳健性。

关键词：星载ais 复值快速独立分量分析白化矩阵Huber M估计函数

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基于星载ais数据的TEC测量方法

空间科学学报 2022年第3期42卷 366-375页

作者：罗坳柏龙燕飞陈利虎方涵先余孙全倪久顺国防科技大学空天科学学院长沙410073 国防科技大学气象海洋学院长沙410073

基于星载船舶自动识别系统(ais),提出一种计算全球电离层电子总含量(TEC)的方法。通过在卫星上搭载两个相互垂直的线极化天线,测量ais信号穿过电离层时的法拉第旋转角,再通过法拉第旋转角与TEC的关系估算TEC。基于天拓五号卫星的ais数... 详细信息

基于星载船舶自动识别系统(ais),提出一种计算全球电离层电子总含量(TEC)的方法。通过在卫星上搭载两个相互垂直的线极化天线,测量ais信号穿过电离层时的法拉第旋转角,再通过法拉第旋转角与TEC的关系估算TEC。基于天拓五号卫星的ais数据进行了实验验证,并分析了硬件设备误差和观测参数误差对结果造成的影响。实验表明,本方法测量出的TEC值与基于全球定位系统(GPS)测量的TEC值差值平均为0.762 TECU,证明了此方法的可行性。与现有的TEC测量方法相比,该方法只需利用现有的ais系统,无需部署地面站,可大幅提高数据更新速率。

关键词：星载ais 法拉第旋转角 TEC 卫星

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星载ais接收系统设计及关键技术

电讯技术 2011年第5期51卷 1-5页

作者：潘宝凤梁先明中国西南电子技术研究所成都610036

针对星载ais(船舶自动识别系统)接收系统覆盖范围广、运动速度快等特点,提出了三种实现信号有效接收的总体方案。采用盲分离阵列信号处理方法、非线性测频和非相干解调方法解决了星载ais接收系统中面临的信号碰撞、多普勒频移信号解调... 详细信息

针对星载ais(船舶自动识别系统)接收系统覆盖范围广、运动速度快等特点,提出了三种实现信号有效接收的总体方案。采用盲分离阵列信号处理方法、非线性测频和非相干解调方法解决了星载ais接收系统中面临的信号碰撞、多普勒频移信号解调等关键技术问题,仿真和外场实验验证了方案的有效性和可行性。

关键词：星载ais 接收系统信息碰撞多普勒频移盲源分离

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星载ais消息碰撞的MATLAB仿真

电讯技术 2014年第7期54卷 1006-1010页

作者：邢通李非凡李春王涛深圳航天东方红海特卫星有限公司广东深圳518000

通过接收船舶自识别系统(ais)广播消息,ais卫星星座能够实现覆盖全球的船舶监视,但广播消息的时域碰撞将极大影响其性能指标。使用MATLAB模拟海上船只状态,对船舶自识别系统通信协议进行高度还原,研究星载ais消息碰撞情况。仿真结果表明... 详细信息

通过接收船舶自识别系统(ais)广播消息,ais卫星星座能够实现覆盖全球的船舶监视,但广播消息的时域碰撞将极大影响其性能指标。使用MATLAB模拟海上船只状态,对船舶自识别系统通信协议进行高度还原,研究星载ais消息碰撞情况。仿真结果表明,在不同任务、不同条件下,星载ais接收机天线均存在最优覆盖范围。仿真分析结果可为ais微小卫星设计提供参考。

关键词：星载ais 自组织时分多址消息碰撞 MATLAB仿真微小卫星

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星载ais信号的相干接收

舰船科学技术 2016年第4期38卷 131-135页

作者：胡文庆罗义军乔洋武汉大学电子信息学院湖北武汉430079 上海航天技术研究院上海201109

针对星载ais(船舶自动识别系统)接收系统覆盖范围广及运动速度快等特点,以及现有的非相干算法存在不足,提出一种相干接收方案。首先分析星载ais信号的特点;然后介绍相干接收方案的结构,并详细论述各部分的解决方案;最后在Simulink中实... 详细信息

针对星载ais(船舶自动识别系统)接收系统覆盖范围广及运动速度快等特点,以及现有的非相干算法存在不足,提出一种相干接收方案。首先分析星载ais信号的特点;然后介绍相干接收方案的结构,并详细论述各部分的解决方案;最后在Simulink中实现星载ais信号的发射和接收仿真系统,验证接收系统的误码性能。仿真实验表明,此接收系统能有效提高抗噪声能力和抗干扰能力,解决非相干系统抗干扰能力不足的问题,有一定的工程应用价值。

关键词：星载ais 相干仿真检测

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星载ais接收机的多用户分离算法研究

星载AIS接收机的多用户分离算法研究

作者：官永强天津理工大学

学位级别：硕士

星载船舶自动识别系统（Automatic Identification System，ais）是各国竞相发展的船舶动态监控系统，在军事、经济和政治等领域均具有重要的意义。多用户分离是星载ais中的一个核心技术，直接影响到信号的接收效果和检测性能，该课题... 详细信息

星载船舶自动识别系统（Automatic Identification System，ais）是各国竞相发展的船舶动态监控系统，在军事、经济和政治等领域均具有重要的意义。多用户分离是星载ais中的一个核心技术，直接影响到信号的接收效果和检测性能，该课题的研究对其它卫星通信系统同样具有重要的价值。本文以星载ais为应用背景，对时隙碰撞概率、信号分离算法和接收机的多用户分离等方面进行研究。建立了星载ais接收信号时隙碰撞概率分析模型。该模型以泊松分布为基础，为了使概率分析更加贴近实际情况，模型建立的过程中考虑到了：A、B类船台的消息发送间隔是不同的;不同航行状态的船舶消息发射间隔是不同的;信号混叠程度对信息完整性的影响是不同的。提出了变步长的复值快速独立分量分析（Fast Independent Component Analysis,FastICA）分离算法。以非高斯性为基础建立了表示混合信号独立性的目标函数，并采用具有较高收敛速度的牛顿迭代法对目标函数进行优化。为使目标函数始终朝着最优解的方向收敛，迭代过程采用可变步长的牛顿迭代法，同时，为了保持算法收敛速度，基于Wolfe-Powell准则确定迭代步长的搜索范围。仿真实验对混合的信号进行了提取，并对不同的FastICA算法进行对比，证明基于Wolfe-Powell准则的FastICA，仅增加很少的计算量就解决了收敛性的问题。针对ais信号的空间传输特点，提出了一种卫星接收机的多用户分离方法。首先采用三交叉的二元线阵对不同极化方向的信号进行接收，基于极化分集减小时隙碰撞的概率;然后利用数字波束形成，将卫星的视场划分为多个带状区域，基于空间分集减小时隙碰撞的概率;最后结合变步长的复值FastICA分离算法对时隙碰撞的ais信号进行逐个提取。仿真实验模拟了接收机接收前端的主要信号处理流程，证明该方法是切实可行的。

关键词：星载ais 时隙碰撞多用户分离 FastICA

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星载ais系统性能的研究与测试

星载AIS系统性能的研究与测试

作者：宋婧凡北京邮电大学

学位级别：硕士

随着海洋运输业的发展和对海域安全监控的需求,星载ais系统以其大范围覆盖的优势,越来越受到国内外研究的重视。星载ais融合了包括卫星技术、现代通信技术和计算机网络技术在内的多种先进技术,具有远距离且实时通信和大范围覆盖等特点,... 详细信息

随着海洋运输业的发展和对海域安全监控的需求,星载ais系统以其大范围覆盖的优势,越来越受到国内外研究的重视。星载ais融合了包括卫星技术、现代通信技术和计算机网络技术在内的多种先进技术,具有远距离且实时通信和大范围覆盖等特点,有助于对海上船舶交通情况进行全球实时监控。本文以与航天院所合作项目“星载ais系统”为背景,针对该系统中存在的冲突信号、同步和解调等关键技术问题,分析了星载ais系统的特点,研究了课题所设计的星载ais接收机系统,并对其性能进行了测试与分析。首先,概述了星载ais系统性能测试的研究意义及国内外的研究现状,研究了星载ais系统的特点并重点分析了星载ais系统中所涉及的关键技术。其次,研究课题提出的星载ais系统设计方案,设计出其测试方案。包括仿真ais信号参数、测试时频联合帧同步算法的性能和测试解调算法的性能等。最后,按照测试方案基于MATLAB对同步算法和解调算法的性能进行测试。仿真测试了在不同信噪比、时延和多普勒频偏情况下,对无冲突信号、单天线多用户信号和双天线多用户信号的解调性能。并测试了系统总体性能和对实际数据的解调性能。仿真结果表明：该星载ais接收机系统能成功对软件仿真数据及实际硬件数据进行解调,验证了系统的可行性与有效性。

关键词：星载ais 性能测试冲突信号测试方案