AIS信号中频采样与处理技术研究

摘要

AIS（船舶自动识别系统）系统可以实时地接收并识别海上船舶的信息，以保障海上船舶的航行安全，是一个集成了计算机技术、无线通信技术、数字信号处理的接收处理系统。星载AIS系统扩大了AIS信号的覆盖范围，实现了对大范围海域甚至全球海洋的监视，而在我国星载AIS的发展仍处于初级阶段，仍存在多普勒频偏、时隙碰撞、接收机性能较低等问题，因此对星载AIS接收机的研究具有重要的意义。
　　本文从AIS系统入手，分别介绍了AIS信号的特征、调制方式及工作频段，详细阐述了AIS接收机的整体设计流程及硬件框架;针对AIS信号处理模块的射频直接采样、下变频、抽取滤波技术及帧头检测技术进行了深入研究;本文还研究了AIS基带信号的非相干解调技术，对两种非相干解调技术进行了研究和对比，讨论了频偏估计技术、符号定时技术、NRZI解码，并对上述所提及的信号处理模块及基带算法进行了仿真，仿真结果证实了该接收机系统的可行性。
　　本文以Xilinx公司Artix7系列的FPGA及TI公司浮点处理器TMS320C6748为硬件平台，对AIS接收机进行了实现，其中还包括DSP和FPGA的外围硬件接口传输，如EMIF、UART等。最后对AIS接收机整体进行了测试，以验证其可行性和实时性，测试结果满足课题的指标要求。