內(nèi)河AIS通訊鏈路可靠性分析與技術(shù)研究.pdf

1、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(automatic identification system，AIS)是工作于海事頻道的數(shù)字通信系統(tǒng)，是當(dāng)前重要的海事管理工具。由于內(nèi)河復(fù)雜的地形、擁擠的帶狀航道，AIS系統(tǒng)的性能較之海面有較大下降，主要體現(xiàn)在以下方面:
　　 1)有效距離縮短。AIS是典型的VHF無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)，以視距方式傳播，在內(nèi)河中，沿岸山地、城區(qū)高樓等，都會(huì)對(duì)AIS信號(hào)造成很大的衰減，從而縮短其有效距離，造成數(shù)據(jù)包遺失。
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2、) AIS信道容量不足。AIS設(shè)計(jì)容量較少，不能滿(mǎn)足內(nèi)河擁擠的通信需求，無(wú)法達(dá)到管理者的預(yù)期。
　　 3) AIS設(shè)備故障造成錯(cuò)誤信息。AIS設(shè)備受限于不同廠商的工藝、技術(shù)水平，在內(nèi)河應(yīng)用中存在定位設(shè)備性能不佳的問(wèn)題，報(bào)告大量錯(cuò)誤位置。
　　 以上問(wèn)題制約了AIS設(shè)備充分發(fā)揮其在海事管理上的應(yīng)用，不僅降低了其實(shí)用效果，而且迫使在海事監(jiān)管中，需要耗費(fèi)人力去判別AIS信息的準(zhǔn)確性。
　　 為解決上述問(wèn)題，主要研究工作

3、如下。
　　 1)對(duì)于AIS此類(lèi)復(fù)雜調(diào)制解調(diào)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)，其性能定量研究一直缺乏可靠的軟件工具與理論模型。利用半實(shí)物仿真方法，將AIS調(diào)制解調(diào)過(guò)程作為仿真參量引入環(huán)境中，建立起與現(xiàn)實(shí)環(huán)境高度擬合的研究平臺(tái);
　　 2)在半實(shí)物仿真環(huán)境之外，同時(shí)在長(zhǎng)江武漢航道建立起了內(nèi)河AIS傳輸實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)了配套的實(shí)驗(yàn)終端;
　　 3)利用半實(shí)物仿真平臺(tái)開(kāi)展AIS調(diào)制解調(diào)過(guò)程的微觀特征研究，提出了場(chǎng)強(qiáng)-誤包率對(duì)應(yīng)模型、干擾信號(hào)評(píng)估

4、方法、復(fù)雜航道下的短消息生存能力模型以及AIS基帶信號(hào)的快速調(diào)制方法，為進(jìn)一步研究AIS的通信特性奠定了基礎(chǔ);
　　 4)系統(tǒng)地研究了AIS信號(hào)在內(nèi)河的信號(hào)分布與衰減規(guī)律，分別利用中值場(chǎng)強(qiáng)模型與射線(xiàn)追蹤模型對(duì)特定航道的信號(hào)分布作出了分析與評(píng)估，提出了改進(jìn)型的射線(xiàn)追蹤模型，用以支持在復(fù)雜地形與天氣下的AIS場(chǎng)強(qiáng)預(yù)估，并在實(shí)地環(huán)境中予以了驗(yàn)證;
　　 5)運(yùn)用改進(jìn)型證據(jù)相似系數(shù)方法，融合船舶運(yùn)動(dòng)證據(jù)與航道分布證據(jù)，提出了剔除