ais混叠信号分离方案

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1、问题的提出：使用卫星探测AIS在技术上存在着较突出的难题，即报文和互冲突的问题。由于卫星天线覆盖面积太大。这样覆盖区域内的AIS信号在被接收时会发生时隙冲突，造成报文丢失，使得卫星成功探测并解析出ATS报文的概率降低，尤其在船舶密度较大的区域探测效果不甚理想。在两路A1S信号分布在海事VHF频段上，且彼此频率间隔在50~150khz以内时，此接收机有可能会同时接收到这两路AIS信号。那么如何将这两路信号彼此分离开且在失真尽可能小的前提下还原出原始信号成为问题的关键。解决方案设想：在接收机上设罝两根天线，A1，A2。设同时收到的存

2、在时隙冲突的两路AIS信号为SI,S2。Stepl：Al,A2会同时收到SI,S2,但由于信号传播路径不同，不同天线收到的同个AIS信号会存在一定的相位差，令A2收到的两路信号分别产生Pl,P2的相位差A1=S1+S2;A2=S1(+P1)+S2(+P2);Step2:将A2收到的信号都做一定程度的相移处理，设相移为Px,则令处理后的A2端信号为A2*A2*=S1(+P1+PX)+S2(+P2+PX)Step3：将A1，A2端信号做差：分离出需要的ATS信号S*S*=A1-A2*=S1-S1(+P1+PX)+S2-S2(+P2+

3、PX)若+P1+PX=O则可分离出SI,S*=S2-S2(+P2+PX)若+P2+PX=0则可分离出S2，S*=S1-S1(+P1+PX)剩下的一路信号进行简单调理即可获得原始信号S*--〉S1/S2在不同TDMA区域的两条船舶在相同或不同时隙发射出的AIS信息被卫星AIS同时接收，形成冲突信号后，拟采用增加专用通信信道及吋分多址与空分多址技术和结合等方式进行区分和识别。陈宗恒在ATS吋隙选择策略浅析一文中通过实吋监测统计的办法分析时隙的占用概率，提出一种选择占用概率最小的时隙做为候选时隙的方法，起到有效预防或减少时隙冲突、提高

4、A1S可靠性的目的ATS子网络的概念，即T面A区的概念，通过建立模型具体分析了不同的八TS规则子网，在相同和不同的时隙两种情况，发送的A1S信息，被星载A1S同吋接收的可能，并根据相关理论推导出星载AIS接收信号时的冲突概率，用Matlab仿真验证其结果，给出了优化卫星的扫描宽度和采用对消技术是解决星载ATS接收时隙冲突问题的两个重要因素基于阵元域算法的信号盲源分离方法，借助独立性的等变化自适应分离EASI算法，完成对时隙碰撞AIS信号的分离。运用模拟仿真方法，先建立卫星天线接收到的信号的数学模型，而后模拟卫星A1S系统信号源产

5、生A1S冲突信号，并将这些信号参数于表格形式按序储存，根据方案流程对信号参数进行信息调制并绘制信号波形图，起到方便对解调结果进行分析，有助于算法比对的效果。对多个未知数量的AIS冲突信号，采用逐步盲分离方法，结合经典FastlCA算法给出上星A1S多用户分离系统的设计方案，达到从混合信号中恢复尽可能多的源信号的目的。空分多址（SDMA）又称空间分割，它使用阵列天线，通过在角度域提供虚信道来控制空间。SDMA技术允许在一个小区内，用相同的频率、相同的时隙、相同扩频码，通过不同的波束为不同的用户服务。对于卫星AIS而言，空分多址即把

6、它所覆盖的海域，划分成多个不同的区域，不同区域内的船舶发射的ATS信息被卫星ATS分别接收。所以，船舶的ATS信息首先采用时分多址，占用不同的时隙向卫星AIS发射，而卫星AIS运用空分多址技术，将其划分成不同的空间进行接收，这样便可以很好地解决在不同TDMA区域的两条或多条船舶发射出的AIS信息被卫星AIS同时接收这一问题。釆用空分多址技术，不仅可以使卫星接收信息容量成倍增加，卫星AIS系统在冇限的频谱内支持更多的船舶用户，从而成倍的提高频谱的使用效率，达到资源最大化被利用的效果；而且系统可根据信息在一空间内传播路径不同來区分不

7、同的船舶，这样空分多址下的不同海域的船舶即使在相同时隙，使用相同频率段工作，产生干扰的可能性也会大大降低。当然前提是这些船舶在各自的TDMA区域内不发生时隙预约冲突问题。--关于卫星ATS对冲突信号识别的综述，周翔宇一种改进的基于模糊综合评判的A1S与雷达信息融合算法。首先提出基于最小二乘法准则的时间校准算法和采用模糊综合因素评判关联算法对AIS与雷达目标动态信息进行关联判断，对雷达及AIS数据中，距离、航速、航向、方位等信息进行加权关联比较,先进行初级判决，选出关联隶属度大的船只，再进行进一步高级判决。这样可以提高关联判断的准

8、确性，提高效率。最后提出棊于最优加权与递推最小二乘法相结合的融合算法对关联出的A1S和雷达数据进行融合处理。—20150913船舶自动识别系统AIS关键技术研宄星载A1S系统关键技术研宄一栗霖雲基于JMLSE联合检测算法的单天线解调方案基于盲信号分离算法的双天线