星载ais接收机的多用户分离算法研究

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1、分类号：中图分类号TN911．72学科分类号：510．4010密级：天津理工大学研究生学位论文星载AIS接收机的多用户分离算法研究(申请硕士学位)学科专业：信号与信息处理研究方向：通信信号处理作者姓名：官永强指导教师：马社祥教授2014年2月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’SDegreeResearchofMulti·-userSeparationAlgorithmofSpace—一basedAISReceiverByGuanYongqiangSupervisorProf．MaSh

2、exiangFeb．2014独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：＼窿求强签字日期：加缈年弓月多日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解墨盗墨墨盘堂有关保留、使用学位论文的规定。特授权墨盗墨墨盘望可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等

3、复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：、彭7k弓虽导师签名：签字日期：矽f中年弓月多日签字日期：刎c少年了月多日摘要星载船舶自动识别系统(AutomaticIdentificationSystem，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

4、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(FastIndependentComponentAnalysis，FastlCA)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

5、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FastlCA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

6、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FastlCAAbstractSpace—basedautomaticidentificationsystem(AIS)isadynamicmonitoringsystemabouttheship，whichisdevelopedbymanycountries，thathasthevitalsignificanceinthefieldssuchasmilitary,economicandpolitical．Multi-userseparationis

7、acoretechnologyofspace。basedAIS，theperformanceofwhichaffectthesignalreceptionanddetectiondirectly．Theresearchofthemulti．userseparationalsohasanimportantvalueontheothersatellitecommunicationsystem．Inthispaper,thetime—slotcollisionprobability,signalseparationalgorithmandmulti-usersepar