星载ais信号的分离算法研究

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1、９Ｕ６－０２Ｓ８中图分类号ＴＮ．７２．论文编号１００６０１＇■■学科分类号５１０．４０１０密级Ｖ＊义考绛乂净ＴＩＴＹＦＴＥＣＨＮＬＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＯＯＯＧＹＩ．＇？．Ｐ．■ｉ：硕±学位论支星载ＡＩＳ信号的分离算法研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＳｅｐａｒａｔｉｏ打Ａｌｇｏｒｉ化ｍｓｆｏｒ－，ＳａｃｅｂａｓｅｄＡＩＳＳｉｇｎａｌｓ矿ｐｔｉ／Ｈ信息与通信工程ｉ■；＾ｓｉ＾ｉｇｉ信息与通信工程ｉ；ＨＫｍａｅａＫｎＨＨＭＭＭ＾Ｂ．Ｂ玉谢萍

2、ｉ马社祥教授—．－ｄ，．．一．一—Ａ■——天津理工大学研究生院二〇六年Ｈ月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信号的分离算法研究（申请硕士学位）学科专业：信息与通信工程研究方向：通信信号处理作者姓名：谢萍指导教师：马社祥教授2016年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’sDegreeResearchofSeparationAlgorithmsforS

3、pace-basedAISSignalsByXiePingSupervisorProf.MaShexiangMar.2016採准１性弄巧本人声明所呈交的学位论义是本人巧导师指巧下进行的研究了作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｌ：Ｕ示注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工火学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一同王作的同志对本研。与我究所做的巧何贡献均己在论文中作了明确的说明并巧示了谢意。■学往冷丈作去签名：签李ｇ期：２〇｜年３月５可（）学化冷文敕权使巧援权书

4、本学位论文作者完全了解天津理工大学有关保阁、使用学位论义的规定。特授权天津巧工大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入，、缩印或扫描等复制手段保存、汇编有关数据库进行捡索并采用影印，Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口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）学化冷丈作者签名；导呵签名：■签李日期：２０化年３月５日签李口典１：年３月Ｓ日摘要船舶自动识别系统（AIS，AutomaticIdentificationSystem）是一种新的助航系统，用于船与船之间、船与岸之间

5、通信。星载AIS通过卫星收发信息，从而实现全球领域的船舶有效监控。然而同一卫星视场内不同AIS子网间无法有组织的配合工作，导致卫星接收端信号混合，船舶信息检测率降低。因此对接收到的信号进行分离具有重要的研究意义，本文从星载AIS系统的实际需求出发，研究星载AIS信号的分离问题。主要研究内容包括：（1）提出了一种基于频率分集的星载AIS信号的分离方法。利用信号的多普勒频移特性，将接收信号通过重叠带状滤波器滤波，使其分成多个窄频带信号，给后续处理带来方便，从而提高信息检测率。仿真结果表明，四带带状滤波器的频率分集方案性能最好，能将信息损失降到

6、最小。（2）改进了基于负熵的快速独立分量分析（FastIndependentComponentAnalysis,FastICA）算法。改进算法结合AIS信号的恒包络特性，利用随机梯度恒模算法生成初始权向量，且选取具有良好稳健性的Modified-M估计函数作为目标函数中的非线性函数，提高算法的稳健性，然后修正牛顿迭代算法，使其满足三阶收敛。仿真结果表明，改进算法在分离精度上有所提高，且减少迭代次数，加快收敛速度。（3）提出了一种基于经验模式分解（EmpiricalModeDecomposition，EMD）的AIS信号的提取方法。利用EM

7、D将混合AIS信号分解为不同的本征模态函数（IntrinsicModeFunction，IMF），构建虚拟通道，进而通过FastICA算法提取功率较大的信号。考虑到AIS信号的恒包络特性，对提取的信号做希尔伯特变换（HilbertTransform）得到最终信号。仿真结果表明，能提取出功率较大的信号，且信号相对频偏越大，提取出的信号越接近源信号。关键词：星载AIS多普勒频移快速独立分量分析经验模式分解AbstractAutomaticIdentificationSystem(AIS)isakindofwirelesscommunicati

8、onsystem.Itisusedtocommunicatebetweenshiptoshipandshiptoshore.Space-basedAISreceivesinformationt