本发明专利技术公开了一种基于OFDM的船舶自动识别系统(AIS)的设计方法，该AIS系统采用正交频分复用(OFDM)作为AIS系统的核心技术。该方法包括：船舶自动识别系统的特定参数设计；系统子载波分配方式设计；系统的通信协议初始化阶段、网络登录阶段设计。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】-种船舶自动识别系统设计方案 (-)
： 本专利技术属于通信
，设及船舶自动识别系统（AutomaticIdentification System,AIS)，特别是一种新型AIS系统设计。 (二）
技术介绍
： 原有的AIS系统中，当信道负载率大于60. 5%时，系统就会发生时隙冲突，导致接 收端的接收效率低下。因此需要设计一种新的AIS系统，增加系统的容量，解决时隙冲突问 题，提高接收端的接收效率。 正交频分复用（(FDM)技术已广泛应用于IE邸802. 11，I邸E802. 16,4G移动通信等 无线通信领域。 (H)
技术实现思路
： 本专利技术的目的是解决现有AIS系统容量小，高负载下接收效率低的问题。 本专利技术的技术方案： 一种新型船舶自动识别系统（AI巧系统设计方案，该方案使用正交频分复用技术 (OFDM)作为AIS系统物理层的核屯、技术，16QAM、QPSK作为AIS报文的调制方式，其步骤W 及各步骤细节如下： 第1步、确定新型AIS系统的参数；[000引第2步、结合第1步所得参数确定该系统的帖结构。 所述第1步中根据AIS的信道带宽、时延扩展W及所要求的信息传输速率确定新 型AIS系统的参数的具体过程如下： 在海上甚高频段，最大时延扩展为T= 300US，本专利技术选择保护间隔的长度Tg= 1. 33ms4T。 (FDM符号周期T= 5Tg= 6. 667ms，有效时间长度为AT=T-Tg= 5. 336ms,即 7； = ^A7V子载波间隔Af= 1/AT= 187.甜z，子载波个数N。。^。日=25曲z/187. 5Hz= 133,其中，5个子载波将用于导频，其余128个子载波用来传输数据，实际占用的带宽为 128X187. 5Hz= 24曲Z。[001引IFFT/FFT内的采样点数需满足； Nca"ies《IFFTsize-l(D 其中N。。^。点OFDM系统子载波的个数，IFFTdw是IFFT/FFT内的采样点数，在本 系统中Neawe日=133，IFFTdze= 2。，因此在该里，IFFT/FFT内的采样点数为IFFTdze= 28 = 256,所WIFFT周期就是AT= 5. 336ms，由2； = ^Ar，所W该里循环前缀的长度为256/4 二 64。 所述第2步中结合第1步所得参数确定该系统的帖结构的具体过程如下： 第2.1步、从时域上设计如下： 从时域上看，一个(FDM符号的周期为20/3ms，即6. 667ms，恰好是现有的AIS-个 时隙长度的^，即6.6671113 = 26.67/41113。因此，本系统一个时隙含有4个0抑1符号。[001引 每一个帖可容纳2250X4 = 9000个OFDM符号，每个OFDM符号有128个数据子载 波。(2) 其中，Nm"du代表调制指数、Ndatasym表示一个OFDM符号的数据子载波个数、Nsube表示 信号数量、Tf"m。表示一帖的时间；当使用16QAM调制各个子载波时，Nm"du= 4,由公式似可 得，Rdata= 76.8化PS，当使用QPSK调制各个子载波时，Nm"du= 2,可得Rdata= 38.地bps,远 远高于现有AIS的信道速率9. 6化PS。 第2. 2步、从频域上进行设计： AIS数据传输采用面向比特的协议，它一条标准报文位25化it。 新型AIS每个时隙含有4个OFDM符号，每一个OFDM符号含有128个数据子载波。 W使用16QAM调制为例，每个子载波可W携带4bit的信息，一个AIS标准报文需要占用 256bit/4bit= 64个子载波。由于新型AIS系统的每个时隙含有4个OFDM符号，那么把报 文所需的64个子载波平分到该四个(FDM符号上去，即一个用户占用该时隙的每个(FDM符 号的64/4 = 16个子载波。为了接收端接收信息的方便，新型AIS系统采取占用每个OFDM 符号连续16个子载波的方式。为了描述的方便，本专利技术将OFDM符号的133个子载波从0到 132编号，把每个OFDM符号的第0、33、66、99、132个子载波作为导频，第1-16个子载波作为 第一个用户使用，称为第0发送单元；第17-32个子载波作为第二个用户使用，称为第1发 送单元；第34-49个子载波作为第=个用户使用，称为第2发送单元；第50-65个子载波作 为第四个用户使用，称为第3发送单元；第67-82个子载波作为第五个用户使用，称为第4 发送单元；第83-98个子载波作为第六个用户使用，称为第5发送单元；第100-115个子载 波作为第走个用户使用，称为第6发送单元；第116-131个子载波作为第八个用户使用，称 为第7发送单元。当使用QPSK调制时，按照上述计算方法，可W得到该调制下的子载波分 配情况。 本专利技术的优点和有益效果： ①提高了AIS的频谱利用率，在使用16QAM作为调制方式时，每个用户仅占用3曲Z 的带宽。②本专利技术设计新型AIS系统的主要目的在于提高AIS网络的容量，从而减少了时 隙冲突。 (四）【附图说明】： 图1为本专利技术方案中系统时隙示意图。 图2为本专利技术方案中系统帖结构示意图。[002引图3为本专利技术方案中AIS标准报文结构图。 图4为本专利技术方案中初始化的动态帖图。 (五）【具体实施方式】 W下将参照图1-4对本专利技术的【具体实施方式】进行说明。 一种新型AIS系统设计方案，该方案使用正交频分复用技术（(FDM)作为AIS系统 物理层的核屯、技术，其步骤W及各步骤细节如下： 第1步、确定新型AIS系统的参数； 第2步、结合第1步所得参数确定该系统的帖结构。 所述第1步中根据AIS的信道带宽、时延扩展W及所要求的信息传输速率确定新 型AIS系统参数的具体过程如下： 在海上甚高频段，最大时延扩展为T=300yS，本专利技术选择保护间隔的长度Tg= 1. 33ms4T。(FDM符号周期T= 5Tg= 6. 667ms，有效时间长度为AT=T-Tg= 5. 336ms,即 2； =^Ar，-子载波间隔Af= 1/AT= 187.甜z，子载波个数N。。^。日=25曲z/187. 5Hz= 133,其中，5个子载波将用于导频，其余128个子载波用来传输数据，实际占用的带宽为128X187. 5Hz= 24曲Z。IFFT/FFT内的采样点数需满足；[003引Ncarries《IFFTsize-l(D 其中点OFDM系统子载波的个数，IFFTdw是IFFT/FFT内的采样点数，在本 系统中Neawe日=133，IFFTdze= 2。，因此在该里，IFFT/FFT内的采样点数为IFFTdze= 28 = 256,所WIFFT周期就是AT= 5. 336ms，由7； = ^A；r，所W该里循环前缀的长度为256/4 = 64。各参数数值如表1所示。 所述第2步中结合第1步所得参数确定该系统的帖结构的具体过程如下： 第2. 1步、从时域上设计如下： 从时域上看，一个(FDM符号的周期为20/3ms，即6. 667ms，恰好是现有的AIS-个 时隙长度的1，即6. 667ms= 26. 67/4ms。因此，本系统一个时隙含有4个(FDM符号。图 4 1为系统时隙示意图，每一个时隙含有4个OFDM符本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型船舶自动识别系统(AIS)的设计方案，其特征在于该方案包括：第1步、确定新型AIS系统的参数；第2步、结合第1步所得参数确定该系统的帧结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：马社祥，刘兆杰，孟鑫，王俊峰，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津;12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。