基于STM32的AIS基帶系統的研究與實現.pdf

1、隨著航運業(yè)的發(fā)展，船舶自動識別系統（Automatic Identification System，簡稱AIS）得到了廣泛的應用。AIS系統通常由信息處理模塊、基帶處理模塊和射頻收發(fā)模塊三大部分組成，其中基帶處理模塊作為系統的核心，主要負責基帶信號的調制解調。傳統的AIS基帶處理模塊通常采用專用 ASIC芯片或者FPGA、DSP等運算處理器完成，但這些方案普遍存在體積大、價格昂貴的缺點。本論文結合 AIS基帶處理的現狀，提出了一種基于軟

2、件無線電的實現方案，該方案采用低成本高性能的STM32平臺完成AIS系統的基帶獲取和基帶信息處理的任務，系統結構簡單，有效縮小了設備體積。
　　論文以基帶處理模塊的工作流程為切入點，先重點研究了基帶調制和解調過程中每個模塊的工作原理、流程及實現方法，然后針對MCU平臺的特殊性提出合理的解決方案，再對算法進行了MATLAB仿真，最后根據STM32硬件平臺進行算法優(yōu)化和系統調試。本文重點的研究內容如下：
　　(1)調制部分的關鍵

3、技術是高斯低通濾波器和MSK調制的軟件實現。針對軟件濾波運算量大而STM32單片機運算速度較慢的問題，本文采用基于波形存儲的查表法實現高斯濾波，不僅保證了系統的實時性，也有效避免了數字濾波器的量化誤差。然后對高斯濾波輸出求積分就可以得到相位路徑，再經過sin和cos變換即可得到I、Q兩路正交信號。
　　(2)解調部分主要研究了非相干解調的實現方式，為了降低解調誤碼率，系統選用1bit差分解調的實現方式。同時也對解調過程中的突發(fā)檢測

4、和位同步進行了深入研究，利用GMSK信號本身的訓練序列的相關特性，采用互相關函數檢測突發(fā)信號，并且可以直接獲取信號的最佳采樣點，從而實現信號的位同步。該方法簡化了位同步的過程，極大的減少了系統的運算量。
　　(3)對基帶信號預編碼過程中涉及到的HDLC協議和NRZI編解碼原理進行分析，設計出完整的AIS基帶信號調制解調在STM32平臺上的實現方法。
　　論文通過對 AIS基帶處理模塊的原理分析、實現方案對比、軟件仿真和基于S