AIS時(shí)隙沖突影響因素研究與驗(yàn)證.pdf_第1頁(yè)
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1、船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System)簡(jiǎn)稱(chēng)AIS系統(tǒng),是一種新型的數(shù)字助航系統(tǒng),主要采用自組織時(shí)分多址SOTDMA方式實(shí)現(xiàn)信道接入和設(shè)備間相互通信等功能。該系統(tǒng)將船舶經(jīng)緯度、船名等動(dòng)靜態(tài)信息封裝成特定的電文,在VHF甚高頻頻道向附近水域的船舶以及岸臺(tái)基站廣播,用以實(shí)現(xiàn)船舶的相互識(shí)別,保障航行安全。AIS系統(tǒng)的性能受到鏈路負(fù)載等因素的直接影響。隨著鏈路負(fù)載的增大,時(shí)隙復(fù)用比率增大,時(shí)隙沖突率也會(huì)

2、隨之增大。當(dāng)時(shí)隙沖突率增大到一定程度時(shí),系統(tǒng)的通信可靠性將受到影響。AIS系統(tǒng)是船舶安全航行的保障系統(tǒng),系統(tǒng)的有效性很重要,本論文基于這一考慮開(kāi)展了深入地研究:
   (1)對(duì)AIS信道接入算法進(jìn)行了研究,主要包括自組織時(shí)分多址SOTDMA、隨機(jī)接入時(shí)分多址RATDMA和增量時(shí)分多址ITDMA。本研究利用μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)內(nèi)核搭建軟件框架,在Keil4環(huán)境下,采用C語(yǔ)言在實(shí)際的ARM硬件平臺(tái)上對(duì)這些算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
 

3、  (2)深入研究了時(shí)分多址接入的時(shí)隙復(fù)用產(chǎn)生的原因、分類(lèi)和影響因素,時(shí)隙沖突產(chǎn)生的原因等內(nèi)容,然后基于AIS接收站覆蓋區(qū)的臺(tái)站數(shù)量、報(bào)告率、鏈路負(fù)載等因素進(jìn)行仿真,獲取相應(yīng)的時(shí)隙復(fù)用比例。依據(jù)鏈路負(fù)載、時(shí)隙復(fù)用比例等因素,對(duì)AIS接收站覆蓋區(qū)分區(qū)域分別分析相應(yīng)的時(shí)隙沖突率,仿真給出時(shí)隙沖突率隨其影響因素的變化規(guī)律。仿真研究采用VC++6.0環(huán)境下的C語(yǔ)言、以及Matlab軟件編程實(shí)現(xiàn)。
   (3)對(duì)大連沿海某AIS基站的電

4、文收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理:統(tǒng)計(jì)基站作用域內(nèi)的臺(tái)站數(shù)量和各類(lèi)電文的廣播次數(shù)等信息,對(duì)基站作用域分區(qū)域估測(cè)對(duì)應(yīng)的時(shí)隙沖突率。將實(shí)際數(shù)據(jù)分析結(jié)論和理論仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,給出時(shí)隙沖突的影響因素,為提高系統(tǒng)的可用性提供參考依據(jù)。這一部分在Qt環(huán)境下編程實(shí)現(xiàn)。
   本研究是在國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“高可用新體制AIS船舶自主導(dǎo)航系統(tǒng)”課題2“AIS/GNSS船載導(dǎo)航設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)研制(2012BAH36B02)”的支持下開(kāi)展的,是該課題

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