【摘 要】
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随着经济全球化的深入,国际海上贸易日益繁荣。为了缓解海上交通密度增大导致的数据拥塞问题,甚高频数据交换系统（VHF Data Exchange System,简称VDES）于2013年被提出。VDES系统集成了船舶自动识别系统（AIS）、特殊应用报文（ASM）和宽带甚高频数据交换（VDE）三项功能。其突出特点是,能在保护现有AIS系统功能的基础上,通过引入ASM和VDE全面强化船舶通信的数据传输能
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随着经济全球化的深入,国际海上贸易日益繁荣。为了缓解海上交通密度增大导致的数据拥塞问题,甚高频数据交换系统（VHF Data Exchange System,简称VDES）于2013年被提出。VDES系统集成了船舶自动识别系统（AIS）、特殊应用报文（ASM）和宽带甚高频数据交换（VDE）三项功能。其突出特点是,能在保护现有AIS系统功能的基础上,通过引入ASM和VDE全面强化船舶通信的数据传输能力。因此,VDES系统接收机的研究具有重大意义,本文针对AIS和ASM信号的接收处理进行了如下工作:（1）研究了AIS和ASM信号的射频直接采样方案,通过A/D转换器以及内置的数字正交变频器进行射频采样与AIS/ASM频段的下变频,并设计对应AIS和ASM信道的数字下变频、滤波和抽取电路,分离出AIS1、AIS2、AIS3、AIS4、ASM1、ASM2共6个信道的基带信号。（2）介绍了GPS信号接收机的结构与功能,并分析了GPS数据传输方式。给出了GPGGA、GPRMC、GPZDA三种GPS报文的数据格式,研究了从GPS报文中提取UTC时间信息的方法。设计了通过与UTC秒脉冲信号直接同步来产生本地同步AIS信号时隙的方案。（3）针对同信道多信号混叠问题,研究了多接收通道AIS信号盲源分离技术。介绍了复信号分离的Fast ICA算法,设计了四通道定点AIS信号分离方案,实现了降维白化、矩阵乘法、复Hermite矩阵特征值分解、矩阵求逆和Fast ICA不动点迭代等运算,并仿真了整个方案的性能。（4）基于Xlinx公司Kintex-7系列FPGA芯片设计并实现了AIS和ASM信号抽取滤波模块、同步时隙产生模块和四通道AIS混叠信号分离模块。详细阐释了设计流程和设计思想,给出了相应功能模块的仿真结果并对资源消耗和误差进行了分析,最后完成了样机的调试工作。
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