收藏本站
《武汉理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于FPGA的AIS基带设计算法研究

李龙  
【摘要】:随着我国现代航运交通运输的飞速发展,船舶的航行安全已是越来越重要AIS设备利用无线电技术实现船-船、船-岸的通信及辅助导航,避免船舶之间发生碰撞,方便监管部门管理,大幅提高航行安全。其组成结构包括由人机界面模块、通信协议处理模块、基带信号处理模块、射频模块及标准通信接口模块。本文着重对AIS设备的基带信号处理模块进行仿真研究,并以仿真为基础,研究基于FPGA的基带信号的调制解调算法,为后期以FPGA为硬件平台设计AIS设备打下坚实的理论算法基础。 AIS基带处理器主要功能包括完成HDLC打解包、NRZI编解码和GMSK的调制解调。由于FPGA平台只能处理数字信号,而AIS基带调制解调中存在部分模拟信号,所以要针对FPGA的硬件平台,进一步研究改进的AIS基带调制解调算法。由于HDLC主要包括,位填充及去填充、校验位产生、数据打解包等。由于HDLC处理及NRZI本身就是数字信号处理,所以基于FPGA的HDLC算法相对简单。GMSK调制解调属于数字信号的模拟调制,在研究GMSK信号时,以SystemView和Matlab作为工具研究其特性和算法验证,结合FPGA本身的特点,给出了具体实现时必需考虑的位同步算法。由于FPGA设计结构灵活、通用性强、实时性高以及适合于模块化设计等特点,因此FPGA平台非常适合于AIS的硬件实现平台。另外,选用FPGA作为硬件平台也为单个芯片实现AIS系统奠定了基础。基于FPGA的AIS基带算法中主要包括了以下几个方面研究: 1)CRC校验的产生算法及在适合于FPGA中的快速实现算法; 2)位填充及去填充和NRZI的编码及解码在FPGA的算法实现; 3) GMSK的调制解调算法; 4)高斯滤波器算法在FPGA中的快速实现算法; 5)相位积分在FPGA中快速实时的实现算法; 6)IQ调制器在FPGA中快速实时的实现算法; 7)位同步在FPGA中快速实时的实现算法; 8)反正切实现在FPGA中快速实时的实现算法。 本文从AIS的定义、特点以及国内外发展现状入手,结合AIS基带处理的功能需求,重点阐述了HDLC打解包、GMSK的调制解调原理以及基于FPGA的算法。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U675.7

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚元飞;佟力;谢永锋;;基于CMX910的AIS基带处理模块的设计与应用[J];电讯技术;2008年05期
2 徐伯庆;叶海霞;;用SystemView辅助《通信原理》教学[J];电气电子教学学报;2007年S1期
3 付新虎 ,史浩 ,郑喜凤 ,丁铁夫;HDLC协议在通信系统中的应用[J];电子技术;2005年08期
4 潘松;CPLD/FPGA在电子设计中的应用前景[J];电子技术应用;1999年07期
5 Zeeshawn Shameem;;通过眼图和BER测试分析高速串行链路的信号质量[J];电子设计技术;2009年01期
6 蔡秀珍;高级数据链路控制(HDLC)协议[J];福建电脑;2005年07期
7 郑道昌,周江华,刘桂云;AIS的主要功能及其使用技术分析[J];航海技术;2002年01期
8 许艳;;关注:AIS在我国的发展[J];中国海事;2007年05期
9 牛玉杰;李力强;姜斌;;AIS在海事管理中的应用[J];中国海事;2008年10期
10 明纪栋;施扬;;船舶自动识别系统AIS消息处理的研究[J];机电设备;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 邵连新;;AIS在VTS中的应用设想[A];中国航海学会通信导航专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 许景波;高斯滤波器逼近理论与应用研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杜英军;AIS及其关键技术的研究[D];上海海运学院;2001年
2 何建新;AIS关键技术研究及其与电子海图的集成实现[D];哈尔滨工程大学;2006年
3 李维运;VTS中雷达和AIS信息融合算法研究[D];大连海事大学;2007年
4 程浩;海上交通安全中船舶避碰决策技术研究[D];大连海事大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 乔继红;可编程逻辑器件的发展及其应用[J];北京轻工业学院学报;1999年03期
2 潘绍仁;廖文;;基于AIS的舰载雷达标校系统设计[J];船电技术;2009年02期
3 王晓东;曲洪丰;;遥感相机科学数据光传输测试系统研究[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年04期
4 侯勇慧,李莉,黄松峰;FPGA在VXI深度测井模块设计中的应用[J];测井技术;2005年03期
5 孙高海;蒋洪晖;于爽;刘兵;;基于Matlab的二进制数字调制系统仿真[J];四川兵工学报;2010年03期
6 谢永锋;刘鹏;佟力;姚元飞;;一种基于CMX910的AIS系统同步方案[J];电讯技术;2010年02期
7 成敬周,张举,康怡,陈琛,姚国珍;基于可编程芯片及数字信号处理器的微机保护硬件平台设计方案[J];电工技术杂志;2004年12期
8 王晨熙;王晓博;鄢茂林;王国宏;;基于模糊综合分析的电子支援措施与船舶自动识别系统关联[J];电光与控制;2009年05期
9 胡建建;曾培峰;唐莉萍;臧珠萍;;基于高斯低通滤波的音乐节拍提取[J];东华大学学报(自然科学版);2011年01期
10 于海东,陈东雷;CPLD/FPGA在数字系统设计中的应用前景[J];电机电器技术;2003年04期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 曲洪丰;王晓东;吕宝林;;航天遥感CCD相机的高速LVDS串行传输系统设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
2 陈福玉;;北斗导航通讯技术的应用与展望[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
3 张仁颐;;船舶引航与港区作业联动对物流效率的影响[A];第四届长三角科技论坛航运分论坛暨2007年苏浙闽沪航海学会学术研讨会论文汇编[C];2007年
4 陈福玉;;北斗导航通讯技术的应用与展望[A];中国航海学会航标专业委员会测绘学组学术研讨会学术交流论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 潘放;通航桥梁船撞风险分析与规避措施研究与应用[D];华南理工大学;2010年
2 周伟;基于数字高斯成形技术的X荧光谱仪的研制[D];成都理工大学;2011年
3 陈立家;海上多目标船智能避碰辅助决策研究[D];武汉理工大学;2011年
4 潘晓彬;表面粗糙度测量关键技术研究[D];浙江大学;2011年
5 林平;变频控制系统集成模块及其控制芯片技术的研究[D];浙江大学;2003年
6 聂锐利;大庆油田动态测井地面数字化技术研究与应用[D];中国地质大学(北京);2006年
7 曹永盛;新型光标记交换系统及光控光交换器件的研究[D];北京邮电大学;2010年
8 朴伟英;球面光栅干涉式表面测量仪若干关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
9 乔培玉;基于三维形貌的弹痕比对系统的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
10 李娜;表面粗糙度对高精度微波电子装备电性能影响的研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜明;VTS数据交换与数据融合的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘继芳;基于计算听觉场景分析的混合语音分离研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 车军;船舶避碰人为因素分析与评价[D];大连理工大学;2010年
4 徐岱;基于VTS和AIS的神华沿海电厂船舶交通信息管理系统研究[D];大连海事大学;2010年
5 余昆;多用途AIS组网协议研究[D];电子科技大学;2010年
6 崔建平;内河AIS通信系统可靠性仿真分析研究[D];武汉理工大学;2010年
7 金鹭;基于GPU的表面形貌测量系统的研究[D];浙江大学;2011年
8 胡建建;基于高斯低通滤波的音乐节拍提取方法的研究[D];东华大学;2011年
9 孙东;基于Z8D168的带显示USB Key的研究[D];太原理工大学;2011年
10 田袆;基于FPGA的智能温室测控系统CPU的设计与实现[D];西北大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄建章 ,殷树林;航行数据记录仪和船舶自动识别系统[J];船舶;2001年05期
2 宿巧丽;船舶自动识别系统[J];船电技术;2002年06期
3 孙勇,景博,张吉力;最优加权与递推最小二乘法相结合的多传感器信息融合[J];传感技术学报;2004年04期
4 索继东,杨广治,刘人杰;雷达与GPS的数据关联[J];大连海事大学学报;1999年03期
5 孙广,孙文强;船载自动识别系统的讨论[J];大连海事大学学报;1999年03期
6 郑中义,吴兆麟;船舶碰撞危险度的新模型[J];大连海事大学学报;2002年02期
7 林长川,东昉;基于多因素模糊综合决策的AIS与雷达航迹关联算法与仿真[J];大连海事大学学报;2003年01期
8 汤旭红;AIS技术及其对航行安全和VTS的影响[J];电信快报;2001年10期
9 何友,陆大,彭应宁,高志永;多传感器数据融合系统中两种新的航迹相关算法[J];电子学报;1997年09期
10 何友,彭应宁,陆大;多目标多传感器模糊双门限航迹相关算法[J];电子学报;1998年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 索继东;柳晓鸣;刘人杰;刘玉民;;AIS的信息融合与雷达目标跟踪[A];中国航海学会2001年度学术交流会论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 李惠芬;基于新一代GPS体系的表面稳健高斯滤波技术的研究[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 浦皆伟;AIS及其关键技术研究[D];上海海运学院;2003年
2 甘星;AIS与雷达信息融合在VTS中应用的研究[D];大连海事大学;2003年
3 罗素云;AIS与雷达目标位置数据融合方法的研究[D];武汉理工大学;2003年
4 汤荣秀;船载AIS无线传输系统的开发与研究[D];武汉理工大学;2004年
5 张宇;通用船舶自动识别系统(AIS)及其关键技术研究[D];武汉理工大学;2004年
6 翟艺书;AIS与雷达数据融合的数学模型研究[D];大连海事大学;2005年
7 于海霞;AIS与雷达数据融合方法的研究[D];大连海事大学;2006年
8 李维运;VTS中雷达和AIS信息融合算法研究[D];大连海事大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 焦素敏;阎有运;;基于FPGA的模糊控制器的设计[J];华北水利水电学院学报;2006年02期
2 肖顺文;陈亚军;;基于FPGA的超声波避障系统设计[J];西南民族大学学报(自然科学版);2006年04期
3 张岩;李廷志;罗兵;;基于FPGA的抖动偏频激光陀螺高精度信号解调[J];计算机测量与控制;2006年07期
4 邱志模;王华;;基于FPGA的以太网与E1协议转换器的实现[J];军民两用技术与产品;2006年10期
5 唐亚平;;基于FPGA与DSP的等精度数字频率计设计[J];微计算机信息;2007年02期
6 梁迎春;吴海涛;林益平;;基于FPGA新型位置预估算法的实现方案[J];微特电机;2007年10期
7 易长松;;基于FPGA的变频调速系统电动机定子电流的有效检测[J];电气传动自动化;2007年06期
8 桂玲;向诚;张海良;;跳频检测中快速测频系统的设计[J];电子测量技术;2007年10期
9 张陌;程永强;;基于FPGA的D1到XGA图像放大引擎[J];太原理工大学学报;2008年S1期
10 姚磊;金侠杰;邢科礼;张国贤;;基于FPGA电液比例控制器的设计[J];液压气动与密封;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯金华;;基于FPGA的SOC系统可靠性设计[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
2 张健;孙辉先;陈晓敏;安军社;;反熔丝FPGA的可靠性设计措施[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
3 ;Design and Research of Video Fire Detection System Based on FPGA[A];Proceedings of the 2011 Chinese Control and Decision Conference(CCDC)[C];2011年
4 董雪;费建军;白娇杨;;基于FPGA的智能火灾报警系统的设计与研究[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
5 肖松;李跃华;张金林;;基于FPGA局部动态可重构的抗SEU容错系统研究[A];教育部中南地区高等学校电子电气基础课教学研究会第二十届学术年会会议论文集(下册)[C];2010年
6 王玮;钱伟康;应怀樵;;基于FPGA的PXI高速数据采集系统硬件设计[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
7 钱伟康;梁利娟;王丽丽;;一种基于FPGA的CAN总线船舶监控系统[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
8 杨学友;叶振忠;刘常杰;李博文;;一种高速智能化视觉传感器设计[A];第三次全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2002年
9 鲁艳;雷维嘉;谢显中;;基于Avalon接口的交织编码技术的FPGA实现[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
10 许超;肖铁;施柏鑫;;基于FPGA的电子内窥镜视频处理系统[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 海英;赛灵思发布新型FPGA芯片方案[N];人民邮电;2009年
2 ;实现FPGA产品差异化[N];中国电子报;2011年
3 ;FPGA为消费电子提供安全保证[N];中国电子报;2011年
4 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
5 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
6 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
7 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
8 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
9 本报记者 梁红兵;赛灵思:降低FPGA应用门槛[N];中国电子报;2010年
10 华北光电技术研究所 刘刚;FPGA+DSP升级热像设计[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张承畅;多FPGA系统的关键问题及应用研究[D];重庆大学;2011年
2 李鹏;基于元构件的FPGA硬件构件设计技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
3 余慧;时分交换的新型FPGA互连结构研究[D];复旦大学;2011年
4 谢丁;FPGA互连结构评估系统研究与实现[D];复旦大学;2011年
5 王忠明;SRAM型FPGA的单粒子效应评估技术研究[D];清华大学;2011年
6 廖永波;SOC软硬件协同方法及其在FPGA芯片测试中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
7 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
8 邬贵明;FPGA矩阵计算并行算法与结构[D];国防科学技术大学;2011年
9 薛晓勇;新型存储器在FPGA中应用的关键技术研究[D];复旦大学;2011年
10 隋文涛;FPGA布局算法研究[D];清华大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李龙;基于FPGA的AIS基带设计算法研究[D];武汉理工大学;2010年
2 周志娟;相移波束形成的FPGA实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 许冲;激光脉冲定距算法研究与FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 叶忠彬;基于FPGA的数字频率合成系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
5 彭涵阳;无串扰超声测距系统的激励方法及基于FPGA的设计与实现[D];天津大学;2010年
6 杜国女;基于FPGA的音乐景观灯的设计与实现[D];兰州交通大学;2011年
7 隆志远;基于FPGA和光电耦合的旋转机械非接触双向信号传输系统[D];南京航空航天大学;2010年
8 袁臻;电动多叶光栅通讯部分的FPGA实现[D];上海交通大学;2009年
9 刘开健;基于FPGA的实时图像处理系统的设计与实现[D];昆明理工大学;2008年
10 刘钰力;基于FPGA的SHA256高效数字加密系统[D];兰州大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026