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试谈解调CSTDMA制式AIS基带收发信机设计

收藏本文 2024-04-11 点赞:34081 浏览:157461 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近年来,随着航运设备的智能化进展,为了提升航运安全性,防止船舶碰撞,越来越多移动船台采取AIS(Automatic identification System船舶自动身份识别系统)实现船台与船台之间的通信。AIS分为A类和B类两种标准,A类采取SOTDMA(Self—Organized Time Division Multiple Address自组织时分复用技术)方式进行通讯,而B类设备又有两种制式的通信方式,除了与A类相同的SOTDMA之外,还可用CSTDMA(Carrier-sense time division multiple access载波时分复用技术)方式实现通讯。本论文涉及的是B类CSTDMA制式标准,在介绍AIS相关技术基础上,浅析AIS基带收发信机功能需求,采取高频电子技术完成基带调制解调电路的硬件设计,采取嵌入式系统和多任务制约技术进行软件设计,并对完成的AIS设备进行功能性测试,测试结果表明本系统完成设计要求。本论文的主要工作与革新点:(1)采取基带调制解调芯片CMX7042结合嵌入式系统解决案例,重点实现数据通讯中的调制和解调功能;(2)提出并完成射频功率检测电路设计,实现同时检测发射和反射功率值,不仅为发射功率的自动调整和通道的切换提供依据,而且能够对收发电路的工作情况进行实时监测;(3)采取PWM修正技术改善传统的时隙处理策略,达到正确利用GPS的UTC同步AIS数据流的时隙,使时隙同步功能更加稳定、可靠;(4)采取实际测试和数学归纳的策略,改善了22号报文频道切换技术的处理策略,提升了系统的执行效率。关键词:AIS论文CSTDMA论文GPS论文时隙论文嵌入式系统论文调制与解调论文

    摘要2-3

    Abstract3-4

    中文文摘4-5

    目录5-8

    绪论8-12

    1. 选题作用8

    2. AIS技术进展历程及探讨近况8-10

    3. 本论文探讨内容10-12

    第1章. AIS CSTDMA技术基础及系统案例12-22

    1.1. CS的OSI模型12-17

    1.1.1. 物理层12-13

    1.1.2. 链路层13-16

    1.1.3. 网络层16

    1.1.4. 传输层16-17

    1.2. 系统案例及功能需求浅析17-20

    1.2.1. 系统案例构成17-18

    1.2.2. PC/显控终端及功能需求18

    1.2.3. MCU制约模块及功能需求18-19

    1.2.4. 调制解调模块及功能需求19-20

    1.2.5. AIS网络20

    1.3. 本章小结20-22

    第2章. 系统的硬件电路设计22-36

    2.1. 主制约器模块22-25

    2.1.1. 主控芯片LPC236823-24

    2.1.2. GPS模块24-25

    2.2. 调制解调电路25-34

    2.2.1. 基带调制解调电路26-32

    2.2.2. 发送调制电路32-33

    2.2.3. 接收模块电路33-34

    2.3. 射频功率检测电路34-35

    2.4. 本章小结35-36

    第3章. 系统软件设计36-58

    3.1. 嵌入式操作系统36

    3.2. 程序任务的建立36-40

    3.2.1. 初始化任务37-38

    3.2.2. 任务一(时分秒事件处理)38-39

    3.2.3. 任务二(AIS报文数据处理)39-40

    3.2.4. 任务三(GPS数据处理)40

    3.2.5. 任务四(接收上位机指令处理)40

    3.3. CMX7042软件实现40-50

    3.3.1. MCU写数据40-43

    3.3.2. MCU读数据43-45

    3.3.3. CMX7042寄存器配置45-50

    3.4. GPS数据处理与数据同步50-54

    3.4.1. GPS数据剖析50-51

    3.4.2. GPS数据的同步51-52

    3.4.3. 时隙同步优化52-54

    3.5. VCO频率配置与实现54-55

    3.6. 功率检测软件实现55-56

    3.7. 本章小结56-58

    第4章. 协议及报文处理58-78

    4.1. 标准AIS协议58-63

    4.1.1. 报文格式58-59

    4.1.2. 标准AIS协议说明59-63

    4.2. 报文组包与解包63-76

    4.2.1. 消息14:安全相关二进制报文65-66

    4.2.2. 消息15:询问66-68

    4.2.3. 消息18:标准的B类设备位置报告68-69

    4.2.4. 消息20:数据链路管理消息69-70

    4.2.5. 消息22:信道管理70-75

    4.2.6. 消息23:群指报告75-76

    4.2.7. 消息24:CS静态数据报告76

    4.3. 本章小结76-78

    第5章. 系统功能测试78-88

    5.1. 系统功能测试平台78-79

    5.2. 收发信机的功能测试79-87

    5.2.1. 消息14:安全相关二进制报文79-80

    5.2.2. 消息15:询问80-81

    5.2.3. 消息18:标准的B类设备位置报告81-82

    5.2.4. 消息20:数据链路管理消息82-84

    5.2.5. 消息22:信道管理84-85

    5.2.6. 消息23:群指报告85-86

    5.2.7. 消息24:CS静态数据报告86-87

    5.3. 本章小结87-88

    第6章. 结论与展望88-90

    6.1. 工作总结88

    6.2. 工作展望88-90

    附录90-92

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