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船舶自动识别系统(AIS)是一种新型船舶导航识别设备,是在甚高频海上移动通信频段上采用的自组织时分多址接入方式的通信系统,它能够自动发射和接收船舶的动态和静态信息,实现船舶之间、船岸之间通信、监测和识别。AIS可以将本船和周围船舶的航行状态等信息在标准化界面上显示出来,与雷达配合使用能够增强船舶交通管理系统的功能,有效避免船舶的碰撞,减少海损事件,保障船舶航行的安全,维护海洋生态环境,推动现代航运交通运输的发展。AIS的信号采用高斯滤波的最小频移键控(GMSK)调制,它具有振幅恒定、相位连续、带宽窄、带外衰减大和对邻近信道干扰小的特点。本文的研究重点是GMSK信号的相干解调算法。相干解调具有良好的误码性能,是GMSK信号解调的重要途径之一。本文首先介绍了自动识别系统的结构、功能及发展状况,讨论了自动识别系统的技术标准,然后研究了GMSK信号的调制原理,在此之后,研究了两种GMSK信号的解调算法,即线性相干解调和Viterbi相干解调,其中Viterbi相干解调包括基于最大似然检测(MLSD)的Viterbi相干解调和简化的Viterbi相干解调。论文详细介绍了解调的过程,包括帧头检测、载波频偏和初相的估计、时钟同步、载波相位跟踪、匹配滤波器、白化滤波器和Viterbi译码等,利用Matlab软件编程仿真信号的调制解调过程,测试了误码率性能,绘制了误码率曲线,比较了这些解调算法的性能,并且将实际自动识别系统的甚高频接收机接收到的信号代入程序进行解调,验证了算法的正确性,实现了对船舶的各种航行信息的监测。最后,本文还对单通道干扰下的线性相干解调和Viterbi相干解调进行了Matlab仿真,绘制出了信号在不同载干比(CIR)下的误码率曲线,并分析比较了各算法的单通道干扰下的误码性能。实验结果表明,本文的线性相干解调和的Viterbi相干解调在无干扰和单通道干扰下,均能够达到预期的性能指标,而且简化的Viterbi相干解调在误码性能和结构复杂度上都具有一定的优势,是一种有发展前景的相干解调算法。本文的Matlab程序可以直接应用于自动识别系统的中央处理器中,进行GMSK信号的软件相干解调,从而实现对船舶航行信息的监测和识别,同时为自动识别系统的深入研究提供了软件仿真基础,对自动识别系统的产品测试和研制具有积极意义和推动作用。