论文部分内容阅读
甚高频数据交换系统(VHF Data Exchange System,VDES)是针对水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)加强和升级版系统。由于海面上船舶通信需求的日益增加,原本用来对船舶进行相互识别从而避免碰撞的AIS系统,却逐渐担负起了船岸之间数据通信的任务,为AIS甚高频数据链路资源的使用和保护带来了风险,也对水上通信及船舶安全航行造成了潜在的不利影响。为了响应世界无线电会议的提议,针对水上移动通信日益增加的通信需求,本文重点研究了 VDES系统中,特殊应用报文——ASM(Application-specific messages)信道的研究与实现。通过整合,以 AIS+ASM+VDE为架构的VDES系统能够极大地缓解现阶段AIS系统数据通信的压力。通过对ITU-RM.2092建议书的深入研究,本文详细介绍了建议书中对ASM信道物理层和链路层的通信指标,并且根据指标,对ASM信道的基带数据调制方式——π/4正交相移键控进行了完整的数学建模解析,以及配套模块的分析。基于理论分析,对π/4QPSK调制与解调进行了 MATLAB仿真和基于Xilinx公司FPGA平台的工程实现。本文通过调制结构和解调结构两个方面,论述了工程实现的整体架构,然后对架构中的各个模块的实现进行了详细介绍。在工程中,达到了 ASM基带数据调制解调处理的基本要求,还开发了一套基于Zynq平台的片上系统实时数据显示、调试模块,并对此进行了完整的结构介绍和实现解析。本文在工程上分为基于数学模型的仿真和基于FPGA的功能实现两方面。关于仿真部分,是利用MATLAB R2014a进行了全面的系统建模,构建了能够支撑工程实现的系统流程,生成了响应的仿真图形。关于FPGA部分,是利用Xilinx公司开发的Vivado系统开发套件,Zynq系列Zedboard开发平台,完成实现。实时数据显示模块也是在Zynq系统AXI4总线架构下开发的模块,创新性地将需求分为物理层和应用层两方面分别进行实现,达到预期目的,并对今后的开发方式产生指导性作用。