Объект исследования – сигналы с модуляцией GMSK. Цель работы – определение возможностей использования методов цифрового квадратурного формирования и демодуляции сигналов для повышения помехоустойчивости приема сигналов АИС с модуляцией GMSK путем применения алгоритмов когерентного приема, реализованных на SDR платформе. Для космического сегмента АИС, с обработкой сигналов на борту спутника, требуется малогабаритная и малопотребляющая аппаратура. Для упрощенного сегмента аппаратуры для малых судов требуется применение аппаратуры меньшей мощности, но малых габаритов и с использованием традиционных интерфейсов для подключения всевозможных цифровых устройств (компьютеры, телефоны и пр.). Это требует разработки универсальных аналого-цифровых модулей АИС, способных реализовать протоколы передачи для различных каналов. В работе предложены методы построения цифровой части радиомодема для АИС на основе SDR платформы. Приведена функциональная схема построения радиомодема. Получены алгоритмы когерентного приема и приведены результаты имитационного моделирования квадратурной обработки сигналов GMSK. Показан энергетический выигрыш предложенных алгоритмов по сравнению с существующим методом приема при использовании последетекторного анализа сигналов. Учтены терминологические особенности предметной области и применены программные средства для решения задач. Применено специализированное программно-математическое обеспечение MATLAB.

The object of the study is signals with GMSK modulation. The purpose of work – definition of possibilities of use of methods of digital quadrature formation and demodulation of signals for increase of noise immunity of reception of AIS signals with GMSK modulation by application of the algorithms of the coherent reception, realized on SDR-platform. For the space segment of AIS, with signal processing on board the satellite, small-sized and low-consumption hardware is required. For the simplified segment of hardware for small ships it is required to use less power, but small size and use traditional interfaces to connect all kinds of digital devices (computers, telephones, etc.). This requires the development of universal analog-digital AIS modules, capable of implementing transmission protocols for different channels. In work methods of construction of digital part of a radio modem for AIS based on SDR-platform are offered. The functional scheme of radio modem construction is resulted. The algorithms of coherent reception are obtained and the results of simulation of quadrature processing of GMSK signals are given. The energy gain of the proposed algorithms in comparison with the existing method of reception when using post-detector analysis of signals is shown. The terminological features of the subject area are considered, and software tools are used to solve problems. Specialized software was used: MATLAB.

• ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1 Структура АИС и временные и спектральные характеристики передаваемых пакетов сигналов с модуляцией GMSK
• 1.1 Основные определения пакетного обмена сообщениями АИС
• 1.2 GMSK-модуляция (фильтр Гаусса)
• 1.5 Реализация NRZI кодирования
• 1.6 Выводы
• 2 Алгоритмы приема и их реализация с помощью SDR платформы
• 2.1 Оптимальный когерентный прием
• 2.2 Некогерентный прием
• 2.3 Использование SDR платформы для реализации алгоритма когерентного приема
• 2.4 Выводы
• 3 Структура имитационного моделирования и результаты оценки вероятности ошибочного приема при использовании алгоритмов оптимального квадратурного приема
• 3.1 Выбор доверительного интервала наблюдения при оценке вероятности ошибок в имитационном моделировании
• 3.2 Структурная схема имитационной модели
• 3.3 Результаты оценки вероятности ошибок методом имитационного моделирования
• 3.3 Выводы
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ