臺灣博碩士論文加值系統

本文將對船舶自動識別系統(AIS)的傳送資料流程作一整合且探討如定位精度及自組式分時多工存取(SOTDMA)資料連結之問題。且討論AIS對ARPA、Radar及船舶報告系統等航行系統的影響。在SOTDMA連結資料的過程中加入Rayleigh fading探討自動性時槽再利用(automatic slot reuse)及意圖性時槽再利用(intentional slot reuse)之成功機率。我們提出以SIR (signal-to -interference ratio)估測值將可能再利用之對象依序排列，並以加權隨機選取可再利用的時槽。以隨機選樣的方式減輕碰撞，並以加權方式挑選較大之SIR，利用計算機模擬方式所獲得之流量(throughput)與傳統的距離法則作一比較，由此而得最佳之時槽再利用。

目錄
中文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………..Ⅱ
目錄……………………………………………………………………..Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………..Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………..Ⅵ
第一章、緒論……………………………………………………………1
1.1 研究背景及目的…………………………………………………...1
1.2 研究方法…………………………………………………………...4
1.3 研究步驟…………………………………………………………...5
1.4 本文大綱…………………………………………………………...6
第二章、AIS之發展概況……………………………………………….7
2.1 AIS發展歷史………………………………………………………7
2.2 IMO對船舶配置AIS之相關規定………………………………..9
2.3 AIS的未來發展趨勢……………………………………………..11
第三章、AIS的資料傳送的整合……………………………………….12
3.1 AIS相關系統介面………………………………………………..12
3.2 傳送資料之分析………………………………………………….14
3.2.1 傳送資料的流程之整合與分析………………………………..14
3.2.2 AIS應解決之問題……………………………………………...17
3.2.2.1 高精度的定位手段…………………………………………...17
3.2.2.2 船舶全球的唯一編碼 MMSI碼……………………………..17
3.2.2.3 SOTDMA的技術……………………………………………..18
3.3 AIS對其他航行系統的影響……………………………………..19
3.3.1 AIS與Radar…………………………………………………….19
3.3.2 AIS與ARPA……………………………………………………20
3.3.3 AIS與VTMS、船舶報告系統的關係………………………….22
第四章、時槽再利用應用於AIS………………………………………25
4.1 時槽再利用之應用……………………………………………….25
4.2 AIS訊號特性……………………………………………………..27
4.3 時槽再利用的基礎原理………………………………………….30
4.4 時槽再利用之距離法則………………………………………….32
第五章、時槽再利用之最佳化………………………………………..38
5.1 時槽再利用之通道估測(Channel estimation) …………………..38
5.2 Automatic Slot Reuse(r/2 <d<r) ………………………………….39
5.3 Intentional Slot Reuse(0 <d<r/2) …………………………………46
第六章、結論……………………………………………………………50
參考文獻………………………………………………………………..52
附錄一、Transmission Characteristics…………………………………56
附錄二、Propagation and Slot Boundaries……………………………..62
附錄三、High Data Link Load………………………………………….67
圖目錄
圖1-1 研究流程圖……………………………………………………..5
圖3-1 資料連結流程圖………………………………………………16
圖4-1 GMSK發射訊號之產生………………………………………27
圖4-2 GMSK之位元錯誤率…………………………………………28
圖4-3 兩發射台欲傳送資料至一接收台……………………………30
圖4-4 接收台涵蓋區之特性區分……………………………………31
圖4-5 S-ALOHA系統下之throughput………………………………33
圖4-6 在d=0.4r時，其throughput的範圍……………………………35
圖4-7 Discrimination Zone下之throughput…………………………36
圖4-8 throughput曲線圖……………………………………………..37
圖5-1 當d=r時岸台涵蓋區內之電台分佈……………………………40
圖5-2 Automatic Slot Reuse in ALOHA zone………………………..41
圖5-3 Rayleigh環境下各電台相對於特定移動台(d=r/2)之SIR…..43
圖5-4 Rayleigh環境下之throughput………………………………..44
圖5-5 Intentional slot reuse之throughput 模擬結果……………….47
圖5-6 Channel estimation 與maximum distance方法之比較,……..48 Required capacity=100%
圖5-7 Channel estimation 與maximum distance方法之比較,……..49
Required capacity=200%
表目錄
表3-1 AIS與Radar的比較…………………………………………..20
表3-2 AIS-Symbols on ARPA/Radar and ECDIS-Systems…………..21
表3-3 AIS與VTMS、船舶報告的主要技術資料………………….24
表4-1 Slot Reuse隨Required Capacity的使用率…………………..34
表4-2 計算throughput之距離法則………………………………….37

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