Необходимое аппаратное и программное обеспечение

Чтобы запустить этот пример с помощью записанных сигналов, вам нужен Communications Toolbox™.

Для приема сигналов в режиме реального времени также требуется радио RTL-SDR и соответствующий пакет поддержки Communications Toolbox для пакета поддержки RTL-SDR Radio Дополнение.

Полный список платформ SDR, поддерживаемых Communications Toolbox, см. в разделе «Поддерживаемые аппаратные средства» страницы Программно определяемого радио (SDR).

Фон

При морских перевозках службы движения судов используют АИС как компонент общей системы мониторинга морского движения. АИС выполняет следующие функции:

Спецификации АИС:

Пакеты передачи AIS содержат следующие поля:

Этот рисунок показывает формат пакета AIS

Запуск примера

Можно открыть пример, нажав кнопку Открыть скрипт. Строение по умолчанию выполняетсяечение 10 секунд, использует данные сигнала из захваченного файла данных и выводит в текстовый файл. Чтобы предоставить входные значения из командной строки, вы должны изменить cmdlineInput 1, тогда при запуске примера будет предложено ввести следующую информацию:

Пример показывает информацию об обнаруженных кораблях в табличной форме, как показано на следующем рисунке.

Если у вас лицензирована Mapping Toolbox, можно также наблюдать отслеживание AIS кораблей на карте.

Структура приемника

Следующий блок суммирует структуру кода приемника. Обработка имеет три основные части: Signal Source, Physical Layer и Data Viewer.

Источник сигнала

Укажите источник сигнала «File» или «RTL-SDR».

Код использует скорость символа сигнала 9600 Гц и 24 выборки на символ.

Если вы назначаете «RTL-SDR» в качестве источника сигнала, то в примере ваш компьютер ищет радио RTL-SDR по радио-адресу '0' и использует его в качестве источника сигнала.

Физический слой

Выборки основной полосы частот, принятые от источника сигнала, обрабатываются физическим слоем (PHY), чтобы получить пакеты, которые содержат информацию о положении судна и байты необработанных сообщений. Этот рисунок показывает компоненты обработки PHY.

В AIS существует 64 типа сообщений. Информация о положении судна включена в 11 типов сообщений. Этот пример декодирует все 11 типов сообщений, которые содержат информацию о положении.

Как видно на более раннем рисунке, идентификатор корабля, широта, долгота, дата и время отображаются в этом примере. Сообщения содержат дополнительную информацию, которая может быть декодирована, как описано в [1].

Средство просмотра данных

Средство просмотра данных показывает полученные сообщения на графическом интерфейсе пользователя (GUI). Когда данные захвачены, приложение перечисляет информацию, декодированную из этих сообщений, в табличной форме.

Пример кода

Примеры стадий описаны ниже. Чтобы увидеть подробные операции, смотрите на код, выполняемый в вспомогательных функциях, вызываемых примером. Для опции изменения настроек по умолчанию задайте cmdlineInput по 1.

cmdlineInput = 0;
if cmdlineInput
    % Request user input from the command-line for application parameters
    userInput = helperAISUserInput;
else
    load('defaultInputs.mat');
end
% Calculate AIS parameters based on the user input
[aisParam,sigSrc] = helperAISConfig(userInput);

% Create the data viewer object and configure based on user input
viewer = helperAISViewer('LogFileName',userInput.LogFilename, ...
                         'SignalSourceType',userInput.SignalSourceType);

% Launch map based on user input
if userInput.LaunchMap
    startMapUpdate(viewer);
end

% Log data based on user input
if userInput.LogData
    startDataLog(viewer);
end

% Start the viewer and initialize radio time
start(viewer)
radioTime = 0;

% Main loop for capturing and decoding the AIS samples
while radioTime < userInput.Duration
    if aisParam.isSourceRadio       % For RTL-SDR
        [rcv,~,lost,~] = sigSrc();
        lostFlag = logical(lost);
    else                            % For baseband file
        rcv = sigSrc();
        lostFlag = uint32(0);
    end

    % Recover the information by decoding AIS samples
    [info, pkt] = helperAISRxPhy(rcv,aisParam);

    % View decoded information on viewer
    update(viewer, info, pkt, lostFlag);

    % Update radio time
    radioTime = radioTime + aisParam.FrameDuration;
end

% Stop the viewer and release the signal source
stop(viewer)
release(sigSrc)

Дальнейшие исследования

Можно также ввести AISExampleApp в Командном окне MATLAB или щелкнуть ссылку, чтобы использовать пользовательский интерфейс AISExampleApp для исследования сигналов AIS. Интерфейс приложения позволяет вам выбрать источник сигнала и изменить длительность.

Для получения дополнительной информации о реализации физического слоя можно исследовать следующие функции и системные объекты:

Избранная библиография