一种星载自动识别系统AIS的信号解调方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110943956A(43)申请公布日2020.03.31(21)申请号201911223597.5(22)申请日2019.12.03(71)申请人航天恒星科技有限公司地址100083北京市海淀区知春路82号院(72)发明人于雪晖张晓曼孙婷婷梁利环张佳培(74)专利代理机构北京善任知识产权代理有限公司11650代理人金杨张振伟(51)Int.Cl.H04L27/38(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图4页(54)发明名称一种星载自动识别系统AIS的信号解调方法及系统(57)摘要本申请实施例的技术方案，通过对AIS业务信息进行GMSK调制，以及将调制后的AIS信号经过带通滤波、数字下变频及低通滤波得到AIS基带信号，通过对AIS基带信号进行帧头检测、频偏估计、频偏补偿、匹配滤波和Viterbi译码，得到所述AIS基带信号的解调信号，既保持了相干解调算法良好的解调性能，又避免了相干解调中的载波恢复和相位盲位估计问题，相比相干解调算法，实现过程较为简单。最终所获得的解调后的AIS基带信号的误码率和误包率较低，能够满足对AIS信号进行解调的需求。CN110943956ACN110943956A权利要求书1/3页1.一种星载自动识别系统AIS的信号解调方法，其特征在于，所述方法包括：对AIS业务信息进行高斯最小频移键控GMSK调制，得到GMSK信号体制的AIS信号；对所述GMSK信号体制的AIS信号进行带通滤波、数字变频和低通滤波处理，获得AIS基带信号；对所述AIS基带信号的帧头进行检测，获取所述AIS基带信号中的任意一帧AIS基带信号；将所述任意一帧AIS基带信号与本地同步序列进行相关运算，获取采样输入信号的训练序列位置；其中，所述采样输入信号为所述任意一帧AIS基带信号的采样输入信号；根据所述采样输入信号的训练序列位置处的采样输入数据确定所述AIS基带信号的频偏估计；基于所述频偏估计对所述AIS基带信号进行频偏补偿，得到频偏补偿后的AIS基带信号；对所述频偏补偿后的AIS基带信号进行匹配滤波，得到匹配滤波后的AIS基带信号；根据所述匹配滤波后的AIS基带信号的状态信息，生成所述匹配滤波后的AIS基带信号的用于进行维特比译码的状态表，基于所述状态表和所述匹配滤波后的AIS基带信号确定所述匹配滤波后的AIS基带信号的分支度量增量；基于所述状态表和所述分支度量增量确定所述匹配滤波后的AIS基带信号的分支度量，根据所述分支度量获取对所述AIS基带信号进行解调后的解调信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述任意一帧AIS基带信号与本地同步序列进行相关运算，获取采样输入信号的训练序列位置；包括：确定所述任意一帧AIS基带信号的延迟一个码元周期的训练序列；根据所述任意一帧AIS基带信号的本地训练序列与所述延迟一个码元周期的训练序列进行共轭相乘，得到本地训练序列的共轭相乘值；根据采样输入信号与延迟一个码元周期的采样输入信号进行共轭相乘，得到采样输入信号的共轭相乘值；根据所述本地训练序列的共轭相乘值与所述采样输入信号的共轭相乘值对应相乘后的累加值；确定所述采样输入信号的训练序列位置；其中，所述采样输入信号的训练序列位置为所述累加值中的最大值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述采样输入信号的训练序列位置处的采样输入数据确定所述AIS基带信号的频偏估计，包括：根据以下公式确定所述AIS基带信号的频偏估计：fre＝α×arctan(Q÷I)÷(2π)其中，fre代表所述AIS基带信号的频偏估计，α代表所述采样输入信号的频率，arctan代表反正切运算，Q代表所述采样输入数据的虚部，I代表所述采样输入数据的实部。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述频偏估计对所述AIS基带信号进行频偏补偿，包括：根据以下公式对所述AIS基带信号进行频偏补偿：data_comp＝data×ej(2π×fre×t)其中，data_comp代表所述频偏补偿后的AIS基带信号，data代表所述AIS基带信号，t＝n÷(p×α)，其中，n为1～N之间的整数，N代表一帧AIS信号的有效数据长度。2CN110943956A权利要求书2/3页5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述状态表和所述分支度量增量确定所述匹配滤波后的AIS基带信号的分支度量，根据所述分支度量获取对所述AIS基带信号进行解调后的解调信号，包括：基于所述状态表和所述分支度量增量确定所述匹配滤波后的AIS基带信号的至少一个分支度量，从所述至少一个分支度量中具有最大值的分支度量；设置所述最大值的分支度量对应的路径为幸存路径；确定与所述幸存路径路径的起点对应的状态，根