[发明专利]一种ASM信号的相干解调方法及装置

说明书

本发明公开了一种ASM信号的相干解调方法及装置，该方法包括步骤：检测ASM信号；对ASM信号进行同步操作并抽取码元；基于循环冗余校验纠错解码ASM信号。本发明具有误帧率低的技术特点，适合甚高频数据交换系统中未进行前向纠错编码的ASM信号解调解码，有利于进行空中非协调通信ASM信号侦察。

技术领域

本申请涉及船舶通信技术领域，特别涉及一种ASM信号的相干解调方法及装置。

背景技术

随着船舶自动识别系统(AIS)应用的巨大成功以及AIS功能不断被开发，AIS的网络负载越来越大以至于损害AIS最初的避碰理念。为了保障AIS的性能，国际电信联盟WP5B组与国际助航设备和航标协会E-NAV小组举行会议讨论下一代AIS—甚高频数据交换系统(VDES)的技术方案以及发展方向。在保障AIS最高优先级的基础上，国际海事组织、国际电信联盟等组织将AIS中的应用专用消息(ASM)分离出来并为其分配新的信道(CH2027与CH2028)与调制方式(π/4QPSK)。

根据IALA G1139文件，目前ASM有七种调制编码方式，其中三种没有采用前向纠错编码。为了对远海船舶进行监管与保护，监管部门可以利用无人机搭载相关接收机对远海船舶广播信息进行监听。无人机接收远海船舶ASM信号会面临如下技术问题：无人机只是侦察并没有参与自组织时分复用区域内的通信，因而无法知道各个船舶发送ASM信号的时间以及相应的调制编码方式。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种ASM信号的相干解调方法及装置，误帧率低，适合甚高频数据交换系统中未进行前向纠错编码的ASM信号解调解码，有利于进行空中非协调通信ASM信号侦察。

为了解决上述问题，本发明提供了一种ASM信号的相干解调方法，包括如下步骤：检测ASM信号；对ASM信号进行同步操作并抽取码元；基于循环冗余校验纠错解码ASM信号。

较佳地，所述检测ASM信号包括如下步骤：截取一定长度接收信号，并确定本地调制补偿信号，将截取信号与所述本地调制补偿信号按位相乘得到第一信号，其中，信号截取长度根据ASM信号帧头结构特性确定；生成本地信号，将本地信号与所述第一信号进行相关得到第二信号；确定所述第二信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断：若最高峰与次高峰间隔13个码元长度，则计算最高峰和次高峰之间的信号的平均功率P1和最高峰的峰值功率P2，若P2/P1T，则认为检测到ASM信号，T为预设阈值；否则，认为未检测到ASM信号。

较佳地，所述对ASM信号进行同步操作并抽取码元包括如下步骤：ASM帧同步；ASM信号载频估计及补偿；码元同步抽取。

较佳地，所述ASM帧同步包括如下步骤：使用已知的同步字比特重构本地同步字信号；将重构的本地同步字信号与接收信号进行差分相关运算，获取峰值位置，从而确定数据结构的起始位置。

较佳地，所述ASM信号载频估计及补偿包括如下步骤：ASM信号的载频估计；根据载频估计结果进行载频补偿，将ASM信号搬移至0频附近；对载频同步后的ASM信号进行相位估计与补偿。

较佳地，所述基于循环冗余校验纠错解码ASM信号包括如下步骤：构建循环冗余校验移位寄存器状态表及其状态转移表；初始化路径信息表与路径度量表，其中，路径信息表用于存储解码过程中状态转入的情况，路径度量表用于存储解码过程中幸存路径的度量值；设计分支度量公式和路径度量公式，求取每个状态所有可能的转出路径的分支度量及其路径度量，同时，根据状态转移表，选取每个状态的幸存转入路径，存储路径信息以及路径度量；从全‘0’状态出发，根据路径信息表回溯，获取解码序列。

较佳地，所述分支度量公式为：转移比特为1时，λ_n＝r_n；转移比特为0时，λ_n＝-r_n，其中，λ_n表示n时刻的分支度量，r_n表示n时刻的接收信号，n表示时刻n。。