[发明专利]一种甚高频信号接收机

说明书

本发明公开了一种甚高频信号接收机，该接收机工作时，包括以下步骤：数据缓存：通过双口RAM对接收到的信号进行缓存，用于信号捕获模块对信号进行递进搜索；信号捕获：通过PMF‑FFT算法，对接收信号进行时域、频域的二维搜索，得到延时及频偏；信号跟踪：利用锁相环，完成对信号的载波跟踪；解帧、解调：已知数据帧结构，在完成了捕获跟踪后，去掉数据帧中的同步头信息，将有效信息进行提取；采用BPSK调制，根据相位对应关系，实现信号解调；校验：CRC校验来检验接收机的译码是否正确。本发明能够在卫星通信高延时、大频偏、低信噪比的特点下，运用较少硬件资源，快速捕获，且误帧率低。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种甚高频信号接收机。

背景技术

随着全球贸易的不断增加，推动了海上运输的发展。船舶数量与日俱增，航运压力的增大，安全问题不容小觑，尤其在港口等船只密集的地方，极易发生船只相互碰撞的危险。

原有的船舶自动识别系统AIS一直是海上船舶通信的重要工具，并确保了船舶的航行安全，同时还能提供如位置信息、船舶身份信息、动态数据信息和在危险情况下及时发出求救信号。然而随着船舶的增多，通信需求的增加，AIS链路不堪重负，这直接导致了AIS出现系统拥堵和信道的占用。基本的通信数据可能会发生堵塞、延时等问题，当负载超过50％时，信息阻塞，信号传输无法保障，船舶碰撞几率增加，严重影响了海上船舶安全。

国际海事组织新提出的甚高频数据交换系统(VDES)将为此带来更好的通信环境。想要加快数据传输速度，扩大传输范围，卫星通信的加入必不可少。为了解决日益增多的船舶带来的海上通信问题及提高海上航行安全，在原有的AIS系统上，又提出了增加VDE、ASM来构成新的VDES系统(甚高频数据交换系统)。

而VDE(甚高频数据交换)就是VDES系统中的核心部分，它确保了系统能够稳定快速进行通信。星载是VDES系统的发展方向，VDE-SAT就是该系统的信号中继站，起到了数据转发的重要作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在高延时、大频偏、低信噪比情况下，实现对信号快速准确捕获跟踪的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种甚高频信号接收机，该接收机工作时，包括以下步骤：

步骤1、数据缓存：通过双口RAM对接收到的信号进行缓存，用于信号捕获模块对信号进行递进搜索；

步骤2、信号捕获：通过PMF-FFT算法，对接收信号进行时域、频域的二维搜索，得到延时及频偏；

步骤3、信号跟踪：利用锁相环，完成对信号的载波跟踪；

步骤4、解帧、解调：已知数据帧结构，在完成了捕获跟踪后，去掉数据帧中的同步头信息，将有效信息进行提取；采用BPSK调制，根据相位对应关系，实现信号解调；

步骤5、校验：CRC校验来检验接收机的译码是否正确。

进一步地，步骤1中的数据缓存，通过状态机产生写使能信号和读使能信号，来控制双口RAM的数据输入输出。

进一步地，步骤2中的信号捕获，接收到的信号为公式：

其中，c(t)为伪随机码信号，T_d为延时时间，为多普勒频率；

采用部分匹配滤波器能够更好的抵抗大频偏，归一化频率响应为：

其中f_d为频偏，M为部分匹配滤波器的分段长度；

对信号进行补零后进行FFT变换，FFT频率响应为：