[發明專利]數據輔助下的星載AIS信號同步參數估計方法及系統

有效

• 申請號: 201310020324.7
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103209143A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 劉曉娟;馬社祥;孟鑫;宮銘舉
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H04L25/02
• 分類號: H04L25/02;H04L25/03
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 王里歌

1.一種數據輔助下的星載AIS信號同步參數估計方法，其特征在于它包括以下步驟：?

①由天線接收地面船舶AIS系統發射的射頻信號給接收機；?

②接收機將接收到的射頻信號解調成基帶信號輸入FPGA數據采集模塊；?

③FPGA數據采集模塊將接收到的基帶信號進行模數轉換，得到數字基帶信號，輸入信號處理模塊；?

④信號處理模塊對接收到的數字基帶信號進行處理，得到正確的AIS船舶信息輸入數據存儲模塊；?

⑤數據存儲模塊存儲接收到的AIS船舶信息。?

2.根據權利要求1所述一種數據輔助下的星載AIS信號同步參數估計方法，其特征在于所述步驟④中數據處理模塊對數字基帶信號的處理方法由以下步驟構成：?

⑴首先，解碼模塊對接收到的數字基帶信號進行解碼，解碼后得到的二進制碼元信息送入CRC校驗模塊進行校驗；?

⑵CRC校驗模塊對步驟⑴解碼后的二進制信息進行校驗，校驗后的二進制信息一路輸入到數據輔助下的同步參數估計模塊，另一路輸入到報文解析模塊；?

⑶數據輔助下的同步參數估計模塊利用接收到的二進制碼元信息和數字基帶信號估計數字基帶信號中的同步參數，估計的同步參數輸入多用戶分離模塊；?

⑷報文解析模塊對接收到的二進制碼元信息解析處理，得到AIS船舶信息輸入到存儲模塊；?

⑸多用戶分離模塊利用接收到的數字基帶信號同步參數對信號分離，分離后的信號輸入解碼模塊；?

⑹解碼模塊對接收到的分離信號再次解碼，并重復步驟⑴。?

3.根據權利要求2所述一種數據輔助下的星載AIS信號同步參數估計方法，其特征在于所述步驟⑶中的數據輔助下的同步參數估計方法包括以下步驟：?

（a）數據輔助下的同步參數估計模塊接收到的數字基帶信號按如下要求降采樣，得到降采樣序列：?

將在加性白高斯噪聲(Additive?White?Gaussian?Noise，AWGN)信道下接收到信號的復包絡可以表示為?

x(t)=Ae^j(2πvt+θ)S(t-τ)+n(t)?

其中，A為幅度，v是載波頻偏，θ為相移，n(t)為加性噪聲，s(t)為對應的GMSK基帶調制信號，τ為時延；對于數字基帶信號以碼元速率降采樣后得到降采樣序列，記為{x(k)}；?

(b)數據輔助下的同步參數估計模塊利用接收到的二進制碼元信息，按如下方式構造出洛朗級數的系數：?

以正確碼元序列對應調制信號的洛朗級數展開形式：?

計算洛朗級數的系數為其中T為碼元周期，a={a_n}為碼元信息序列，取值為{1,-1}；h是調制指數，此處

(c)數據輔助下的同步參數估計模塊對降采樣序列按如下方式用共軛相乘運算的方法構造輔助序列z(k):?

(d)數據輔助下的同步參數估計模塊對步驟(c)中構造的輔助序列按如下方式進行自相關運算，得到自相關序列：?

其中，1≤m≤L₀-1，L₀為碼元個數；?

(e)數據輔助下的同步參數估計模塊利用步驟(c)中構造的輔助序列z(k)和步驟d中得到的自相關序列，按如下方式得到頻偏估計值：?

(f)數據輔助下的同步參數估計模塊根據步驟(e)中得到的頻偏估計值，按照如下方式采用最大似然運算得到定時估計值：?

其中，?

(g)數據輔助下的同步參數估計模塊根據步驟(e)中得到的頻偏估計值，按照如下方式采用累加求幅角運算得到相移估計值：?

(h)根據步驟(e)中得到的頻偏估計值，數據輔助下的同步參數估計模塊按照如下方式采用累加求模值運算得到幅度估計值：?

4.一種實現數據輔助下的星載AIS信號同步參數估計方法的系統，由AIS接收機構成，其特征在于它包括天線、接收機、FPGA數據采集模塊、信號處理模塊和數據存儲模塊；其中，所述天線接收地面船舶AIS系統發射的射頻信號數據并送入接收機中；所述接收機輸出端連接FPGA數據采集模塊的輸入端。?