[發(fā)明專利]AIS體制下GMSK解調(diào)器大頻偏校正方法

有效

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• 申請日: 2019-09-24
• 公開（公告）號: CN110636021B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉波;王華明;何蘇偉;王玲;朱玲玲
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州市江海通訊發(fā)展實業(yè)有限公司
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L27/144;H04L27/16;H04L27/227
• 代理公司: 蘇州華博知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 孫兵

本發(fā)明公開一種AIS體制下GMSK解調(diào)器大頻偏校正方法，其具體包括9個步驟，可以針對AIS接收與發(fā)射設(shè)備之間的頻率誤差進(jìn)行估計和校正，確保接收設(shè)備正常的完成相干解調(diào)和Viterbi檢測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水上移動業(yè)務(wù)領(lǐng)域中的船舶自動識別系統(tǒng)(AIS)，以及甚高頻數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)(VDES)，具體涉及一種AＩS體制下GMSK解調(diào)器大頻偏校正方法。

背景技術(shù)

船舶自動識別系統(tǒng)(AＩS)誕生于上世紀(jì)90年代，屬于第二代海事通信技術(shù)，早在2003年國際海事組織已經(jīng)對AＩS設(shè)備進(jìn)行了強(qiáng)制推廣，經(jīng)過十多年的發(fā)展，AＩS已經(jīng)廣泛普及。AＩS技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用給AIS頻道帶來了巨大的負(fù)荷，在一些繁忙的區(qū)域出現(xiàn)了很高的數(shù)據(jù)鏈路負(fù)載為了緩解AＩS系統(tǒng)現(xiàn)有頻段內(nèi)的壓力以及保證正常功能的實現(xiàn)，IALA和國際海事組織(IMO)在2012年建議將原本交換數(shù)據(jù)中的應(yīng)用信息(Application SpecificMessages，ASM)移入其他新的頻段以緩解原有AＩS頻段的壓力。

針對上述提到的AＩS系統(tǒng)需要解決的問題，TU、IALA和IMO積極響應(yīng)，分別從頻點(diǎn)、應(yīng)用和規(guī)則層面對現(xiàn)有AＩS系統(tǒng)進(jìn)行“升級”的可行性進(jìn)行研究，并在2013年由IALA首次提出了VDES的概念。

在已經(jīng)普及應(yīng)用的AＩS標(biāo)準(zhǔn)和即將發(fā)布的VDES標(biāo)準(zhǔn)中，物理信道工作在VHF頻段。其中，AIS共有兩個信道，分別是AIS 1(信道2087：161.975MHz)和AIS 2(信道2088：162.025MHz)。對AIS信道，船舶之間和船舶與岸站之間，查詢和發(fā)送的電文主要內(nèi)容為：位置數(shù)據(jù)、船舶靜態(tài)和航行相關(guān)數(shù)據(jù)、UTC/日期響應(yīng)、安全相關(guān)廣播消息等。

AIS網(wǎng)絡(luò)采用無中心自組網(wǎng)(SOTDMA)，其物理層調(diào)制解調(diào)器技術(shù)規(guī)格如下：

1)工作頻率：

a)AIS 1：中心頻點(diǎn)161.975MHz，帶寬25kHz，

b)AIS 2：中心頻點(diǎn)162.025MHz，帶寬25kHz；

2)頻率準(zhǔn)確度：優(yōu)于±500Hz；

3)雙通道獨(dú)立接收機(jī)可在兩個單獨(dú)的頻道上同時接收；在兩個獨(dú)立的頻道上一個發(fā)射機(jī)作為備用進(jìn)行TDMA發(fā)射；

4)數(shù)據(jù)碼型：NRZI；

5)調(diào)制方式：GMSK-FM，調(diào)制指數(shù)0.5，發(fā)射BT乘積0.4，接收BT乘積0.5；

6)傳輸速率：9.6kbps±10ppm；

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可知，在發(fā)射和接收設(shè)備頻率誤差絕對值都是500Hz，且誤差符號相反時，此時接收到的AIS信號頻率誤差絕對值f_{error_max}＝1kHz(＝500Hz+500Hz)。則最大頻率誤差歸一化到符號速率f_{error_max_norm}＝1kHz÷9.6kHz≈10％。

在AWGN信道下，相干解調(diào)比非相干解調(diào)可以獲得更好的誤碼性能。根據(jù)經(jīng)驗，相干解調(diào)比非相干解調(diào)的解調(diào)性能會好3dB左右。但是，10％的頻率誤差對相干解調(diào)到來了巨大的問題，因此，為了提高解調(diào)性能，必須對大頻率誤差進(jìn)行估計和校正。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種AIS體制下GMSK解調(diào)器大頻偏校正方法，針對AIS接收與發(fā)射設(shè)備之間的頻率誤差進(jìn)行估計和校正，確保接收設(shè)備正常的完成相干解調(diào)和Viterbi檢測。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種AIS體制下GMSK解調(diào)器大頻偏校正方法，具體包括以下步驟：

1)A/D轉(zhuǎn)換器對低中頻信號采樣，得到數(shù)字中頻信號；