[发明专利]基于恒虚警信号检测及频偏校正的ASM体制解调方法

说明书

本发明提供了一种基于恒虚警信号检测及频偏校正的ASM体制解调方法，该方法具备恒定的低虚警信号检测概率，能够适应输入电平动态范围宽、频偏范围大、信号突发的ASM体制应用场景，此外，本发明采用星座旋转的方式进行频偏校正，相比传统FFT频偏估计方法精度更高，且易于工程实现。

技术领域

本发明涉及一种基于恒虚警信号检测及频偏校正的ASM体制解调方法。

背景技术

随着AIS用户的增加及其应用的扩展，导致在一些繁忙的区域出现很高的链路负载，当AIS数据链路的负载过高时，将会导致信息阻塞等严重问题的发生，影响航行安全。未来电子航海的引入需支持更大数据量的交换，当下AIS已无法满足未来数据交换的需求。

对此，国际电信联盟于2012年(WRC-12)提出VDES系统。VDES在集成了现有AIS功能的基础上，通过增加特殊应用报文(ASM)和宽带甚高频数据交换(VDE)功能，全面强化船舶通信的数据传输能力，为船舶航行安全提供有力保障。

国际电信联盟ITU-R M.2092建议书对VDES系统中ASM体制的通信技术作出了相应规定，但未对具体实现方式做出相应规定。

ASM采用突发信号体制，训练序列之前仅有几个符号的缓升序列，用于功放打开，传统针对连续信号的捕获方法将失效，因为载波同步环或位同步环无法保证在帧头到来之前锁定。针对突发式信号的检测通常采用与已知训练序列匹配的方法。当本地序列与接收训练序列匹配上时输出峰值，若峰值电平大于门限时，则认为检测到信号。若采用固定门限进行判决，当输入信号幅度较高时，容易产生虚警，当输入信号幅度过小时，容易产生漏警。传统对接收基带信号直接做相关匹配的信号检测方法，相关峰值随着频偏的增大而减小，从而导致检测概率降低或不能检测。

ASM信号采用π/4QPSK调制，接收端通常采用差分解调。由于收发两端的基准频率存在差异以及相对运动产生的多普勒频移，会造成频率偏差。如果不进行补偿和校正，将导致差分后的星座发生旋转，影响解调性能。

传统采用FFT进行频偏估计的方法存在估计精度受FFT点数限制的问题(估计精度Δf＝fs/N)，且需要进行FFT计算和峰值搜索，计算复杂度较大。

公开号为CN 206341236 U的中国专利公开了一种用于ASM体制的解调器。主要由DDC数字下变频、第一平方根升余弦滤波器、前导码检测模块、定时相位估计模块、定时重采样模块、第二平方根升余弦滤波器、载波频偏模块、载波相位同步模块、解调映射模块、Turbo FEC解码模块等模块组成。该专利仅对模块连接关系和功能进行了简单的说明，没有明确说明具体实现方式。

公开号CN 107483078 A的中国专利公开了一种船舶VDES系统ASM体制接收频偏估计实现方法。该专利将中频信号通过数字下变频、鉴相器后，将鉴相误差进行FFT计算，对计算结果进行最大峰值检测，得到最大峰值的位置，然后根据该位置计算中频信号的估计频偏，并补偿到本地载波信号的标称频率上。该专利所述方法的频偏估计精度受傅里叶变换点数的制约且计算相对复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于恒虚警信号检测及频偏校正的ASM体制解调方法。

为解决上述问题，本发明提供一种基于恒虚警信号检测及频偏校正的ASM体制解调方法，包括：

对接收AD采样的复信号进行混频，将频谱搬移到零中频，得到混频后的信号；

对所述混频后的信号通过匹配滤波器进行匹配滤波处理，得到匹配滤波后的数据，其中，所述匹配滤波器与发射端成型滤波器的频谱特性一致，均采用根升余弦成型滤波器；

将所述匹配滤波后的数据进行延迟差分，得到延迟差分的基带信号；

从所述延迟差分的基带信号中利用已知的训练序列采用恒虚警自适应门限的方法进行训练序列的检测；