[发明专利]一种基于应用层系统级约束的星载GMSK误码率改善系统

说明书

本发明公开了一种基于应用层系统级约束的星载GMSK误码率改善系统，包括AIS接收天线、AIS接收机，其中AIS接收机包括：滤波器模块、低噪放模块、信道化模块、载波同步模块、定时同步模块、载波相位同步模块、维特比解调模块和应用层验证模块；星载AIS系统为了能正常接收解调地面AIS信号，必须有效解决两种类型的AIS报文时隙冲突问题。本发明利用改进的维特比解调算法按照先验信息和CRC校验信息最小化接收序列实际符号和判决符号的累加距离，在相同信噪比情况下降低了解调误码率。与传统的GMSK解调算法相比，基于应用层信息约束的Viterbi‑GMSK解调算法BER性能有明显改善，在信噪比10dB时，BER达到10^‑4左右。

技术领域

本发明涉及一种基于应用层系统级约束的星载GMSK误码率改善技术，属于现代通信卫星设计领域。

背景技术

GMSK解调技术广泛应用于现代通信卫星、电子侦察卫星，船舶自动识别系统(AIS)由舰船飞机敌我识别器发展而成，配合全球定位系统(GPS)将船位、船速、改变航向率及航向等船舶动态结合船名、呼号、吃水及危险货物等船舶静态资料由VHF频段向附近水域船舶及岸台广播，对船舶安全有很大帮助。

地面AIS系统，岸基站只能覆盖40海里左右的距离，难以满足国民经济对远海活动的要求。基于卫星的AIS系统可以覆盖广阔的海域，扩展对远海船只的检测能力，满足大范围的海上舰船监测需求。目前，国内外卫星AIS系统还处于试验验证阶段阶段，所采用的天线技术和接收机技术都比较简单，如接收机采用基于传统维特比算法的GMSK解调技术，对低信噪比和存在信息碰撞的空间无线电环境不适应。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对现有技术的不足，提出了一种基于应用层系统级约束的星载GMSK误码率改善系统，能够改善AIS系统的误码率，进而保证不同单元的AIS帧内时隙同步。

本发明的技术解决方案：

一种基于应用层系统级约束的星载GMSK误码率改善系统，包括星载AIS天线、AIS接收机；AIS接收机又包括滤波器模块、低噪放模块、信道化模块、AD转换模块、数据缓冲模块、载波同步模块、定位同步模块、载波相位同步模块、维特比解调模块和应用层验证模块；

AIS接收天线将收到的AIS信号发送至AIS接收机；

AIS接收机中的滤波器模块、低噪放模块、信道化模块和AD转换模块，将接收到的AIS信号进行低噪放大、模拟滤波、AD转换以及DDC信道化变频到零中频处理，信道化模块将零中频信号发送至数据缓冲模块进行缓存；

载波同步模块对数据缓冲模块中缓存的零中频数字信号进行载波同步和载波补偿处理后发送至定位同步模块；

定位同步模块和相位同步模块，对载波同步模块处理后的数据进行定时同步和载波相位同步处理，然后发送至维特比解调模块和应用层验证模块进行解调处理；

维特比解调模块，利用GMSK调制信号对接收到相位同步模块发送的处理后的AIS信号进行解调；应用层验证模块，完成维特比解调模块解调信息码元的验证；

维特比解调模块和应用层验证模块的具体实现方式如下：

(31)根据GMSK调制信号特点设定约束长度，定义信号状态与信号状态转移矩阵；

(32)计算第k+1个GMSK调制信号的信号状态，k取正整数；

(33)计算第k个GMSK调制信号到第k+1个GMSK调制信号处的度量增量；

(34)比较所有的路径增量，选取最大路径作为幸存路径，保存路径信息和路径增量；

(35)重复步骤(31)-(34)，直到k+1大于约束长度进入步骤(36)；