[发明专利]AIS体制下GMSK解调器大频偏校正方法

说明书

本发明公开一种AIS体制下GMSK解调器大频偏校正方法，其具体包括9个步骤，可以针对AIS接收与发射设备之间的频率误差进行估计和校正，确保接收设备正常的完成相干解调和Viterbi检测。

技术领域

本发明涉及水上移动业务领域中的船舶自动识别系统(AIS)，以及甚高频数据交换系统(VDES)，具体涉及一种AＩS体制下GMSK解调器大频偏校正方法。

背景技术

船舶自动识别系统(AＩS)诞生于上世纪90年代，属于第二代海事通信技术，早在2003年国际海事组织已经对AＩS设备进行了强制推广，经过十多年的发展，AＩS已经广泛普及。AＩS技术的扩展应用给AIS频道带来了巨大的负荷，在一些繁忙的区域出现了很高的数据链路负载为了缓解AＩS系统现有频段内的压力以及保证正常功能的实现，IALA和国际海事组织(IMO)在2012年建议将原本交换数据中的应用信息(Application SpecificMessages，ASM)移入其他新的频段以缓解原有AＩS频段的压力。

针对上述提到的AＩS系统需要解决的问题，TU、IALA和IMO积极响应，分别从频点、应用和规则层面对现有AＩS系统进行“升级”的可行性进行研究，并在2013年由IALA首次提出了VDES的概念。

在已经普及应用的AＩS标准和即将发布的VDES标准中，物理信道工作在VHF频段。其中，AIS共有两个信道，分别是AIS 1(信道2087：161.975MHz)和AIS 2(信道2088：162.025MHz)。对AIS信道，船舶之间和船舶与岸站之间，查询和发送的电文主要内容为：位置数据、船舶静态和航行相关数据、UTC/日期响应、安全相关广播消息等。

AIS网络采用无中心自组网(SOTDMA)，其物理层调制解调器技术规格如下：

1)工作频率：

a)AIS 1：中心频点161.975MHz，带宽25kHz，

b)AIS 2：中心频点162.025MHz，带宽25kHz；

2)频率准确度：优于±500Hz；

3)双通道独立接收机可在两个单独的频道上同时接收；在两个独立的频道上一个发射机作为备用进行TDMA发射；

4)数据码型：NRZI；

5)调制方式：GMSK-FM，调制指数0.5，发射BT乘积0.4，接收BT乘积0.5；

6)传输速率：9.6kbps±10ppm；

根据标准可知，在发射和接收设备频率误差绝对值都是500Hz，且误差符号相反时，此时接收到的AIS信号频率误差绝对值f_{error_max}＝1kHz(＝500Hz+500Hz)。则最大频率误差归一化到符号速率f_{error_max_norm}＝1kHz÷9.6kHz≈10％。

在AWGN信道下，相干解调比非相干解调可以获得更好的误码性能。根据经验，相干解调比非相干解调的解调性能会好3dB左右。但是，10％的频率误差对相干解调到来了巨大的问题，因此，为了提高解调性能，必须对大频率误差进行估计和校正。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种AIS体制下GMSK解调器大频偏校正方法，针对AIS接收与发射设备之间的频率误差进行估计和校正，确保接收设备正常的完成相干解调和Viterbi检测。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种AIS体制下GMSK解调器大频偏校正方法，具体包括以下步骤：

1)A/D转换器对低中频信号采样，得到数字中频信号；