一种提高AIS 信号检测性能的设计方法及其应用

姚元飞,龚玉超,佟 力

(中国西南电子技术研究所, 成都610036)

1 引 言

AIS 信号检测性能是衡量船用全球自动识别系统(Automatic Identification System,AIS)性能的一项关键技术指标。AIS 是一种新型的助航系统及设备,该系统为船舶航行安全和航行管理提供了一种新型而有效的手段,它基于无线电应答器的相关监测技术,可用于船舶等运载工具的精确跟踪,以弥补传统雷达监测在自动识别目标以及获取航行动向信息等方面的不足,对雷达监测起辅助或替代作用。

AIS 系统采用了GMSK 调制方式,虽然这种调制方式压低了频谱上的旁瓣电平,平滑了信号的相位曲线,稳定了信号的频率变化,提高了谱利用率,满足了移动通信环境下对邻道干扰的严格要求,但是,却带来了不可避免的码间串扰[1-2]。目前,市场上的AIS 设备一般是采用相干解调[3]、差分解调[4-7]的方法实现AIS 接收解调处理,虽然可以完成功能,但是,AIS 信号检测性能不够理想,因此,本文提出了基于GMSK 调制方式的Viterbi 解调算法和报文自动检测算法组合成的设计方法,以提高AIS信号检测性能。

2 设计方法

本文介绍的设计方法是在双通道AIS 中频数字化接收机中得到了应用,不但实现了双通道70 MHz中频的AIS 信号解调和报文解析功能,而且提高了AIS 信号的检测性能。该接收机的硬件电路仅有AD 转换器、FPGA 和简单的外围电路、接口电路组成,其中AD 转换器选用的AD 公司的12 位低功耗双路AD 转换器AD9238, FPGA 选用XILINX 公司Spartan-6 系列的FPGA 芯片XC6SLX75,该芯片采用成熟的45 nm 低功耗技术,实现了性价比与功……