CN107395267A - 一种ais多天线多通道信号模拟器 - Google Patents

一种ais多天线多通道信号模拟器 Download PDF

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CN107395267A CN201710751811.9A CN201710751811A CN107395267A CN 107395267 A CN107395267 A CN 107395267A CN 201710751811 A CN201710751811 A CN 201710751811A CN 107395267 A CN107395267 A CN 107395267A
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Abstract

本发明提供了一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法，包括如下步骤：a.根据卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖区大小，将覆盖区划分为多个自组织区域；b.确定覆盖区的终端总数以及终端分布方式，生成每个自组织区域内的终端数量；c.确定指定占用及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙；d.覆盖区的所有终端自组织区域分配，组成每分钟2250时隙的信号流；e.对每个自组织区域的信号流进行编码调制；f.设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同天线将信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制。本发明解决了信号接收情况模拟，成本高，使用复杂等问题，具有极高的商业价值。

Description

一种AIS多天线多通道信号模拟器
技术领域
本发明涉及卫星通信中的地面终端模拟器领域，尤其是卫星自动识别通信系统，具体地，涉及一种AIS多天线多通道信号模拟器。
背景技术
自动识别系统(Automatic Identification System，AIS)是国际海洋组织强制规定使用的新型船舶辅助导航设备，目前已成为海上交通的通用系统。AIS在船舶避碰和自动识别方面取得了成功，而且在加强海上生命安全、提高航行的安全性和效率，以及对海洋环境保护等方面有着十分重要的作用，受到了越来越多的关注。通常AIS是一种陆/海基站系统，主要采用自组织时分多址(SOTDMA:Self Organized Time Division MultipleAccess)发射突发信号进行通信，每个小区直径为55公里左右，在同一小区内，用户与用户、用户与基站之间可以自由地通信而互不干扰。由于大范围海域内航行安全性、国防以及环境保护的需要，卫星接收AIS信号的需求越发迫切，美国已于2007年启动了海事安全系统(National AIS，NAIS)计划，通过卫星收集船舶AIS数据，并对船只进行远程识别和跟踪。
但当卫星接收AIS信号时，由于卫星的覆盖范围大，可同时覆盖很多自组织区域，而不同的自组织区域可能出现在同一时隙发射AIS信号，这样在卫星接收端将会接收到相互重叠的信号。导致检测接收到的AIS混合信号属于同频混合信号，在时域上重叠，在频域上相同，在空域上相近，传统的干扰抵消、滤波等方法难以得到期望信号，现有技术是采用盲分离技术进行分离。
采用单天线接收来解决混合信号分离问题时，只需一套接收设备，系统相对简单，成本大大减少，并可利用混合信号在参数上的差异，但是这类信号分离算法通常较复杂，现有算法一般只能分离单通道中含有两个信号的情况。目前，采用多天线接收来解决多通道混合信号分离的同时获得分集增益，但多通道信号分离会带来噪声放大问题，在混合矩阵条件数较大时会导致分离后的信号淹没在噪声中。因此对于AIS混合信号而言，需要根据混合信号特点及信道特性来选择合适的信号分离方法。
为了在地面验证各种卫星接收机算法，需要能够模拟卫星信号复杂的接收情况，主要模拟信号时隙碰撞重叠、多普勒频偏和传输时延等。通常采用多个或者大量的现有终端设备进行信号时隙碰撞模拟，使用复杂，成本高，同时对于多普勒频偏和传输时延模拟等方面有所不足。
而目前并没有一种能够解决上述问题的一种AIS多天线多通道信号模拟器。
发明内容
针对现有技术存在的技术缺陷，本发明的目的是提供一种AIS多天线多通道信号模拟器，根据本发明的一个方面，提供了一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法，包括如下步骤：a.根据卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖区大小，将所述覆盖区划分为多个自组织区域；b.确定卫星覆盖区的终端总数以及终端分布方式，生成每个所述自组织区域内的终端数量；c.确定指定占用以及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙；d.所述卫星覆盖区的所有终端自组织区域分配，组成每分钟2250时隙的信号流；e.对每个所述自组织区域的信号流进行编码和调制；f.设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制。
优选地，还包括步骤g：生成本地时间基准，并向待验证的卫星接收机提供时间基准，实现模拟器中各个终端时间与本地时间基准同步。
优选地，所述步骤f包括如下步骤：f1:设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹将自组织区域信息组帧模块提供的每个自组织区域内基带信号流分别进行上变频，产生对应不同卫星天线的带有多普勒频偏模拟与发射延迟控制的上行多用户信号；f2：将卫星覆盖区内对应相同卫星天线每个自组织区域上行多用户信号流进行合路，组成卫星覆盖区内的卫星接收机的一个天线接收到的信号；f3：对应不同卫星天线的合路信号，作为模拟器的信号输出。
优选地，所述卫星覆盖范围内的终端包括地面终端以及海面终端。
优选地，同一自组织区域内使用的时隙不重复。
优选地，所述时隙占用的分布为正态分布；或者根据实际情况的分布。
优选地，每个所述自组织区域的直径为50～60公里。
优选地，相邻两个自组织区域的中心之间的距离为90～110公里。
根据本发明的另一个方面，提供了一种AIS多天线多通道信号模拟器，包括：
自组织区域生成模块，通过设置的卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖范围的大小，将覆盖范围划分为多个自组织区域；
终端分布生成模块，通过设置卫星覆盖范围内的终端总数以及终端分布方式，生成每个自组织区域内的终端数量；
时隙占用生成模块，确定指定占用以及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙；
本地时间基准生成模块，生成本地时间基准，并向待验证的卫星接收机提供时间基准，实现模拟器中各个终端时间与本地时间基准同步，以此为基准后期添加传输时延模拟；
自组织区域信息组帧模块，通过自组织区域内用户时隙占用生成模块提供的每个自组织区域内终端占用时隙的情况，分别将每个自组织区域内所有的终端进行帧内容填充，并使用分配的时隙，组成每分钟2250时隙的信号流；
基带信息处理模块，对自组织区域信息组帧模块产生的每个自组织区域的信号流进行编码、调制生成基带信号流；
多通道信号生成模块，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制；
其中，所述终端分布生成模块分别连接所述自组织区域生成模块以及所述时隙占用生成模块，所述自组织区域信息组帧模块分别连接所述时隙占用生成模块以及所述基带信息处理模块，所述多通道信号生成模块分别连接所述基带信息处理模块以及所述本地时间基准生成模块。
优选地，所述基带信息处理模块包括：
NRZI编码(非归零反相编码)模块，用于进行非归零方向编码，原始二进制数据为0，编码数据进行翻转，原始二进制数据为1，编码数据进行保持；调制模块，用于进行GMSK调制；所述NRZI编码模块连接所述调制模块。
优选地，所述多通道信号生成模块包括：
多普勒频偏模拟模块，用于根据卫星运行轨迹和终端位置计算卫星与终端短时相对运动速度，预测出上行多普勒频偏，并对上行信号进行多普勒频偏模拟；
发射延迟控制模块，用于根据卫星运行轨迹和终端位置计算卫星与终端相对距离，以本地时间基准为依据对上行信号进行发射延迟控制；
多天线信号模拟模块，用于根据可设置的卫星接收多天线的布局方式结合卫星运行轨迹，进行对应不同卫星天线上行信号的多普勒频偏参数和发射延迟参数的修正补偿，完成多天线信号模拟；
其中，所述发射延迟控制模块分别连接所述多普勒频偏模拟模块以及所述多天线信号模拟模块。
优选地，在工作状态下，所述AIS多天线多通道信号模拟器连接多个数模转换器。
优选地，所述数模转换器的数量与所述AIS多天线多通道信号模拟器中天线的数量相同。
本发明的有益效果是：本发明通过将所述覆盖区划分为多个自组织区域，生成每个所述自组织区域内的终端数量，生成自组织区域内终端通信占用的时隙，进而组成每分钟2250时隙的信号流，并对每个所述自组织区域的信号流进行编码和调制，最后设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制，实现了多天线信号的模拟。本发明技术方案简单，解决了卫星信号复杂的接收情况模拟，成本高，使用复杂等问题，具有极高的商业价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1示出了本发明的具体实施方式的,一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法的具体流程示意图；
图2示出了本发明的第一实施例的，一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法的具体流程示意图；
图3示出了本发明的第二实施例的，在所述AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法中，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制的具体流程示意图；
图4示出了本发明的第三实施例的，卫星覆盖区内卫星接收信号的场景示意图；
图5示出了本发明的第四实施例的，卫星覆盖区中自组织区域生成方法的结构示意图；
图6示出了本发明的另一个具体实施方式的，一种AIS多天线多通道信号模拟器的模块连接示意图；以及
图7示出了本发明的第五实施例的，在一种AIS多天线多通道信号模拟器中，多天线、多通道、多用户接入模拟器功能框图。
具体实施方式
为了更好的使本发明的技术方案清晰的表示出来，下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1示出了本发明的具体实施方式,一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法的具体流程示意图，本领域技术人员理解，所述AIS多天线多通道信号模拟器是一个地面模拟器，用来模拟地面上发射的各个用户的信号，通过信道之后，含有多普勒频偏和传输时延，模拟器输出的信号就是卫星天线端接收到的信号，卫星用一个天线或者多个进行接收，然后测试卫星的算法。进一步地，是根据所述模拟器中各部件之间的相互配合、相互作用，从而实现在自动识别系统中多天线多通道的信号模拟，具体地，包括如下步骤：
首先，进入步骤S101，根据卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖区大小，将所述覆盖区划分为多个自组织区域，本领域技术人员理解，确定卫星覆盖区大小，是为了能有效的获知在卫星的轨道中实现信号模拟接收、发送的范围，进一步地，所述卫星覆盖区域是根据所述卫星轨道高度和卫星天线波束宽度来决定的，在一个优选地实施例中，所述卫星轨道的高度越高，所述卫星覆盖区的面积就越大。进一步地，将所述覆盖区划分为多个自组织区域是为了实现在每个自组织区域内的多用户可以对应多个天线，从而有效模拟卫星对船舶的AIS信号接收情况。
然后，进入步骤S102，确定卫星覆盖区的终端总数以及终端分布方式，生成每个所述自组织区域内的终端数量，所述卫星覆盖范围内的终端包括地面终端以及海面终端，所述终端可以是基站，也可以是人的手持终端，还可以是船舶上设置的终端，通过确定卫星覆盖区内的终端总数可以知道在卫星覆盖区域内有多少终端能够收发信号，利于对所述终端进行系统化的管理，进一步地，确定所述终端的分布方式，本领域技术人员理解，所述终端的分布方式有利于更好的分配每个所述自组织区域内的终端数量,所述终端数量是根据所述卫星覆盖区的终端总数以及终端分布方式来确定的，每个所述自组织区域内的终端数量应符合终端的分布，且各个所述自组织区域内的终端数量的总和即为所述卫星覆盖区的终端总数。
再然后，进入步骤S103，确定指定占用以及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙，所述时隙可以理解为时间间隔，进一步地，时隙可以理解为人为地把一个大的时间段又细分为若干个小的时间段，那么每一个小间隔都是一个时隙。在一个优选地实施例中，把10毫秒平均分为10段，那每个时隙就是1毫秒，在这样的实施例中，一个频点被分为若干个时隙，也就可以容纳若干个用户使用，即确定指定占用以及时隙占用，在所述步骤S103中，结合步骤S102中确定的每个所述自组织区域内的终端数量，优选地生成自组织区域内终端通信占用的时隙。
进一步地，同一自组织区域内使用的时隙不重复，所述同一自组织区域内使用的时隙不重复避免了时隙重复所产生的干扰，以同一自组织区域内单位，每个终端所使用的时隙不重复，可以有效的区分每个终端的信号，提高了所述多天线多通道信号模拟器的工作效率，符合卫星接收信号的实际情况。
进一步地，所述时隙占用的分布为正态分布，所谓正态分布，即满足一定量的最高值，然后对等逐渐变少的数值，所述时隙占用主要由前一段中的终端分布方式所决定的，而在其他的实施例中，所述时隙占用的分布还可以根据实际情况的分布。
紧接着，进入步骤S104，所述卫星覆盖区的所有终端自组织区域分配，组成每分钟2250时隙的信号流，本领域技术人员理解，所述步骤S104即为对所述自组织区域信息的组帧，所述时隙为帧的组成单位，需要将时隙组帧成为信号流，才能进行信号的收发，进一步地，通过自组织区域内用户时隙占用生成模块提供的每个自组织区域内终端占用时隙的情况，分别将每个自组织区域内所有的终端依据ITU RM1371-5协议，进行帧内容填充，并使用分配的时隙，组成每分钟2250时隙的信号流，所述2250时隙的信号流是协议规定的，而在其他的实施例中，还可以使用其他数值的时隙，在此不予赘述。
再然后，进入步骤S105，对每个所述自组织区域的信号流进行编码和调制，所述编码即为用数字信号承载数字或模拟数据，所述调制即为用模拟信号承载数字或模拟数据，进一步地，所述编码调制即为将所述信号流处理成可以进行信息收发，传播，并被另一接收端能够接收的信号。
最后，进入步骤S106，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制。本领域技术人员理解，在信号流进行发射的过程中，由于卫星接收来自终端的信号要经过一定的距离，且卫星与终端之间存在相对的运动，导致在卫星接收信号时会产生时间差，在终端发射信号后，需要经过一定的时间才能被卫星所接收，故产生时间上的不同步，为了在地面测试环境下，模拟卫星运动状态和实现时间上的不同步，克服这种误差，需要对所述卫星与终端之间的误差进行补偿，即进行多普勒频偏模拟，计算出时间差，并进行发射延迟控制，从而使卫星与终端之间的信号接收达成同步，使得卫星接收的信号符合实际接收情况。所述多普勒频偏模拟考虑到卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，这些将在后述的具体实施方式中作进一步地描述，在此不予赘述。
图2示出了本发明的第一实施例的，一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法的具体流程示意图，本领域技术人员理解，所述步骤S201至所述步骤S205参考图1中示出的具体实施方式中的步骤S101至步骤S105，在此不予赘述。
紧接着，进入步骤S207，生成本地时间基准，并向待验证的卫星接收机提供时间基准，实现模拟器中各个终端时间与本地时间基准同步，本领域技术人员理解，在进行信号发射时，为了能够为基准后期添加传输时延模拟，需要保证各个终端的时间与本地时间基准的同步。
最后，进入步骤S206，所述步骤S206可以参考图1中示出的步骤S106，在此不予赘述。
图3示出了本发明的第二实施例的，在所述AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法中，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制的具体流程示意图，具体地，包括如下步骤:
首先，进入步骤S1061，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹将自组织区域信息组帧模块提供的每个自组织区域内基带信号流分别进行上变频，产生对应不同卫星天线的带有多普勒频偏模拟与发射延迟控制的上行多用户信号，所述上变频是将具有一定频率的输入信号，改换成具有更高频率的输出信号的过程，使其满足发射条件。
进一步地，每个所述自组织区域内基带信号流由于地理位置的不同，且每个所述自组织区域内基带信号流所对应的卫星天线的不同，产生对应不同卫星天线的带有多普勒频偏模拟与发射延迟控制的上行多用户信号，根据不同的情况分别进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制，从而达到同步控制，共同处理的目的。
然后，进入步骤S1062，将卫星覆盖区内对应相同卫星天线每个自组织区域上行多用户信号流进行合路，组成卫星覆盖区内的卫星接收机的一个天线接收到的信号，在这样的实施例中，所述模拟器设置有多天线卫星接收天线对应，每个天线将覆盖区内每个自组织区域的上行多用户信号流进行合路并发射，可以使相对应的卫星天线接收到与之相对应的自组织区域上行多用户信号流，进一步地，多个天线分别接收与之相对应的自组织区域上行多用户信号流。
最后，进入步骤S1063，对应不同卫星天线的合路信号，作为模拟器的信号输出，所述步骤S1063即为对所述合路信号进行信号输出，在执行完步骤S1062后，组成卫星覆盖区内的卫星接收机的一个天线接收到的信号，所述一个天线接收到的信号对应于与之相对应的自组织区域上行多用户信号流，多个不同的卫星天线相对应各个自组织区域上行多用户信号流，并作为模拟器的信号输出。
图4示出了本发明的第三实施例的，卫星覆盖区内卫星接收信号的场景示意图，本领域技术人员理解，图4形象的通过模拟卫星覆盖区内卫星接收信号的场景说明图1至图3中示出的实施例，但这并不代表所述卫星覆盖区内卫星接收信号的场景只有这一种表现形式，作为本发明的第三实施例，优选地示出了一种卫星接收信号的拓扑图。
如图4所示，卫星沿着卫星运行轨迹运动，所述卫星上设置有从天线1到天线n等多个天线，图中所示的大圆即为所述卫星的覆盖范围，在所述卫星的覆盖范围内，优选地设置有多个终端，并按照区域划分，将所述卫星的覆盖范围划分为多个自组织区域，且每个所述自组织区域内设置有多个终端。
进一步地，在工作状态下，多个所述自组织区域内的终端将上行信号发送到其中一个天线，多个天线分别接收来自相同或不同的自组织区域内的终端上行信号，进一步地，卫星的多个天线主要用来验证天线分集接收、整列天线接收等方法，如图4所示，3个所述自组织区域内的终端将上行信号发送到其中一个天线，而在其他的实施例中，还可以为10个，20个甚至更多，更进一步地，不同的天线所接收的终端上行信号也可以不相同，具体情况可以根据终端的分布情况进行具体分析。
图5示出了本发明的第四实施例的，卫星覆盖区中自组织区域生成方法的结构示意图，如图5所示，图中所示的大圆即为所述卫星的覆盖范围，图中所示的在所述大圆内的各个小圆为所述自组织区域，优选地，所述自组织区域为圆形或者类圆形，所述自组织区域均匀的分布在所述卫星的覆盖范围内。
进一步地，每个所述自组织区域的直径为50～60公里，优选地，所述每个所述自组织区域的直径为55公里，而在其他的实施例中，还可以为50公里或者60公里，若将自组织区域的直径设定为较大，则在卫星覆盖范围内的自组织区域的数量将变少，若将自组织区域的直径设定为较小，则在卫星覆盖范围内的自组织区域的数量将变多，但这并不影响本发明的技术方案，在此不予赘述。
进一步地，相邻两个自组织区域的中心之间的距离为90～110公里，优选地，相邻两个自组织区域的中心之间的距离为100公里，而在其他的实施例中，还可以为90公里或者110公里，所述相邻两个自组织区域的中心之间的距离取决于每个所述自组织区域的直径的大小，在此不予赘述。
图6示出了本发明的另一个具体实施方式的，一种AIS多天线多通道信号模拟器的模块连接示意图，本领域技术人员理解，图6中示出的各模块是根据图1至图5中示出的具体实施方式所提供的一种AIS多天线多通道信号模拟器的模块连接。
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器包括自组织区域生成模块，通过设置的卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖范围的大小，将覆盖范围划分为多个自组织区域，在一个优选地实施例中，所述自组织区域生成模块以55公里为直径，将覆盖范围划分为多个自组织区域
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器还包括终端分布生成模块，通过设置卫星覆盖范围内的终端总数以及终端分布方式，生成每个自组织区域内的终端数量。
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器还包括时隙占用生成模块，确定指定占用以及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙，时隙占用符合分布函数，且同一自组织区域内使用的时隙不重复
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器还包括本地时间基准生成模块，生成本地时间基准，并向待验证的卫星接收机提供时间基准，实现模拟器中各个终端时间与本地时间基准同步，以此为基准后期添加传输时延模拟。
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器还包括自组织区域信息组帧模块，通过自组织区域内用户时隙占用生成模块提供的每个自组织区域内终端占用时隙的情况，分别将每个自组织区域内所有的终端进行帧内容填充，并使用分配的时隙，组成每分钟2250时隙的信号流，所述自组织区域信息组帧模块将每个自组织区域内所有的终端依据ITURM1371-5协议，进行帧内容填充，并使用分配的时隙，组成每分钟2250时隙的信号流。
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器还包括基带信息处理模块，对自组织区域信息组帧模块产生的每个自组织区域的信号流进行编码、调制生成基带信号流。
进一步地，所述AIS多天线多通道信号模拟器还包括多通道信号生成模块，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制，所述多通道信号生成模块通过设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹将自组织区域信息组帧模块提供的每个自组织区域内基带信号流分别进行上变频，产生对应不同卫星天线的带有多普勒频偏模拟与发射延迟控制的上行多用户信号；将卫星覆盖区内对应相同卫星天线每个自组织区域上行多用户信号流进行合路，组成卫星覆盖区内的卫星接收机一个天线接收到的信号；最后对应不同卫星天线的合路信号，作为模拟器的信号输出。
其中，所述终端分布生成模块分别连接所述自组织区域生成模块以及所述时隙占用生成模块，所述自组织区域信息组帧模块分别连接所述时隙占用生成模块以及所述基带信息处理模块，所述多通道信号生成模块分别连接所述基带信息处理模块以及所述本地时间基准生成模块。
图7示出了本发明的第五实施例的，在一种AIS多天线多通道信号模拟器中，多天线、多通道、多用户接入模拟器功能框图，如图7所示，所述基带信息处理模块包括NRZI编码(非归零反相编码)模块，用于进行非归零方向编码，原始二进制数据为0，编码数据进行翻转，原始二进制数据为1，编码数据进行保持，进一步地，所述基带信息处理模块还包括调制模块，用于进行GMSK调制，其中，所述NRZI编码模块连接所述调制模块，所述基带信息处理模块用于对自组织区域信息组帧模块产生的每个自组织区域的信号流进行编码、调制生成基带信号流。
进一步地，所述多通道信号生成模块包含多普勒频偏模拟模块，其用于根据卫星运行轨迹和终端位置计算卫星与终端短时相对运动速度，预测出上行多普勒频偏，并对上行信号进行多普勒频偏模拟。
所述多通道信号生成模块还包含发射延迟控制模块，所述发射延迟控制模块用于根据卫星运行轨迹和终端位置计算卫星与终端相对距离，以本地时间基准为依据对上行信号进行发射延迟控制；
所述多通道信号生成模块还包含多天线信号模拟模块，其用于根据可设置的卫星接收多天线的布局方式结合卫星运行轨迹，进行对应不同卫星天线上行信号的多普勒频偏参数和发射延迟参数的修正补偿，完成多天线信号模拟。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (13)

1.一种AIS多天线多通道信号模拟器的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.根据卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖区大小，将所述覆盖区划分为多个自组织区域；
b.确定卫星覆盖区的终端总数以及终端分布方式，生成每个所述自组织区域内的终端数量；
c.确定指定占用以及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙；
d.所述卫星覆盖区的所有终端自组织区域分配，组成每分钟2250时隙的信号流；
e.对每个所述自组织区域的信号流进行编码和调制；
f.设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在步骤f之前，还包括步骤g：生成本地时间基准，并向待验证的卫星接收机提供时间基准，实现模拟器中各个终端时间与本地时间基准同步。
3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述步骤f包括如下步骤：
f1:设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹将自组织区域信息组帧模块提供的每个自组织区域内基带信号流分别进行上变频，产生对应不同卫星天线的带有多普勒频偏模拟与发射延迟控制的上行多用户信号；
f2：将卫星覆盖区内对应相同卫星天线每个自组织区域上行多用户信号流进行合路，组成卫星覆盖区内的卫星接收机的一个天线接收到的信号；
f3：对应不同卫星天线的合路信号，作为模拟器的信号输出。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述卫星覆盖范围内的终端包括地面终端以及海面终端。
5.根据权利要求1或2或4所述的控制方法，其特征在于，同一自组织区域内使用的时隙不重复。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述时隙占用的分布为如下分布方式中的任一种:
正态分布；或者
根据实际情况的分布。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的控制方法，其特征在于，每个所述自组织区域的直径为50～60公里。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，相邻两个自组织区域的中心之间的距离为90～110公里。
9.一种AIS多天线多通道信号模拟器，包括如权利要求1至8中任一项所述的控制方法，其特征在于，包括：
自组织区域生成模块，通过设置的卫星轨道高度和卫星天线波束宽度，确定卫星覆盖范围的大小，将覆盖范围划分为多个自组织区域；
终端分布生成模块，通过设置卫星覆盖范围内的终端总数以及终端分布方式，生成每个自组织区域内的终端数量；
时隙占用生成模块，确定指定占用以及时隙占用，生成自组织区域内终端通信占用的时隙；
本地时间基准生成模块，生成本地时间基准，并向待验证的卫星接收机提供时间基准，实现模拟器中各个终端时间与本地时间基准同步，以此为基准后期添加传输时延模拟；
自组织区域信息组帧模块，通过自组织区域内用户时隙占用生成模块提供的每个自组织区域内终端占用时隙的情况，分别将每个自组织区域内所有的终端进行帧内容填充，并使用分配的时隙，组成每分钟2250时隙的信号流；
基带信息处理模块，对自组织区域信息组帧模块产生的每个自组织区域的信号流进行编码、调制生成基带信号流；
多通道信号生成模块，设置卫星接收多天线的布局方式和可配置的接收信号相关系数结合模拟卫星运行的轨迹，对应不同的天线将所述信号流进行多普勒频偏模拟与发射延迟控制；
其中，所述终端分布生成模块分别连接所述自组织区域生成模块以及所述时隙占用生成模块，所述自组织区域信息组帧模块分别连接所述时隙占用生成模块以及所述基带信息处理模块，所述多通道信号生成模块分别连接所述基带信息处理模块以及所述本地时间基准生成模块。
10.根据权利要求9所述的模拟器，其特征在于，所述基带信息处理模块包括：
NRZI编码(非归零反相编码)模块，用于进行非归零方向编码，原始二进制数据为0，编码数据进行翻转，原始二进制数据为1，编码数据进行保持；
调制模块，用于进行GMSK调制；
其中，所述NRZI编码模块连接所述调制模块。
11.根据权利要求9所述的模拟器，其特征在于，所述多通道信号生成模块包括：
多普勒频偏模拟模块，用于根据卫星运行轨迹和终端位置计算卫星与终端短时相对运动速度，预测出上行多普勒频偏，并对上行信号进行多普勒频偏模拟；
发射延迟控制模块，用于根据卫星运行轨迹和终端位置计算卫星与终端相对距离，以本地时间基准为依据对上行信号进行发射延迟控制；
多天线信号模拟模块，用于根据可设置的卫星接收多天线的布局方式结合卫星运行轨迹，进行对应不同卫星天线上行信号的多普勒频偏参数和发射延迟参数的修正补偿，完成多天线信号模拟；
其中，所述发射延迟控制模块分别连接所述多普勒频偏模拟模块以及所述多天线信号模拟模块。
12.根据权利要求10或11所述的模拟器，其特征在于，在工作状态下，所述AIS多天线多通道信号模拟器连接多个数模转换器。
13.根据权利要求12所述的模拟器，其特征在于，所述数模转换器的数量与所述AIS多天线多通道信号模拟器中天线的数量相同。
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