CN110391878A - 甚高频数据交换系统asm信号帧头检测方法与帧头检测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法与帧头检测器，包括：对接收信号进行预处理；利用预处理信号进行单次ASM信号帧头检测；根据帧头结构特性进行连续ASM信号帧头检测。本发明具有恒虚警检测的技术特点，有利于进行空中非协调通信ASM信号侦察。

Description

甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法与帧头检测器
技术领域
本发明涉及一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法与帧头检测器。
背景技术
随着船舶自动识别系统(AIS)应用的巨大成功以及AIS功能不断被开发，AIS的网络负载越来越大以至于损害AIS最初的避碰理念。为了保障AIS的性能，国际电信联盟WP5B组与国际助航设备和航标协会E-NAV小组举行会议讨论下一代AIS——甚高频数据交换系统(VDES)的技术方案以及发展方向。在保障AIS最高优先级的基础上，国际海事组织、国际电信联盟等组织将AIS中的应用专用消息(ASM)分离出来并为其分配新的信道(CH2027与CH2028)与调制方式(π/4QPSK)。同时，为VDE分配了新的VHF频段(CH24、CH25、CH26、CH84、CH85以及CH86)与新的调制方式(QPSK、8PSK、16QAM、16APSK等)，并将前向纠错编码技术、连续相位调制扩频技术等引入到VDE中。
根据IALA G1139文件，目前ASM有七种调制编码方式，其中六种用于船船之间、船岸之间的通信，一种用于船、岸与卫星的通信。为了对远海船舶进行监管与保护，监管部门可以利用无人机搭载相关接收机对远海船舶广播信息进行监听。无人机接收远海船舶ASM信号会面临如下技术问题：
1)无人机飞行高度高、覆盖范围大，能够同时接收到来自不同自组织时分复用区域的船舶广播的ASM消息，形成消息碰撞；
2)无人机只是侦察并没有参与自组织时分复用区域内的通信，因而无法知道各个船舶发送ASM信号的时间以及相应的调制编码方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法与帧头检测器。
为解决上述问题，本发明提供一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法，包括：
步骤S1，针对ASM信号的帧头结构特性确定将接收信号截取长度，再依据ASM信号调制特性确定本地调制补偿信号的长度与所述接收信号截取长度相同，并将按所述接收信号截取长度截取的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到按位相乘后的信号；然后，根据ASM信号的帧头结构生成本地信号，并将所述本地信号与所述按位相乘后的信号进行相关，从而得到预处理信号；
步骤S2，寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断峰值间距是否在预设范围内，
步骤S3，若峰值间距不在预设范围内，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从步骤S1开始执行；
步骤S4，若峰值间距在预设范围内，则进行后续处理，然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，并计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，并与阈值T进行比较，
步骤S5，若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从步骤S1开始执行；
步骤S6，若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1，判断计数器值C是否等于3，
步骤S7，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从步骤S1开始执行；
步骤S8，若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从步骤S1开始执行。
进一步的，在上述方法中，步骤S1，包括：
步骤S11，确定船和船之间与船和岸之间的ASM信号帧头结构中的同步字是由1、Barker13与反Barker13组成，共计27个符号，同时确定接收信号截取长度为26个符号长度；
步骤S12，确定26符号长度的本地调制补偿信号，确定所述本地调制补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到；
步骤S13：将26符号长度的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到去除调制影响的ASM修正信号；
步骤S14：对Barker13进行QPSK调制并经平方根升余弦滚降滤波器成形后得到13符号长度的本地信号；
步骤S15：将本地信号与ASM修正信号进行相关，获得相关后的预处理信号。
进一步的，在上述方法中，步骤S2中，寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置，包括：
第一步，寻找预处理信号中模值最大的信号位置作为最高峰的位置；
第二步，将寻找到的模值最大的信号位置附近的一个符号内的信号不计入第二次搜寻，在所述第二次搜寻中寻找模值最大的信号位置作为次高峰的位置。
进一步的，在上述方法中，所述预设范围为最高峰与次高峰位置相距13个符号长度。
根据本发明的另一面，提供一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器，包括：
接收信号预处理模块，用于针对ASM信号的帧头结构特性确定将接收信号截取长度，再依据ASM信号调制特性确定本地调制补偿信号的长度与所述接收信号截取长度相同，并将按所述接收信号截取长度截取的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到按位相乘后的信号；然后，根据ASM信号的帧头结构生成本地信号，并将所述本地信号与所述按位相乘后的信号进行相关，从而得到预处理信号；
单次ASM信号帧头检测模块，用于寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断峰值间距是否在预设范围内，若峰值间距不在预设范围内，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若峰值间距在预设范围内，则进行后续处理，然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，并计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，并与阈值T进行比较，若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1；
连续多次ASM信号帧头检测模块，用于判断计数器值C是否等于3，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行。
进一步的，在上述甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器中，接收信号预处理模块，用于确定船和船之间与船和岸之间的ASM信号帧头结构中的同步字是由1、Barker13与反Barker13组成，共计27个符号，同时确定接收信号截取长度为26个符号长度；确定26符号长度的本地调制补偿信号，确定所述本地调制补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到；将26符号长度的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到去除调制影响的ASM修正信号；对Barker13进行QPSK调制并经平方根升余弦滚降滤波器成形后得到13符号长度的本地信号；将本地信号与ASM修正信号进行相关，获得相关后的预处理信号。
进一步的，在上述甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器中，单次ASM信号帧头检测模块，用于寻找预处理信号中模值最大的信号位置；将寻找到的模值最大的信号位置附近的一个符号内的信号不计入第二次搜寻，在所述第二次搜寻中寻找模值最大的信号位置作为次高峰的位置。
进一步的，在上述甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器中，所述预设范围为最高峰与次高峰位置相距13个符号长度。
与现有技术相比，本发明通过对接收信号进行预处理；利用预处理信号进行单次ASM信号帧头检测；根据帧头结构特性进行连续ASM信号帧头检测。本发明具有恒虚警检测的技术特点，有利于进行空中非协调通信ASM信号侦察。
附图说明
图1为本发明一实施例的船-船之间和船-岸之间通信的ASM信号帧结构图；
图2为本发明一实施例的双Barker13序列与Barker13序列采用QPSK符号映射的相关特性图；
图3为本发明一实施例的π/4QPSK调制符号映射关系图；
图4为本发明一实施例的双Barker13序列与Barker13序列采用π/4QPSK符号映射的相关特性图；
图5为本发明一实施例的甚高频数据交换系统ASM信号的帧头检测器结构图；
图6为本发明一实施例的8个符号长度的平方根升余弦滚降滤波器冲激响应曲线；
图7为本发明一实施例的截取信号与Barker码信号的相关特性图；
图8为本发明一实施例的QPSK调制下双Barker13码信号与Barker13码信号的相关特性图；
图9为本发明一实施例的ASM信号中双Barker13信号经过补偿后与本地信号的相关特性图；
图10为本发明一实施例的单次ASM信号帧头检测在不同信噪比下的检测概率曲线；
图11为本发明一实施例的单次ASM信号帧头检测在不同信噪比下的虚警概率曲线。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种甚高频数据交换系统ASM(应用专用消息)信号帧头检测方法，包括：
步骤S1，对接收信号进行预处理：首先，针对ASM信号的帧头结构特性确定将接收信号截取长度，再依据ASM信号调制特性确定本地调制补偿信号的长度与所述接收信号截取长度相同，并将按所述接收信号截取长度截取的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到按位相乘后的信号；然后，根据ASM信号的帧头结构生成本地信号，并将所述本地信号与所述按位相乘后的信号进行相关，从而得到预处理信号；
步骤S2，利用预处理信号进行单次ASM信号帧头检测：首先，寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断峰值间距是否在预设范围内，
步骤S3，若峰值间距不在预设范围内，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从步骤S1开始执行；
步骤S4，若峰值间距在预设范围内，则进行后续处理，然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，并计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，并与阈值T进行比较，
在此，考虑到成形滤波的影响，最高峰与次高峰位置附近的半个符号长度的预处理信号不纳入平均功率计算；
由Barker13码性质可知，理想状况下峰值功率与两峰之间信号的平均功率之比为13*13。考虑到成形滤波以及噪声的影响，为了获得较好的检测概率与虚警概率，不同信噪比需要设置不同的阈值；
步骤S5，若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新开始S1操作；
步骤S6，若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1，判断计数器值C是否等于3，
步骤S7，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从步骤S1开始执行；
步骤S8，若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从步骤S1开始执行。
在此，为了抑制虚警概率，只有连续检测到ASM信号若干次，才认为有ASM信号存在。根据ASM信号的帧头结构特性进行连续ASM信号帧头检测：若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从步骤S1开始执行；若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从步骤S1开始执行。
本发明具有恒虚警检测的技术特点，有利于进行空中非协调通信ASM信号侦察。
本发明的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法一实施例中，步骤S1，包括：
步骤S11：船和船之间与船和岸之间的ASM信号帧头结构中的同步字是由1、Barker13与反Barker13组成，共计27个符号，同时，考虑到Barker码特性，因而确定接收信号截取长度为26个符号长度；
步骤S12：由于ASM信号符采用π/4QPSK调制影响了ASM信号同步字Barker码特性，需要对引入相位差异进行补偿。因而，本发明针对ASM信号设计了一个26符号长度的本地调制补偿信号。确定所述本地调制补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到；
步骤S13：将26符号长度的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到去除调制影响的ASM修正信号；
步骤S14：对Barker13进行QPSK调制并经平方根升余弦滚降滤波器成形后得到13符号长度的本地信号；
步骤S15：将本地信号与ASM修正信号进行相关，获得相关后的预处理信号。
本发明的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法一实施例中，步骤S2中，寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置，包括：
第一步，寻找预处理信号中模值最大的信号位置作为最高峰的位置；
第二步，考虑到成形滤波的影响，将寻找到的模值最大的信号位置附近的一个符号内的信号不计入第二次搜寻，在所述第二次搜寻中寻找模值最大的信号位置作为次高峰的位置。
本发明的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法一实施例中，所述预设范围为最高峰与次高峰位置相距13个符号长度。
在此，当截取信号是由Barker13与反Barker13生成的信号时，由Barker码性质可知，预处理信号中两峰间距长度为13个符号。因而，获取的最高峰与次高峰位置相距13个符号长度视为在预设范围内(考虑到噪声的影响可以适当容忍间距抖动)，其余皆为不在预设范围内。
根据本发明的另一面，提供一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器，包括：
接收信号预处理模块，用于针对ASM信号的帧头结构特性确定将接收信号截取长度，再依据ASM信号调制特性确定本地调制补偿信号的长度与所述接收信号截取长度相同，并将按所述接收信号截取长度截取的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到按位相乘后的信号；然后，根据ASM信号的帧头结构生成本地信号，并将所述本地信号与所述按位相乘后的信号进行相关，从而得到预处理信号；
单次ASM信号帧头检测模块，用于寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断峰值间距是否在预设范围内，若峰值间距不在预设范围内，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若峰值间距在预设范围内，则进行后续处理，然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，并计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，并与阈值T进行比较，若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1；
连续多次ASM信号帧头检测模块，用于判断计数器值C是否等于3，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行。
进一步的，在上述甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器中，接收信号预处理模块，用于确定船和船之间与船和岸之间的ASM信号帧头结构中的同步字是由1、Barker13与反Barker13组成，共计27个符号，同时确定接收信号截取长度为26个符号长度；确定26符号长度的本地调制补偿信号，确定所述本地调制补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到；将26符号长度的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到去除调制影响的ASM修正信号；对Barker13进行QPSK调制并经平方根升余弦滚降滤波器成形后得到13符号长度的本地信号；将本地信号与ASM修正信号进行相关，获得相关后的预处理信号。
进一步的，在上述甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器中，单次ASM信号帧头检测模块，用于寻找预处理信号中模值最大的信号位置；将寻找到的模值最大的信号位置附近的一个符号内的信号不计入第二次搜寻，在所述第二次搜寻中寻找模值最大的信号位置作为次高峰的位置。
进一步的，在上述甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器中，所述预设范围为最高峰与次高峰位置相距13个符号长度。
在此，本发明公开了一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法与帧头检测器。其中，ASM帧头检测方法包括以下三个模块：接收信号预处理模块、单次ASM信号帧头检测模块以及连续多次ASM信号帧头检测模块。接收信号预处理模块用于恢复双Barker13码的双峰特性，以便于预处理后的信号能够用于ASM信号帧头检测。本发明具有恒虚警检测的技术特点，有利于进行空中非协调通信ASM信号侦察。
具体的，根据IALA G1139文件，1min被划分为2250个时隙。每个时隙约为26.67ms，由于ASM消息的符号速率为9.6kbps，于是，每个时隙的数据长度为256符号。ASM消息传输可以占用连续K个时隙。
VDES系统中船-船之间和船-岸之间通信的ASM信号帧结构如图1所示。
同步字形式为1+Barker13+反Barker13，具体为111111001101010000011001010。同步字中符号1表示符号11，符号0表示符号00。便于利用同步字中的双Barker13序列与Barker13序列进行双峰检测。双Barker13序列与Barker13序列采用QPSK符号映射的相关特性如图2所示。
根据IALA G1139文件，ASM消息采用π/4QPSK调制，其符号映射关系如图3所示。π/4QPSK调制符号映射关系定义如下：第一个符号采用的星座图为(如图3中浅色所示)，第二个符号采用的星座图为{1+0j，0+j，-1+0j，0-j}(如图3中深色所示)，第三个符号采用的星座图与第一个符号一样，第四个符号采用的星座图与第二个符号一样，其他符号一直交替下去。
双Barker13序列与Barker13序列采用π/4QPSK符号映射的相关特性如图4所示。与图2相比，显然图4不再具有良好的双峰特性，影响了ASM信号的检测性能。
为了提高检测性能，本发明提出了如图5所示的ASM信号帧头检测器。检测器分为三个模块：接收信号预处理模块、单次ASM信号帧头检测模块以及连续多次ASM信号帧头检测模块。
接收信号预处理模块中，考虑到双Barker13码的双峰特性，确定接收信号截取长度为26个符号。π/4QPSK调制采用平方根升余弦滚降滤波器作为成形滤波器。8个符号长度的平方根升余弦滚降滤波器冲激响应曲线如图6所示。当截取接收信号为双Barker13码ASM信号时，截取信号与Barker13码信号的相关特性如图7所示。而QPSK调制下双Barker13码信号与Barker13码信号的相关特性如图8所示。对比图7与图8，可以看出π/4QPSK调制对于双Barker13码的双峰特性造成了破坏。
本发明中，提出构造一个本地调制补偿信号。补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到。同时，将Barker13序列经过QPSK调制(如图3中浅色所示)成形后得到本地信号用于与补偿后的截取信号进行相关运算。ASM信号中双Barker13信号经过补偿后与本地信号的相关特性如图9所示。对比图7、图8与图9，可以看出补偿信号很好地恢复了双Barker13码的双峰特性，使得预处理后的信号能够用于ASM信号帧头检测。
在单次ASM信号帧头检测模块中，首先，寻找预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断(最高峰与次高峰位置相距13个符号长度视为合理，考虑到噪声的影响可以适当容忍间距抖动)，若峰值间距不合理则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新开始S1操作；若峰值间距合理，则进行后续处理。然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，考虑到成形滤波的影响，最高峰与次高峰位置附近的半个符号长度的预处理信号不纳入平均功率计算。计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，与阈值T进行比较，考虑到成形滤波以及噪声的影响，为了获得较好的检测概率与虚警概率，不同信噪比需要设置不同的阈值。若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新开始S1操作；若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1。在阈值设为20、比特信噪比为[-10dB 10dB]的情况下，每个信噪比跑10000次仿真，单次ASM信号帧头检测的检测概率曲线如图10所示，虚警概率曲线如图11所示。
在连续多次ASM信号帧头检测模块中，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度重新开始预处理与单次ASM信号帧头检测操作；若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新开始预处理与单次ASM信号帧头操作。
本发明的各系统实施例的详细内容，具体可参见各方法实施例的对应部分，在此，不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1，针对ASM信号的帧头结构特性确定将接收信号截取长度，再依据ASM信号调制特性确定本地调制补偿信号的长度与所述接收信号截取长度相同，并将按所述接收信号截取长度截取的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到按位相乘后的信号；然后，根据ASM信号的帧头结构生成本地信号，并将所述本地信号与所述按位相乘后的信号进行相关，从而得到预处理信号；
步骤S2，寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断峰值间距是否在预设范围内，
步骤S3，若峰值间距不在预设范围内，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从步骤S1开始执行；
步骤S4，若峰值间距在预设范围内，则进行后续处理，然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，并计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，并与阈值T进行比较，
步骤S5，若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从步骤S1开始执行；
步骤S6，若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1，判断计数器值C是否等于3，
步骤S7，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从步骤S1开始执行；
步骤S8，若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从步骤S1开始执行。
2.如权利要求1所述的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法，其特征在于，步骤S1，包括：
步骤S11，确定船和船之间与船和岸之间的ASM信号帧头结构中的同步字是由1、Barker13与反Barker13组成，共计27个符号，同时确定接收信号截取长度为26个符号长度；
步骤S12，确定26符号长度的本地调制补偿信号，确定所述本地调制补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到；
步骤S13：将26符号长度的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到去除调制影响的ASM修正信号；
步骤S14：对Barker13进行QPSK调制并经平方根升余弦滚降滤波器成形后得到13符号长度的本地信号；
步骤S15：将本地信号与ASM修正信号进行相关，获得相关后的预处理信号。
3.如权利要求1所述的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法，其特征在于，步骤S2中，寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置，包括：
第一步，寻找预处理信号中模值最大的信号位置作为最高峰的位置；
第二步，将寻找到的模值最大的信号位置附近的一个符号内的信号不计入第二次搜寻，在所述第二次搜寻中寻找模值最大的信号位置作为次高峰的位置。
4.如权利要求1所述的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测方法，其特征在于，所述预设范围为最高峰与次高峰位置相距13个符号长度。
5.一种甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器，其特征在于，包括：
接收信号预处理模块，用于针对ASM信号的帧头结构特性确定将接收信号截取长度，再依据ASM信号调制特性确定本地调制补偿信号的长度与所述接收信号截取长度相同，并将按所述接收信号截取长度截取的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到按位相乘后的信号；然后，根据ASM信号的帧头结构生成本地信号，并将所述本地信号与所述按位相乘后的信号进行相关，从而得到预处理信号；
单次ASM信号帧头检测模块，用于寻找所述预处理信号中的最高峰与次高峰的位置并进行判断峰值间距是否在预设范围内，若峰值间距不在预设范围内，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若峰值间距在预设范围内，则进行后续处理，然后，计算两峰之间信号的平均功率P1，并计算峰值功率与平均功率P1的比例值R，并与阈值T进行比较，若R≤T，则认为未检测到ASM信号，此时将计数器值C设置为0，并将接收信号向后滑动1个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若R＞T，则认为检测到ASM信号一次，计数器值C累加1；
连续多次ASM信号帧头检测模块，用于判断计数器值C是否等于3，若计数器值C≠3，则将接收信号向后滑动2个符号长度后，重新从所述接收信号预处理模块开始执行；若计数器值C＝3，则认为存在ASM信号，此时将接收信号向后滑动13个符号长度，重新从所述接收信号预处理模块开始执行。
6.如权利要求5所述的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器，其特征在于，接收信号预处理模块，用于确定船和船之间与船和岸之间的ASM信号帧头结构中的同步字是由1、Barker13与反Barker13组成，共计27个符号，同时确定接收信号截取长度为26个符号长度；确定26符号长度的本地调制补偿信号，确定所述本地调制补偿信号是由exp{jπ/4}与1交替产生的值经过平方根升余弦滚降滤波器成形后得到；将26符号长度的截取信号与本地调制补偿信号按位相乘，得到去除调制影响的ASM修正信号；对Barker13进行QPSK调制并经平方根升余弦滚降滤波器成形后得到13符号长度的本地信号；将本地信号与ASM修正信号进行相关，获得相关后的预处理信号。
7.如权利要求5所述的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器，其特征在于，单次ASM信号帧头检测模块，用于寻找预处理信号中模值最大的信号位置；将寻找到的模值最大的信号位置附近的一个符号内的信号不计入第二次搜寻，在所述第二次搜寻中寻找模值最大的信号位置作为次高峰的位置。
8.如权利要求5所述的甚高频数据交换系统ASM信号帧头检测器，其特征在于，所述预设范围为最高峰与次高峰位置相距13个符号长度。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111130703A (zh) * 2020-01-02 2020-05-08 上海航天电子通讯设备研究所 一种asm信号的相干解调方法及装置
CN112398777A (zh) * 2020-10-21 2021-02-23 中交航信（上海）科技有限公司 甚高频数据交换系统
CN112769441A (zh) * 2020-12-26 2021-05-07 南京理工大学 基于随机近端梯度张量分解的vdes接收碰撞信号分离方法
CN112954801A (zh) * 2021-02-03 2021-06-11 山东星通易航通信科技有限公司 一种基于区块划分的vdes帧映像表空闲时隙查找方法
CN113141221A (zh) * 2021-04-21 2021-07-20 上海航天测控通信研究所 一种甚高频数据交换系统卫星接收机地面端信号检测方法
CN114745029A (zh) * 2022-04-13 2022-07-12 北京盈通恒信电力科技有限公司 用于窄带电力线通信同步捕获的方法、装置和系统
CN117240407A (zh) * 2023-10-26 2023-12-15 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种连续帧帧头检测算法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080298515A1 (en) * 2007-06-04 2008-12-04 Ibiquity Digital Corporation Method and Apparatus for Implementing a Digital Signal Quality Metric
CN105763498A (zh) * 2016-04-08 2016-07-13 南京理工大学 一种星载ais全数字接收方法
CN106656304A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 航天恒星科技有限公司 一种基于相关性的星载ais信号接收处理方法及装置
CN109547091A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 上海航天电子通讯设备研究所 基于vde的多通道信道检测的处理系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080298515A1 (en) * 2007-06-04 2008-12-04 Ibiquity Digital Corporation Method and Apparatus for Implementing a Digital Signal Quality Metric
CN105763498A (zh) * 2016-04-08 2016-07-13 南京理工大学 一种星载ais全数字接收方法
CN106656304A (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 航天恒星科技有限公司 一种基于相关性的星载ais信号接收处理方法及装置
CN109547091A (zh) * 2018-11-27 2019-03-29 上海航天电子通讯设备研究所 基于vde的多通道信道检测的处理系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
郝永宸: ""基于VDES的帧同步系统的研究与实现"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑 》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111130703A (zh) * 2020-01-02 2020-05-08 上海航天电子通讯设备研究所 一种asm信号的相干解调方法及装置
CN111130703B (zh) * 2020-01-02 2022-07-01 上海航天电子通讯设备研究所 一种asm信号的相干解调方法及装置
CN112398777A (zh) * 2020-10-21 2021-02-23 中交航信（上海）科技有限公司 甚高频数据交换系统
CN112769441A (zh) * 2020-12-26 2021-05-07 南京理工大学 基于随机近端梯度张量分解的vdes接收碰撞信号分离方法
CN112769441B (zh) * 2020-12-26 2022-11-01 南京理工大学 基于随机近端梯度张量分解的vdes接收碰撞信号分离方法
CN112954801A (zh) * 2021-02-03 2021-06-11 山东星通易航通信科技有限公司 一种基于区块划分的vdes帧映像表空闲时隙查找方法
CN112954801B (zh) * 2021-02-03 2022-04-12 山东星通易航通信科技有限公司 一种基于区块划分的vdes帧映像表空闲时隙查找方法
CN113141221A (zh) * 2021-04-21 2021-07-20 上海航天测控通信研究所 一种甚高频数据交换系统卫星接收机地面端信号检测方法
CN114745029A (zh) * 2022-04-13 2022-07-12 北京盈通恒信电力科技有限公司 用于窄带电力线通信同步捕获的方法、装置和系统
CN114745029B (zh) * 2022-04-13 2024-04-16 北京天润旺林科技有限公司 用于窄带电力线通信同步捕获的方法、装置和系统
CN117240407A (zh) * 2023-10-26 2023-12-15 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种连续帧帧头检测算法
CN117240407B (zh) * 2023-10-26 2024-01-12 天地信息网络研究院(安徽)有限公司 一种连续帧帧头检测方法

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