CN113114337B - 一种适用于星载环境的ais基带信号接收系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于星载环境的AIS基带接收系统及方法,属于海事通信技术领域，包括依次连接的本地信号产生模块、信号检测与帧同步模块、信号相位剥离模块、载波同步模块以及基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块。本发明中信号检测和帧同步部分采用基于相位变化量的互相关算法，确定是否含有有用信号和确定信号的起始位置，载波同步部分使用FFT算法得到频率和相位的初步估计，解调部分使用频率搜索、ML解调、置信度标定、强力纠错的相干解调。星载AIS信号接收机采用这种结构，能够抵抗较大的频偏同时具有高的接收灵敏度。

Description

一种适用于星载环境的AIS基带信号接收系统及方法

技术领域

本发明属于海事通信技术领域，尤其涉及一种适用于星载环境的AIS基带信号接收系统及方法。

背景技术

船舶自动识别系统(AIS)能够自动的接收和发送船舶的速度、位置、航向等重要信息，因此AIS在避免船舶之间的碰撞、减少海损事件、保障船舶航行安全、推动海洋交通管理等方面扮演着重要角色。

由于传统的岸基AIS覆盖范围有限，且在一些特殊地区架设基站成本较高、维护困难，通过星载AIS能够有效解决岸基AIS面临的问题，但是卫星信道具有功率受限、干扰大、信噪比低等特点，传统的AIS接收机结构简单、不能抵抗大频偏、接收灵敏度较低，不适用于星载环境下的AIS信号接收。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种适用于星载环境的AIS基带信号接收系统及方法，能够抵抗大的频偏和实现高的接收灵敏度，且硬件易于实现。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种适用于星载环境的AIS基带信号接收系统，包括依次连接的本地信号产生模块、信号检测与帧同步模块、信号相位剥离模块、载波同步模块以及基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块；

所述本地信号产生模块，用于将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号；

所述信号检测与帧同步模块，用于对所述本地I、Q信号进行基于相位变化量的互相关计算，得到信号起始样点；

所述信号相位剥离模块，用于根据所述信号起始样点，对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；

所述载波同步模块，用于利用离散傅里叶变换对经相位剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到信号频偏的初步估计；

所述基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块，用于根据所述信号频偏初步估计，利用频率搜索进行ML解调处理，并基于调解结果进行置信度标定，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据，对解调数据做基于CRC的强力纠错，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收。

进一步地，所述本地信号产生模块包括差分编码单元、高斯滤波单元、相位积分单元以及基带信号产生单元；所述信号检测与帧同步模块包括差分计算单元、互相关单元以及峰值检测单元；所述信号相位剥离模块包括共轭单元和复数乘法单元；所述载波同步模块包括初步估计单元；所述基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块包括频率搜索单元、ML解调单元、置信度标定单元、CRC强力纠错单元。

再进一步地，所述差分编码单元，用于将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并对所述同步序列进行差分编码处理；

所述高斯滤波单元，用于利用高斯低通滤波器对差分编码后的信号的相位路径进行平滑处理；

所述相位积分单元，用于对经平滑处理后的信号进行积分处理；

所述基带信号产生单元，用于利用GMSK调制，对经积分处理后的信号相位取余弦和正弦，得到本地I、Q信号；

所述差分计算单元，用于利用基于相位变化量对所述本地I、Q信号进行差分计算；

所述互相关单元，用于对差分计算结果进行互相关计算；

所述峰值检测单元，用于对所述互相关运算结果进行峰值搜索，得到信号起始样点；

所述共轭单元，用于根据所述信号起始样点，对本地信号取共轭；

所述复数乘法单元，用于对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；

所述初步估计单元，用于利用离散傅里叶变换对经相位剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到信号频偏的初步估计；

所述频率搜索单元，用于基于所述初步估计，以1Hz为步进进行频率搜索；

所述ML解调单元，用于根据搜索结果，利用最大似然解调算法对接收信号进行解调；

所述置信度标定单元，用于对解调完的信号进行置信度标定处理，其中，低置信度标0，高置信度标1；

所述CRC强力纠错单元，用于基于置信度标定对数据进行强力纠错，对低置信度位的校正进行组合直至与错误图案匹配，若组合完成时与错误图案不匹配，则丢弃该帧数据，其中，进行强力纠错的汉明距离取5。

基于上述系统，本发明提供了一种适用于星载环境的AIS基带信号接收方法，包括以下步骤：

S1、本地信号产生：将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号；

S2、信号检测与帧同步部：对所述本地I、Q信号进行基于相位变化量的互相关计算，得到信号起始样点；

S3、信号相位剥离：根据所述信号起始样点，对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；

S4、载波同步：用于利用离散傅里叶变换对经相位剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到信号频偏的初步估计；

S5、基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调：根据所述信号频偏的初步估计，利用频率搜索进行ML解调处理，并基于调解结果进行置信度标定，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据，对解调数据做基于CRC的强力纠错，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收。

本发明的有益效果是：本发明中信号检测和帧同步部分采用基于相位变化量的互相关算法，确定是否含有有用信号和确定信号的起始位置载波同步部分使用FFT算法来估计信号的多普勒频移和初相，通过FFT得到频偏和相位的初步估计，为后面的频率搜索提供一个初步值，解调部分采用相干解调方式进行解调。星载AIS接收机采用这种结构，能够抵抗较大的频偏同时具有高的接收灵敏度。

进一步地，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并对所述同步序列进行差分编码处理；

S102、利用高斯低通滤波器对差分编码后的信号的相位路径进行平滑处理；

S103、对经平滑处理后的信号进行积分处理；

S104、利用GMSK调制，对经积分处理后的信号相位取余弦和正弦，得到本地I、Q信号。

上述进一步方案的有益效果是：将24bits的同步序列和8bits的开始标记合在一起共32bits作为同步序列，提升了同步序列的长度，提高了后面信号监测的准确度。

再进一步地，所述步骤S2包括以下步骤：

S201、利用基于相位变化量对所述本地I、Q信号进行差分计算：

Γ_r[n]＝Q_r[n]I_r[n-N]-I_r[n]Q_r[n-N]

Γ_s[n]＝Q_s[n]I_s[n-N]-I_s[n]Q_s[n-N]

其中，Γ_r[n]和Γ_s[n]分别表示接收信号基于相位变化量的差分计算结果和本地信号基于相位变化量的差分计算结果，I_r和Q_r均表示卫星接收到的信号，I_s和Q_s均表示根据同步序列产生的本地I、Q信号，N表示采样倍数；

S202、对差分计算结果进行互相关计算：

其中，R[n]表示互相关运算的结果，L表示前导序列的长度；

S203、对所述互相关运算结果进行峰值搜索，得到信号起始样点。

上述进一步方案的有益效果是：通过上述的基于相位变化量的互相关运算，可以完成信号检测、帧同步、位同步的任务，即准确的找到信号的起始样点。

再进一步地，所述步骤S3中对信号相位进行剥离处理的表达式如下：

z(t)＝r(t)*s(t)^*

其中，z(t)表示经相位剥离后的信号，r(t)表示接收信号，s(t)^*表示本地信号取共轭后的信号，f_d表示频偏，

表示前导序列产生的信息相位，

表示初始相位。

上述进一步方案的有益效果是：只有消除了信息相位的影响，才能继续后面的载波同步。

再进一步地，所述步骤S5包括以下步骤：

S501、在频偏初步估计的基础上，以1Hz为步进进行频率搜索；

S502、基于每个频率搜索的值，与接收信号相乘消除频偏的影响，再并行作最大似然解调；

S503、对解调后的数据进行置信度标定，高置信度标1，低置信度标0，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据；

S504、若所有出错的数据均在低置信度位上，则对低置信度位的数据进行CRC强力纠错，对低置信度位的校正进行组合，并将纠错后的数据作为最终解调数据；

S505、判断校正组合完成时是否与错误图案相匹配，若是，则返回步骤S504，否则，丢弃该帧数据，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收。

上述进一步方案的有益效果是：通过频率搜索提高了频偏估计的精度，ML解调有利于用于将数据解调，置信度标定和CRC强力纠错可对错误比特位进行纠正。通过这几种方式相结合提高最终的解调正确率。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的方法流程图。

图3为本实施例中产生本地信号的流程图。

图4为本实施例中信号检测与帧同步的流程图。

图5为本实施例中信号相位剥离的流程图。

图6为本实施例中载波同步的流程图。

图7本实施例中最大似然解调的流程图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，本发明提供了一种适用于星载环境的AIS基带信号接收系统，包括依次连接的本地信号产生模块、信号检测与帧同步模块、信号相位剥离模块、载波同步模块以及基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块；本地信号产生模块，用于将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号；信号检测与帧同步模块，用于对本地I、Q信号进行基于相位变化量的互相关计算，得到信号起始样点；信号相位剥离模块，用于根据信号起始样点，对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；载波同步模块，用于根据经剥离处理后的信号，计算得到信号频偏的初步估计；基于频率搜索和置信度标定的基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块，通过频率搜索、ML解调、置信度标定、CRC强力纠错这几种方式相结合，完成解调。

本实施例中，本地信号产生模块包括差分编码单元、高斯滤波单元、相位积分单元以及基带信号产生单元；信号检测与帧同步模块包括差分计算单元、互相关单元以及峰值检测单元；信号相位剥离模块包括共轭单元和复数乘法单元；载波同步模块包括初步估计单元；基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块包括频率搜索单元、ML解调单元、置信度标定单元、CRC强力纠错单元。差分编码单元，用于将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并对同步序列进行差分编码处理；高斯滤波单元，用于利用高斯低通滤波器对差分编码后的信号的相位路径进行平滑处理；相位积分单元，用于对经平滑处理后的信号进行积分处理；基带信号产生单元，用于利用GMSK调制，对经积分处理后的信号相位分别取余弦和正弦，得到本地I、Q信号；差分计算单元，用于利用基于相位变化量对本地I、Q信号进行差分计算；互相关单元，用于对差分计算结果进行互相关计算；峰值检测单元，用于对互相关运算结果进行峰值搜索，得到信号起始样点；共轭单元，用于根据信号起始样点，对本地信号取共轭；复数乘法单元，用于对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；初步估计单元，用于利用离散傅里叶变换对经剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到频偏和相位的初步估计；频率搜索单元，用于基于初步估计，以1Hz为步进进行频率搜索；ML解调单元，用于利用最大似然解调算法对接收的数据进行解调；置信度标定单元，用于对解调完的数据进行置信度标定，低置信度标位0，高置信度标位1；CRC强力纠错单元，用于基于置信度标定对数据进行强力纠错，汉明距离取5，对低置信度位的校正子进行组合直到和错误图案匹配，若组合完仍没有匹配，则丢弃该帧数据。

本实施例中，本地信号产生模块包含差分编码单元、高斯滤波单元、相位积分单元、基带信号产生单元。差分编码单元负责对同步序列进行差分编码，高斯滤波单元负责将差分编码后的信号通过一个高斯低通滤波器，从而使信号相位路径更加平滑，频谱旁瓣衰减更快，相位积分单元对信号进行积分，基带信号产生单元对相位取余弦和正弦，得到本地I、Q信号。

本实施例中，信号检测与帧同步模块包含差分计算单元、互相关单元和峰值检测单元，差分计算单元基于信号的相位变化量做差分运算，互相关单元对差分运算结果做互相关运算，峰值检测单元对互相关结果进行峰值搜索，峰值对应的点即是信号的起始样点。

本实施例中，信息相位剥离模块：该部分包含共轭单元和复数乘法单元，对本地信号取共轭后与接收信号相乘，可消除信息相位，方便后面进行频偏的初相估计。

本实施例中，载波同步模块包含初步估计单元。初步估计单元采用离散傅里叶变换(FFT)对信息相位剥离后的信号进行运算，对结果取模，在频谱图搜索峰值即可得到频偏和相位的初步估计

本实例中，基于频率搜索和置信度标定的基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块包含频率搜索单元、ML解调单元、置信度标定单元、CRC强力纠错单元。频率搜索单元以1Hz为步进进行频率搜索。ML解调单元，使用最大似然解调算法对接收的数据进行解调。置信度标定单元，对解调完的数据进行置信度标定，低置信度标位0，高置信度标位1。CRC强力纠错单元，基于置信度标定对数据进行强力纠错，汉明距离取5，对低置信度位的校正子进行组合直到和错误图案匹配，若组合完仍没有匹配，则丢弃该帧数据。

本实施例中，本发明通过信号检测和帧同步部分采用基于相位变化量的互相关算法，确定是否含有有用信号和确定信号的起始位置，载波同步部分使用FFT算法得到频偏和相位的初步估计。解调部分使用基于频率搜索、ML解调、置信度标定、CRC强力纠错相结合的方式。星载AIS接收机采用这种结构，能够抵抗较大的频偏同时具有高的接收灵敏度。

实施例2

如图2所示，本发明提供了一种适用于星载环境的AIS基带信号接收方法，其实现方法如下：

S1、本地信号产生：将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号，其实现方法如下：

S101、将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并对同步序列进行差分编码处理；

S102、利用高斯低通滤波器对差分编码后的信号的相位路径进行平滑处理；

S103、对经平滑处理后的信号进行积分处理；

S104、利用GMSK调制，对经积分处理后的信号相位分别取余弦和正弦，得到本地I、Q信号。

本实施例中，如图3所示，AIS报文包含24bits的训练序列和8bits的开始标记，将这两部分一起作为信号的同步序列。将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号，为信号检测与帧同步做准备。

S2、信号检测与帧同步：对本地I、Q信号进行基于相位变化量的互相关计算，得到信号起始样点，其实现方法如下：

S201、利用基于相位变化量对本地I、Q信号进行差分计算：

Γ_r[n]＝Q_r[n]I_r[n-N]-I_r[n]Q_r[n-N]

Γ_s[n]＝Q_s[n]I_s[n-N]-I_s[n]Q_s[n-N]

其中，Γ_r[n]和Γ_s[n]分别表示接收信号基于相位变化量的差分计算结果和本地信号基于相位变化量的差分计算结果，I_r和Q_r均表示卫星接收到的信号，I_s和Q_s均表示根据同步序列产生的本地基带信号，N表示采样倍数；

S202、对差分计算结果进行互相关计算：

其中，R[n]表示互相关运算的结果，L表示前导序列的长度；

S203、对互相关运算结果进行峰值搜索，得到信号起始样点。

本实施例中，如图4所示，该部分将传统的信号检测与帧同步合成为一步，该部分基于相位变化量的互相关算法。首先对本地产生的信号做基于相位变化量的运算，然后对接收到的本地I、Q信号做基于相位变化量的运算，将上述结果做互相关运算，通过搜索互相关结果中的峰值，即可判断一段信号中是否含有有用信号以及信号的起始位置。

S3、信号相位剥离：根据信号起始样点，对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理：

z(t)＝r(t)*s(t)^*

其中，z(t)表示信息相位剥离后的信号，r(t)表示接收信号，s(t)^*表示本地信号取共轭后的信号，f_d表示频偏，

表示前导序列产生的信息相位，

表示初始相。

本实施例中，如图5所示，从卫星天线接收到的信号不能直接做载波同步，因为还有信号本身信息相位的影响，取本地I、Q信号的共轭然后与接收到的信号相乘即可消除信息相位。

S4、载波同步：根据经剥离处理后的信号，计算得到信号频偏的初步估计，其实现方法如下：利用离散傅里叶变换对经剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到频偏和相位的初步估计；

本实施例中，如图6所示，完成信息相位剥离后，信号只剩下因多普勒频移造成的频偏以及初始相位。对该信号进行FFT运算，得到该信号频偏的初步估计。

S5、基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调：在信号频偏初步估计的基础上，基于频率搜索去做ML解调，解调完后做置信度标定，最后选取置信度最高的一帧数据作为解调数据，对解调数据做基于CRC的强力纠错，其实现方法如下：

S501、在频偏初步估计的基础上，以1Hz为步进进行频率搜索；

S502、基于每个频率搜索的值，与接收信号相乘消除频偏的影响，再并行作最大似然解调；

S503、对解调后的数据进行置信度标定，高置信度标1，低置信度标0，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据；

S504、若所有出错的数据均在低置信度位上，则对低置信度位的数据进行CRC强力纠错，对低置信度位的校正进行组合，并将纠错后的数据作为最终解调数据；

S505、判断校正组合完成时是否与错误图案相匹配，若是，则返回步骤S504，否则，丢弃该帧数据，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收。

本实施例中，如图7所示，载波同步部分确定了信号的频偏和初相的初步估计，因AIS数据传输速率较慢，该初步估计结果不能满足相干解调的要求，所以进一步做基于频率搜索的高精度频偏估计算法，该算法以1Hz为步进在初步估计基础上进行频率搜索，然后与接收相乘消除频偏的影响，接着做并行的最大似然解调，解调完后做置信度标定，为了提高解调正确率，对低置信度的比特位进行CRC强力纠错。

Claims (5)

1.一种适用于星载环境的AIS基带信号接收系统，其特征在于，包括依次连接的本地信号产生模块、信号检测与帧同步模块、信号相位剥离模块、载波同步模块以及基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块；

所述本地信号产生模块，用于将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号；

所述信号检测与帧同步模块，用于对所述本地I、Q信号进行基于相位变化量的互相关计算，得到信号起始样点；

所述信号相位剥离模块，用于根据所述信号起始样点，对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；

所述载波同步模块，用于利用离散傅里叶变换对经相位剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到信号频偏的初步估计；

所述基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块，用于根据所述信号频偏初步估计，利用频率搜索进行ML解调处理，并基于调解结果进行置信度标定，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据，对解调数据做基于CRC的强力纠错，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收；

所述本地信号产生模块包括差分编码单元、高斯滤波单元、相位积分单元以及基带信号产生单元；所述信号检测与帧同步模块包括差分计算单元、互相关单元以及峰值检测单元；所述信号相位剥离模块包括共轭单元和复数乘法单元；所述载波同步模块包括初步估计单元；所述基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调模块包括频率搜索单元、ML解调单元、置信度标定单元、CRC强力纠错单元；

所述差分编码单元，用于将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并对所述同步序列进行差分编码处理；

所述高斯滤波单元，用于利用高斯低通滤波器对差分编码后的信号的相位路径进行平滑处理；

所述相位积分单元，用于对经平滑处理后的信号进行积分处理；

所述基带信号产生单元，用于利用GMSK调制，对经积分处理后的信号相位取余弦和正弦，得到本地I、Q信号；

所述差分计算单元，用于利用基于相位变化量对所述本地I、Q信号进行差分计算；

所述互相关单元，用于对差分计算结果进行互相关计算；

所述峰值检测单元，用于对所述互相关运算结果进行峰值搜索，得到信号起始样点；

所述共轭单元，用于根据所述信号起始样点，对本地信号取共轭；

所述复数乘法单元，用于对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；

所述初步估计单元，用于利用离散傅里叶变换对经相位剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到信号频偏的初步估计；

所述频率搜索单元，用于基于所述初步估计，以1Hz为步进进行频率搜索；

所述ML解调单元，用于根据搜索结果，利用最大似然解调算法对接收信号进行解调；

所述置信度标定单元，用于对解调完的信号进行置信度标定处理，其中，低置信度标0，高置信度标1；

所述CRC强力纠错单元，用于基于置信度标定对数据进行强力纠错，对低置信度位的校正进行组合直至与错误图案匹配，若组合完成时与错误图案不匹配，则丢弃该帧数据，其中，进行强力纠错的汉明距离取5。

2.一种适用于星载环境的AIS基带信号接收方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、本地信号产生：将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并将同步序列进行GMSK调制得到本地I、Q信号；

S2、信号检测与帧同步：对所述本地I、Q信号进行基于相位变化量的互相关计算，得到信号起始样点；

所述步骤S2包括以下步骤：

S201、利用基于相位变化量对所述本地I、Q信号进行差分计算：

Γ_r[n]＝Q_r[n]I_r[n-N]-I_r[n]Q_r[n-N]

Γ_s[n]＝Q_s[n]I_s[n-N]-I_s[n]Q_s[n-N]

其中，Γ_r[n]和Γ_s[n]分别表示接收信号基于相位变化量的差分计算结果和本地信号基于相位变化量的差分计算结果，I_r和Q_r均表示卫星接收到的信号，I_s和Q_s均表示根据同步序列产生的本地I、Q信号，N表示采样倍数；

S202、对差分计算结果进行互相关计算：

其中，R[n]表示互相关运算的结果，L表示前导序列的长度；

S203、对所述互相关运算结果进行峰值搜索，得到信号起始样点；

S3、信号相位剥离：根据所述信号起始样点，对本地信号取共轭后与接收信号作相乘法处理，消除信号相位，实现信号相位剥离处理；

S4、载波同步：用于利用离散傅里叶变换对经相位剥离处理后的信号进行运算，并对运算结果进行取模处理，得到信号频偏的初步估计；

S5、基于频率搜索和置信度标定的最大似然解调：根据所述信号频偏的初步估计，利用频率搜索进行ML解调处理，并基于调解结果进行置信度标定，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据，对解调数据做基于CRC的强力纠错，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收。

3.根据权利要求2所述的适用于星载环境的AIS基带信号接收方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

S101、将AIS报文包含的24bits训练序列和8bits开始标记作为信号的同步序列，并对所述同步序列进行差分编码处理；

S102、利用高斯低通滤波器对差分编码后的信号的相位路径进行平滑处理；

S103、对经平滑处理后的信号进行积分处理；

S104、利用GMSK调制，对经积分处理后的信号相位取余弦和正弦，得到本地I、Q信号。

4.根据权利要求2所述的适用于星载环境的AIS基带信号接收方法，其特征在于，所述步骤S3中对信号相位进行剥离处理的表达式如下：

z(t)＝r(t)*s(t)^*

其中，z(t)表示经相位剥离后的信号，r(t)表示接收信号，s(t)^*表示本地信号取共轭后的信号，f_d表示频偏，

表示前导序列产生的信息相位，

表示初始相位。

5.根据权利要求2所述的适用于星载环境的AIS基带信号接收方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：

S501、在频偏初步估计的基础上，以1Hz为步进进行频率搜索；

S502、基于每个频率搜索的值，与接收信号相乘消除频偏的影响，再并行作最大似然解调；

S503、对解调后的数据进行置信度标定，高置信度标1，低置信度标0，选取置信度最优的一帧数据作为解调数据；

S504、若所有出错的数据均在低置信度位上，则对低置信度位的数据进行CRC强力纠错，对低置信度位的校正进行组合，并将纠错后的数据作为最终解调数据；

S505、判断校正组合完成时是否与错误图案相匹配，若是，则返回步骤S504，否则，丢弃该帧数据，完成适用于星载环境的AIS基带信号接收。

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