CN115348141B - 一种dsc信号的解调方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种DSC信号的解调方法、装置及存储介质，该方法包括：S1，判断DSC信号中、一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量是否大于等于或小于等于n是每比特采样点个数；S2，如一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量大于或等于则将该比特确定为"1"；如一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量小于或等于则将该比特确定为"0"；如一个比特波形中首个峰峰值的位置偏移量为则执行步骤S3；S3,根据一个比特波形中各峰值的位置、采样点的值及峰值的个数确定该比特的取值。利用上述方案，可以对DSC信号进行准确解调。

Description

一种DSC信号的解调方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及通信领域，特别是涉及一种DSC信号的解调方法、装置及存储介质。

背景技术

装备DSC(Digital Selective Calling Terminals,数字选择性呼叫终端)的岸站可以在信道70上仅发出VTS地区地理坐标呼叫或者发出专门指向个别台站的呼叫，规定区域边界和在这些区域内AIS(Automatic Identification System,船舶自动识别系统)可以使用的频道和发射机功率电平，保证当A类/B类AIS终端的A通道和/或B通道不可用时，AIS仍能接收信道管理消息。但是，如何对DSC信号进行准确解调是目前存在的一个问题。

发明内容

本发明的实施例提供了一种DSC信号的解调方法、装置及存储介质，以实现对DSC信号的准确解调。

为了实现上述目的，一方面提供了一种DSC信号的解调方法，包括：

S1，判断DSC信号中、一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量是否大于等于或小于等于/>其中n是每比特采样点的个数；

S2，如一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量大于或等于则将该比特确定为“1”；如一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量小于或等于/>则将该比特确定为“0”；如一个比特波形中相邻峰峰值的位置偏移量为/>则执行步骤S3；

S3,根据一个比特波形中各峰值的位置、波形中各采样点的值及峰值的个数确定该比特的取值。

优选地，所述的解调方法，其中，所述步骤S3包括：

当在所述一个比特波形找到5个或5个以上的峰值时，则判定该信号异常；

当在所述一个比特波形中只找到4个峰值时，则确定该比特为"0"；

当在所述一个比特波形中只找到3个峰值且第1个峰值和第3个峰值之间的位置偏移量小于或等于时，则确定该比特为"0"；否则，确定该比特为"1"；

当在所述一个比特波形中只找到2个峰值且该波形两端的值之间的差大于预定的第一阈值时，则确定该比特为"0"；否则，确定该比特为"1"；

当在所述一个比特波形中只找到1个峰值且该波形两端的值之间的差小于预定的第二阈值时，则确定该比特为"1"；如果该波形两端的值之间的差超出预定的范围时，确定该比特为异常值。

优选地，所述的解调方法，其中，n＝16。

优选地，所述的解调方法，其中，所述第一阈值为所述一个比特波形中的最大值；所述预定的范围为：小于第一阈值且大于第二阈值。

优选地，所述的方法，其中，还包括：将所述异常值对应的比特设置成"1"。

优选地，所述的解调方法，其中，还包括在所述DSC信号的第一个波形为畸形时，继续在下一个波形寻找所述DSC信号的起始点的步骤；

该继续在下一个波形寻找所述DSC信号的起始点包括：

S61，接收完一个比特的n个数据之后，确定这n个数据中的最低点和最高点；

S62，判定最低点和最高点是否同时满足如下两个条件：

最低点和最高点之间的位置偏移量为到/>

最低点处的值不大于0且最高点处的值不小于0；

如是，则将所述最高点处的值确定为所述下一个波形的第一个最大值，并继续执行步骤S63；否则，执行步骤S64；

S63，将所述下一个波形的第一个最大值对应的点前位的点确定为所述下一个波形的起始点；

S64,将所述下一个波形的第一个最大值对应的点的后一位作为下次进行波形判定的第一个点，并返回步骤S61。

优选地，所述的解调方法，其中，所述步骤S63中，在确定出所述下一个波形的起始点之后还包括：

判定所述下一个波形对应的比特是否为"0"；如是，则利用预先设定的"0"波形数据对所述下一个波形进行数据相关性计算，且如果计算出的相关系数大于预定的相关系数阈值时，则确认该段波形为正确的波形；否则，确认该段波形为不正确的波形，并继续重新寻找DSC消息的起始点。

优选地，所述的解调方法，其中，在确认该段波形为正确的波形之后，还包括：

判断所述DSC信号中接下来的4个比特的序列是否为“1010”；如是，则利用预先设定的"1010"波形数据对所述4个比特的序列的波形进行数据相关性计算，且如果计算出的相关系数大于预定的相关系数阈值时，则确认该段波形为正确的波形；否则，确认所述4个比特的序列的波形为不正确的波形，并继续重新寻找DSC消息的起始点。

另一方面，提供了一种DSC信号的解调装置，其中，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器执行以实现如上文所述的任一DSC信号的解调方法。

又一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其中，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如上文所述的任一DSC信号的解调方法。

上述技术方案具有如下技术效果：

本发明的实施例的技术方案符号DSC信号的特点，利用其对DSC信号进行解调有较高的准确性，从而提高了AIS系统的安全性。

附图说明

图1-1为比特值为"1"的DSC消息波形示例，图1-2为比特值为"0"的DSC消息波形示例；

图2为本发明实施例的DSC信号的解调方法的流程示意图；

图2-1-a为只包含4个峰值的比特波形示例；图2-2-a和图2-2-b为只包含3个峰值的比特波形示例；图2-3-a和图2-3-b为只包含2个峰值的比特波形示例；图2-4-a和图2-4-b为只包含1个峰值的比特波形示例；

图3-1为DSC理想情况下的起始部分的波形示例；图3-2为DSC受到干扰的起始部分的波形示例；图3-3为DSC受到干扰后经过滤波的起始部分的波形示例；图3-4为寻找初始点失败后确定下次进行波形判定的第一个点的示意图；

图4为本发明一实施例的DSC信号的解调装置的结构示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

根据DSC的技术标准可知，DSC的调制方式是相位相连的二进制频移键控即2FSK，其中"1"对应的载频为1300Hz，"0"对应的载频为2100Hz，传输速率为1200BD。本申请的发明人在研究DSC信号的译码方法时认识到：在DSC信号中，一个"1"(1300Hz)的信号占1300/1200＝1.0833个波形，一个"0"(2100Hz)占2100/1200＝1.75个波形。2FSK的解码方式有相关解调、非相干解调和过零点法。其中相干解调法要求同频同相；非相关解调即包络解调法，则需要一个bit有较多个波形，且两个频率相差较大才容易实现；而过零点法，则因为当噪声较大时，加上滤波的干扰后，中心点浮动得也会更大，不利于零点位置的确认；因此这三种方式都不适合用来解调DSC信号。

基于上述认识，本申请的发明人根据所发现的DSC消息的波形特点提供了一种DSC信号的解调方法。

1、DSC信号或消息的波形特点

如图1-1所示出的，当每个比特(bit)只采样16个点时，"1"的各峰峰值的位置offset即位置偏移量等于7或者8，其中"1"即频率为1300Hz的波形；如图1-2所示出的，"0"的各峰峰值的位置offset等于4或者5，其中"0"即频率为2100Hz的波形。

在此，本申请的发明人综合考虑了信号的完整性和计算的复杂性，每个bit采了16个点；在具体实现中，可以根据实际情况调整每个比特的采样点的数量。

2.根据波形特点判定"0"或"1"

发明人发现：如图1-1和图1-2所示出的，在没有噪声干扰的情况下，DSC消息中"1"的各相邻峰峰值的位置offset都等于7或者8，"0"的各相邻峰峰值的offset都等于4或者5；但当加上噪声及"1"、"0"交替相位连续发射的干扰后，"1"的第一个峰峰值的位置offset的可能范围被扩展成了6到12；"0"的第一个峰峰值的offset的可能范围被扩展成了3到7。

因此，在本发明实施例的DSC信号解调方法中，在每比特16个采样点的情况下：当DSC消息中、一个比特的采样点中首个相邻峰峰值的位置offset大于或等于8时，将DSC消息或信号的该比特判定为"1"；当DSC消息中、一个比特的采样点中首个相邻峰峰值的位置offset小于或等于4时，则将该DSC消息或信号的该比特判定为"0"。当DSC消息中、一个比特波形中相邻峰峰值的位置的offset为5、6或7即5～7时，则需要根据这个bit波形中所有的峰值的位置、该比特波形中选定采样点的值及峰峰值的个数重新判定这个比特为"0"、"1"还是异常数据。

对于每比特n个采样点的情况，解调的方法类似，不同的地方在于位置的偏移量通过比例因子按比例地调整。

由此，如图2所示，本发明的实施例提供了一种DSC信号的解调方法，包括：

S1，判断DSC信号中、一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量是否大于等于或小于等于/>其中n是每比特采样点的个数；

S2，如一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量大于或等于则将该比特确定为"1"；如一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量小于或等于/>则将该比特确定为"0"；如一个比特波形中相邻峰峰值的位置偏移量为/>则执行步骤S3；

S3,根据一个比特波形中各峰值的位置、波形中选定采样点的值及峰值的个数确定该比特的取值。

在每比特16个采样点的情况下，n＝16。下面以n＝16为例进行本发明实施例方法的详细描述。

当DSC消息中、一个比特波形中相邻峰峰值的位置offset为5、6或7时，根据这个bit波形中所有的峰值的位置、该比特波形中各采样点的值及峰峰值的个数重新判定这个比特为"0"、"1"还是异常数据的具体判定方法为如下所述：

当在该比特波形中找个5个或5个以上的峰值时，则判定该信号异常；

当在该比特波形中只找到4个峰值时，该比特只能是"0"，则确定该比特为"0"，如图2-1-a所示出的；

当在该比特波形中只找到3个峰值时,进一步判定这3个峰值中第1个峰值和第3个峰值之间的位置偏移量是否小于或等于11；如是，则判定该比特为"0"，如图2-2-a所示出的；否则，则判定该比特为"1"，如图2-2-b所示出的；

当在该比特波形中只找到2个峰值时,进一步判定该比特波形两端采样点的值相差的值是否比较大；如是，则判定该比特为"0"，如图2-3-a所示出的；否则，判定该比特为"1"，如图2-3-b所示出的。上述比较大的标准可以根据需要预先确定，具体地，在一个示例中，如果该波形两端采样点的值之间的相差的大小大于预定的第一阈值时，则判定该比特为"0"，否则，判定该比特为"1"。优选地，该第一阈值为该比特波形中的最大值。

当在该比特波形中只能找到1个峰值时，进一步判定该比特波形两端采样点的值相差的值是否比较小，即两端的值相差不大；如是，则判定该比特为"1"，如图2-4-a和如图2-4-b所示出的；否则，如果两端的值相差得超出预定的范围，则将该比特判定为异常值。具体地，如果此时该波形的两端的值所相差的值小于预定的第二阈值，则判定为"1"。上述两端的值相差得超出预定的范围，示例性地，这个预定的范围可以由上述第一阈值和第二阈值来设定，如可以是小于第一阈值大于第二阈值的范围。

由于可以根据DSC的编码结构及校验位进行一定的纠错处理，因此在解析一条DSC消息的过程中，当发生异常时，可以先暂时将该位或比特判定为1，直到异常个数超出预定的个数为止，示例性地，预定的个数可以是5个。

3、寻找DSC信号的起始点

图3-1为DSC理想情况下的起始部分的波形示例；图3-2为DSC受到干扰的起始部分的波形示例。发明人发现，DSC信号受噪声干扰，经过滤波后，第一个波形仍然有些畸形，所以应该忽略该波形，如图3-3中a到c段所示出的，图3-3中a到c段即为收到干扰后的DSC信号经过过滤后的畸形的起始部分的波形。因此，要寻找或确定下一个波形，在此即为第二个波形的起始点。

在寻找或确定第二波形的起始点时，需要先接收完一个bit的16个采样点的数据，然后找到最低点和最高点。在图3-3所示的DSC消息或信号的示例中，第二个比特的波形中，最低点为b点，最高点为e点，当最低点到最高点的位置offset为4到6、且该最低点和最高点的峰值都达到预定的条件时，则判定该最高点处的值为第二个波形的第一个最大值。示例性地，该预定的条件为最低点处的峰值不能大于0，最高点处的峰值不能小于0。

其中，如果上述最低点和最高点的位置偏移量不满足上述4到6的条件，或最低点和最高点的值不满足上述的预定条件，则将找到的第一个最大值如图3-4中的b点的后一位即后一个采样点，如图3-4中的c点，作为下次进行波形判定的第一个点，即16个数据中的第一个数据点，重新按照上面的步骤去寻找下一个波形的第一个最大值，并进而根据下文的描述继续去寻找信号的起始点。

在如上文所述的，找到第二波形的第一个最大值之后，根据该第二波形的第一个最大值的点来确定第二个波形的起始点。第二个波形的起始点应在该波形第一个最大值的前3位即前3个采样点的位置左右，在图3-3的信号示例中，为d点。即，将在该第二波形中、在该第一个最大值对应的点前3位的数据点确定为该第二波形的起始点。从该起始点开始，当接收完16个数据，且该比特波形的峰峰值的位置offset满足上文所述的"0"的判定标准时，即根据上文所述的"0"、"1"判定准则判定出该比特为"0"时，再将该比特的波形的16个数据与预先设定的该位置处"0"对应的波形的16个数据进行数据相关性计算；如相关系数较大时，如大于预先设定的相关系数阈值时，则认为该段波形为正确的波形。即该第二波形的起始点即为待解调的DSC信号或消息的起始点；否则，认为该段波形为不正确的波形。

该部分的处理依据是，根据DSC的规范，DSC信号的前面12个数据串的值是固定的，其中1个数据串10个比特；其中，DSC信号最前面的第一个比特为"0"。接下来的4个bit的序列为“1010”。

以此为依据，进一步地，判定接下来的4个bit的序列是否为“1010”，如是，则进一步将这4个bit的序列的波形数据与预先设定的“1010”的波形数据进行数据相关计算；如果计算得出的数据相关系数都大于预定的相关系数阈值，则认为4个比特的序列对应的波形是正确的波形，在这之后可以不再进行相关系数的计算了，只需按上文所述的峰峰值的位置offset和/或其它的条件来判定信号中的比特是"0"还是"1"即可。如果计算出来的数据相关系数不满足预设的阈值，则该4个bit的序列的波形为不正确的波形。在其它的实施例中，根据需要，也可以继续对后面若干比特构成的序列进行数据相关计算。

如果在上述过程中，在对解调出来的数据进行相关性计算时，如果计算出来的数据的相关系数不满足上述预定的要求，或者找到的异常数据个数超出预定范围时，示例性地如5个，可以更多或更少，则确认在本次找DSC信号的起始点失败，与上文所描述的相同，继续将该bit数据中所确定的第一个最大值的后一位作为下次判定波形的16个数据点的第一个点，重新按照上文的步骤去寻找该下一个波形的第一个最大值、确定波形的起始点、数据相关计算，再确定是否为DSC消息的起始点。

实施例三：

本发明还提供一种DSC信号的解调装置，如图4所示，该装置包括处理器401、存储器402、总线403、以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序，处理器401包括一个或一个以上处理核心，存储器402通过总线403与处理器401相连，存储器402用于存储程序指令，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。

进一步地，作为一个可执行方案，所述DSC信号的解调装置可以是计算机单元，该计算机单元可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机单元可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述计算机单元的组成结构仅仅是计算机单元的示例，并不构成对计算机单元的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。例如所述计算机单元还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。

进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算机单元的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机单元的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述计算机单元的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。

所述计算机单元集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种DSC信号的解调方法，其特征在于，包括：

S1，判断DSC信号中、一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量是否大于等于或小于等于/>其中n是每比特采样点的个数；

S2，如所述一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量大于或等于 则将该比特确定为"1"；如所述一个比特波形中首个相邻峰峰值的位置偏移量小于或等于/>则将该比特确定为"0"；如所述一个比特波形中相邻峰峰值的位置偏移量为/>则执行步骤S3；

S3,根据所述一个比特波形中各峰值的位置、波形中选定采样点的值及峰值的个数确定该比特的取值；

其中，所述步骤S3包括：

当在所述一个比特波形找到5个或5个以上的峰值时，则判定该信号异常；

当在所述一个比特波形中只找到4个峰值时，则确定该比特为"0"；

当在所述一个比特波形中只找到3个峰值且第1个峰值和第3个峰值之间的位置偏移量小于或等于时，则确定该比特为"0"；否则，确定该比特为"1"；

当在所述一个比特波形中只找到2个峰值且该波形两端的值之间的差大于预定的第一阈值时，则确定该比特为"0"；否则，确定该比特为"1"；

当在所述一个比特波形中只找到1个峰值且该波形两端的值之间的差小于预定的第二阈值时，则确定该比特为"1"；如果该波形两端的值之间的差超出预定的范围时，确定该比特为异常值。

2.根据权利要求1所述的解调方法，其特征在于，n＝16。

3.根据权利要求1所述的解调方法，其特征在于，所述第一阈值为所述一个比特波形中的最大值；所述预定的范围为：小于第一阈值且大于第二阈值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：将所述异常值对应的比特设置成"1"。

5.根据权利要求1所述的解调方法，其特征在于，还包括在所述DSC信号的第一个波形为畸形时，继续在下一个波形寻找所述DSC信号的起始点的步骤；

所述继续在下一个波形寻找所述DSC信号的起始点包括：

S61，接收完一个比特的n个数据之后，确定这n个数据中的最低点和最高点；

S62，判定最低点和最高点是否同时满足如下两个条件：

最低点和最高点之间的位置偏移量为到/>

最低点处的值不大于0且最高点处的值不小于0；

如是，则将所述最高点处的值确定为所述下一个波形的第一个最大值，并继续执行步骤S63；否则，执行步骤S64；

S63，将所述下一个波形的第一个最大值对应的点前位的点确定为所述下一个波形的起始点；

S64,将所述下一个波形的第一个最大值对应的点的后一位作为下次进行波形判定的第一个点，并返回步骤S61。

6.根据权利要求5所述的解调方法，其特征在于，所述步骤S63中，在确定出所述下一个波形的起始点之后还包括：

判定所述下一个波形对应的比特是否为"0"；如是，则利用预先设定的"0"波形数据对所述下一个波形进行数据相关性计算，且如果计算出的相关系数大于预定的相关系数阈值时，则确认该段波形为正确的波形；否则，确认该段波形为不正确的波形，并继续重新寻找DSC消息的起始点。

7.根据权利要求6所述的解调方法，其特征在于，在确认该段波形为正确的波形之后，还包括：

判断所述DSC信号中接下来的4个比特的序列是否为“1010”；如是，则利用预先设定的"1010"波形数据对所述4个比特的序列的波形进行数据相关性计算，且如果计算出的相关系数大于预定的相关系数阈值时，则确认该段波形为正确的波形；否则，确认所述4个比特的序列的波形为不正确的波形，并继续重新寻找DSC消息的起始点。

8.一种DSC信号的解调装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有至少一段程序，所述至少一段程序由所述处理器执行以实现如权利要求1至7任一所述的DSC信号的解调方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一段程序，所述至少一段程序由处理器执行以实现如权利要求1至7任一所述的DSC信号的解调方法。