CN206341236U - 一种用于asm体制的解调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于ASM体制的解调器，它包括DDC数字下变频、第一平方根升余弦匹配滤波器、前导码检测模块、定时相位估计模块、定时重采样模块、第二平方根升余弦匹配滤波器、载波频偏模块、载波相位同步模块、解调映射模块、Turbo FEC解码模块、基带帧恢复与校验模块和振荡器；本实用新型采用平方根升余弦匹配滤波器进行匹配滤波消除码间干扰，降低了滤波器实现难度，提高了信噪比；通过载波频偏模块进行频率偏移校正、通过载波相位同步模块进行相位调节，降低了信号传输过程的失真度，在现有AIS系统上开辟ASM体制信号传输，应用到ASM体制调制解调系统中可以缓解AIS系统无线信道通信负荷压力，提高通信质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及船舶通信领域，具体是一种用于ASM体制的解调器。
背景技术
随着对AIS系统在VHF频段通信需求的增加，AIS系统的可使用频段内已经非常拥挤，在许多繁忙港口已经达到了对频段50%以上的占用率，国际航标组织（IALA）提出当AIS数据链路负载超过50%时，将会导致信息阻塞等严重问题的发生，影响航行安全。现有AIS系统的用户数量在不断增加，船与船之间、船与岸之间的数据交换越来越复杂，包括船舶航行信息、海上气象信息、导航信息、管理和预警信息等使AIS频道的负荷能力不断加大，面对越来越庞大的海上数据交换需求，增加无线电频道利用效率十分迫切和重要。
AIS系统可以用二进制电文发射适用专用电文（ASM），是一种船舶通信的补充手段。它可提供各种预定信息包，能够用于交换区域相关信息，如航行警告、气象信息、船舶报告数据、航路信息和交通管理信息灯，另外，适用专用电文可以减少语音通信，提高信息交换的可靠性和减轻操作人员的工作负担，使船舶能够及时、准确获取信息从而避免海上交通事故的发生及造成严重的经济损失和人员伤亡，同时确保船岸之间更有效的信息交互，有助于改善海事安全，提高海洋环境保护。
公开号为CN 103281099B的中国专利公开了一种基于专用通道的AIS航标，包括主控模块和AIS无线收发模块，用于AIS报文收发的AIS无线收发模块与主控模块连接，AIS无线收发模块包括用于收发助航信息的第一接收通道、用于收发助航信息的第二接收通道、用于接收AIS航标遥测遥控命令报文的第三接收通道和用于发射AIS报文的发射通道，发射通道由主控模块控制以切换的方式发送第一接收通道、第二接收通道和第三接收通道接收到的信息，本发明结构简单，使用方便；实现了AIS航标的遥测遥控功能；避免了遥控遥测报文与船舶AIS报文的相互干扰；提高了AIS通信信道的利用率。该专利所述的基于专用通道的AIS航标与本实用新型采用的技术方案不同。
公开号为CN103117965B的中国专利公开了一种星载AIS信号定时频偏联合估计方法：由天线接收地面船舶AIS系统发射的射频信号并输入给接收机；接收机将接收到的射频信号解调成基带信号输入FPGA数据采集模块；FPGA数据采集模块将接收到的基带信号进行模数转换得到数字基带信号并传给信号处理模块；信号处理模块对接收到的数字基带信号进行处理得到正确的AIS船舶信息并传递给数据存储模块；由数据存储模块存储接收到的AIS船舶信息。优越性：通过引入自相关运算和加权相乘运算，消除了简单定时估计工作方式中估计精度较差的问题；通过利用定时估计值确定采样点并用自相关运算，最大似然运算，信号降采样，实现了对星载AIS信号的估计范围最大，估计方差最小的频偏估计。该专利与本实用新型的技术方案不同，不能达到本实用新型降低无线信道通信负荷压力的效果。
为了缓解AIS系统现有频段内的压力以及保证正常功能的实现，国际航标组织（IALA）和国际海事组织（IMO）在2012年建议将原本交换数据中的应用信息（ApplicationSpecific Messages，ASM）移入其他新的频段以缓解原有AIS频段的压力。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于ASM体制的解调器，以至少达到降低现有AIS系统无线信道通信负荷压力，提高通信质量的效果。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于ASM体制的解调器，它包括DDC数字下变频、第一平方根升余弦匹配滤波器、前导码检测模块、定时相位估计模块、定时重采样模块、第二平方根升余弦匹配滤波器、载波频偏模块、载波相位同步模块、解调映射模块、Turbo FEC解码模块、基带帧恢复与校验模块和振荡器；振荡器的频率震荡信号输出端与DDC数字下变频的数字输入端连接，DDC数字下变频第一输出端与第一平方根升余弦匹配滤波器的输入端连接，DDC数字下变频第二输出端与定时重采样模块的第一输入端连接，第一平方根升余弦匹配滤波器的输出端与前导码检测模块的输入端连接，前导码检测模块的输出端与定时相位估计模块的输入端连接，定时相位估计模块的输出端与定时重采样模块的第二输入端连接，定时重采样模块的输出端与第二平方根升余弦匹配滤波器的输入端连接，第二平方根升余弦匹配滤波器的输出端与载波频偏模块的输入端连接，载波频偏模块的输出端与载波相位同步模块的输入端连接，载波相位同步模块的输出端与解调映射模块的输入端连接，解调映射模块的输出端与Turbo FEC解码模块的输入端连接，Turbo FEC解码模块的输出端与基带帧恢复与校验模块的输入端连接；
所述DDC数字下变频接收调制信号后在频率震荡信号的调节下输出到第一平方根升余弦匹配滤波器进行滤波，通过前导码检测模块进行传输码元检测，通过定时相位估计模块进行调制信号的相位估计，通过定时重采样模块对DDC数字下变频输出信号、定时相位估计进行定时采样，然后传输到第二平方根升余弦匹配滤波器进行滤波，滤波以后的信号通过载波频偏模块进行频率偏移校正，进行频率偏移校正以后的信号通过载波相位同步模块进行相位调节，相位调节以后的信号通过解调映射模块进行解调后传输到Turbo FEC解码模块解码，解码以后的信号通过基带帧恢复与校验模块处理后输出解调信号。
所述的Turbo FEC编码模块为带外Turbo FEC编码模块。
所述的解调映射模块为π/4-QPSK软解映射模块。
所述的振荡器为压控振荡器。
所述的第一平方根升余弦匹配滤波器、第二平方根升余弦匹配滤波器用于消除码间串扰，匹配滤波，实现最佳接收。
所述的DDC数字下变频由数字信号驱动的直接控制型数字下变频。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用平方根升余弦匹配滤波器进行匹配滤波消除码间干扰，降低了滤波器实现难度，提高了信噪比；通过载波频偏模块进行频率偏移校正，、通过载波相位同步模块进行相位调节，降低了信号传输过程的失真度；本实用新型在现有AIS系统上开辟ASM体制信号传输，应用到ASM体制调制解调系统中可以缓解AIS系统无线信道通信负荷压力、提高通信质量。
附图说明
图1为本实用新型的解调原理图；
图2为本实用新型的结果示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1，2所示，一种用于ASM体制的解调器，它包括DDC数字下变频、第一平方根升余弦匹配滤波器、前导码检测模块、定时相位估计模块、定时重采样模块、第二平方根升余弦匹配滤波器、载波频偏模块、载波相位同步模块、解调映射模块、Turbo FEC解码模块、基带帧恢复与校验模块和振荡器；振荡器的频率震荡信号输出端与DDC数字下变频的数字输入端连接，DDC数字下变频第一输出端与第一平方根升余弦匹配滤波器的输入端连接，DDC数字下变频第二输出端与定时重采样模块的第一输入端连接，第一平方根升余弦匹配滤波器的输出端与前导码检测模块的输入端连接，前导码检测模块的输出端与定时相位估计模块的输入端连接，定时相位估计模块的输出端与定时重采样模块的第二输入端连接，定时重采样模块的输出端与第二平方根升余弦匹配滤波器的输入端连接，第二平方根升余弦匹配滤波器的输出端与载波频偏模块的输入端连接，载波频偏模块的输出端与载波相位同步模块的输入端连接，载波相位同步模块的输出端与解调映射模块的输入端连接，解调映射模块的输出端与Turbo FEC解码模块的输入端连接，Turbo FEC解码模块的输出端与基带帧恢复与校验模块的输入端连接；
所述DDC数字下变频接收调制信号后在频率震荡信号的调节下输出到第一平方根升余弦匹配滤波器进行滤波，通过前导码检测模块进行传输码元检测，通过定时相位估计模块进行调制信号的相位估计，通过定时重采样模块对DDC数字下变频输出信号、定时相位估计进行定时采样，然后传输到第二平方根升余弦匹配滤波器进行滤波，滤波以后的信号通过载波频偏模块进行频率偏移校正，进行频率偏移校正以后的信号通过载波相位同步模块进行相位调节，相位调节以后的信号通过解调映射模块进行解调后传输到Turbo FEC解码模块解码，解码以后的信号通过基带帧恢复与校验模块处理后输出解调信号。
所述的Turbo FEC编码模块为带外Turbo FEC编码模块。
所述的解调映射模块为π/4-QPSK软解映射模块。
所述的振荡器为压控振荡器。
所述的第一平方根升余弦匹配滤波器、第二平方根升余弦匹配滤波器用于消除码间串扰，匹配滤波，实现最佳接收。
所述的DDC数字下变频由数字信号驱动的直接控制型数字下变频。
以上内容仅描述了本实用新型的基本原理和主要特点。本行业的技术人员应该了解到，在不脱离本实用新型所附权利要求书所限定的精神和范围内，从形式上和细节上对本实用新型所做出的变化，均在本实用新型权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种用于ASM体制的解调器，其特征在于：它包括DDC数字下变频、第一平方根升余弦匹配滤波器、前导码检测模块、定时相位估计模块、定时重采样模块、第二平方根升余弦匹配滤波器、载波频偏模块、载波相位同步模块、解调映射模块、Turbo FEC解码模块、基带帧恢复与校验模块和振荡器；振荡器的频率震荡信号输出端与DDC数字下变频的数字输入端连接，DDC数字下变频第一输出端与第一平方根升余弦匹配滤波器的输入端连接，DDC数字下变频第二输出端与定时重采样模块的第一输入端连接，第一平方根升余弦匹配滤波器的输出端与前导码检测模块的输入端连接，前导码检测模块的输出端与定时相位估计模块的输入端连接，定时相位估计模块的输出端与定时重采样模块的第二输入端连接，定时重采样模块的输出端与第二平方根升余弦匹配滤波器的输入端连接，第二平方根升余弦匹配滤波器的输出端与载波频偏模块的输入端连接，载波频偏模块的输出端与载波相位同步模块的输入端连接，载波相位同步模块的输出端与解调映射模块的输入端连接，解调映射模块的输出端与Turbo FEC解码模块的输入端连接，Turbo FEC解码模块的输出端与基带帧恢复与校验模块的输入端连接；
所述DDC数字下变频接收调制信号后在频率震荡信号的调节下输出信号到第一平方根升余弦匹配滤波器进行滤波，通过前导码检测模块进行传输码元检测，通过定时相位估计模块进行调制信号的相位估计，通过定时重采样模块对DDC数字下变频输出信号、定时相位估计进行定时采样，然后传输到第二平方根升余弦匹配滤波器进行滤波，滤波以后的信号通过载波频偏模块进行频率偏移校正，进行频率偏移校正以后的信号通过载波相位同步模块进行相位调节，相位调节以后的信号通过解调映射模块进行解调后传输到Turbo FEC解码模块解码，解码以后的信号通过基带帧恢复与校验模块处理后输出解调信号。
2.根据权利要求1所述的一种用于ASM体制的解调器，其特征在于：所述的Turbo FEC编码模块为带外Turbo FEC编码模块。
3.根据权利要求1所述的一种用于ASM体制的解调器，其特征在于：所述的解调映射模块为π/4-QPSK软解映射模块。
4.根据权利要求1所述的一种用于ASM体制的解调器，其特征在于：所述的振荡器为压控振荡器。
5.根据权利要求1所述的一种用于ASM体制的解调器，其特征在于：所述的第一平方根升余弦匹配滤波器、第二平方根升余弦匹配滤波器用于消除码间串扰，匹配滤波，实现最佳接收。
6.根据权利要求1所述的一种用于ASM体制的解调器，其特征在于：所述的DDC数字下变频由数字信号驱动的直接控制型数字下变频。
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|---|---|---|---|---|
| CN108494467A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-09-04 | 四川安迪科技实业有限公司 | 一种基于卫星通信的物理层自适应acm同步方法 |
| 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 |
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2016
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