一种基于FPGA的星载AIS信号接收机制造技术

本申请公开了一种基于FPGA的星载AIS信号接收机，包括：所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器用于实时接收并存储预处理后实时信号的数据；所述判决器与所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于在所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器每输出一比特数据，对所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器当前所存储的数据进行一次判决，并在判决出所述当前所存储的数据为AIS信号帧头时，将判决结果发给所述一路或多个路选择电路；一路或多个路选择电路，用于基于所述判决结果接收并缓存所述当前所存储的数据所对应的AIS信号。本申请解决了现有技术中对AIS信号捕获粒度不足以及存储资源消耗较大的技术问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的星载AIS信号接收机


[0001]本申请涉及卫星通信
，尤其涉及一种基于FPGA的星载AIS信号接收机。

技术介绍

[0002]船舶自动识别系统(Automatic identification System，AIS)是集船舶识别、安全监控和通信导航功能于一体的助航系统。AIS相关技术协议规定AIS系统采时分多址技术来进行通信，并且在AIS系统子网络通信范围内(如20海里)，船舶AIS设备按照时隙(如26.67ms)发射AIS信号，岸站AIS设备接收AIS信号，例如，在满发情况下，1s最多接收37.5包。
[0003]星载AIS信号接收机作为接收船舶AIS设备所发送的AIS信号的设备，其天线覆盖多个AIS子网络，因此星载AIS信号接收机在一个时隙内同时接收到不同船舶AIS设备发出AIS信号的情况较为普遍，而同时接收多个不同船舶AIS设备发出AIS信号之间会发生碰撞干扰。由于碰撞干扰的存在对星载AIS信号接收机提出了更高的挑战。
[0004]在申请号为201611010321.5，专利技术名称为《一种基于相关性的星载AIS信号接收处理方法及装置》的专利技术专利中提出了一种星载AIS信号接收机接收处理的AIS信号的方案。在该专利技术专利中提出了AIS信号的在轨捕获以及存储的策略。具体的，该专利技术专利中通过在每个时隙内进行一次搜索整个时隙所接收的AIS信号，即捕获密度为一个时隙(一个时隙内进行一次搜索整个时隙的捕获)，而星载AIS信号接收机在一个时隙内可以同时接收到不同船舶AIS设备发出AIS信号的情况较为普遍，在一个时隙进行一次搜索可能会导致部分接收到的AIS信号并未被搜索到，使得遗漏对部分AIS信号的捕获。另外，该专利对AIS信号缓存设计第一存储区、第二存储区、第三存储区，引起FPGA RAM等资源(FPGA内部资源主要包括查找表LUT、寄存器FF、存储器RAM、运算器DSP48)开销较大。

技术实现思路

[0005]本申请解决的技术问题是：针对现有技术中对AIS信号捕获粒度不足以及存储资源消耗较大。本申请提供了一种基于FPGA的星载AIS信号接收机，本申请实施例所提供的方案中，每接收到一个实时信号采样点进行一次捕获，而不是在一个时隙捕获一次，进而提供了捕获的粒度，避免遗漏对部分AIS信号的捕获。另外，本申请实施例在对信号进行捕获时，每个选择电路针对的是一路AIS信号，进而减少了存储资源的开销。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种基于FPGA的星载AIS信号接收机，该接收机包括：第一移位寄存器、第二移位寄存器、判决器以及一路或多个路选择电路；其中，所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器用于实时接收并存储预处理后实时信号的数据；
[0007]所述判决器与所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于在所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器每输出一比特数据，对所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器当前所存储的数据进行一次判决，并在判决出所述当前所存储的数据为AIS信号帧头时，将判决结果发给所述一路或多个路选择电路；
[0008]一路或多个路选择电路，用于基于所述判决结果接收并缓存所述当前所存储的数据所对应的AIS信号。
[0009]可选地，所述判决器包括：第一判决器、第二判决器以及第三判决器，其中，
[0010]所述第一判决器与所述第一移位寄存器耦合，用于在所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器输出一比特数据时，根据所述当前所存储的数据计算信号功率参数，基于所述功率参数进行第一次判决得到第一判决结果；
[0011]所述第二判决器与所述第一判决器、所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于若所述第一判决结果为成功，则根据所述当前所存储的数据计算在4T码元间隔下的第一相关信号能量值，基于所述第一相关信号能量值进行第二判决得到第二次判决结果；
[0012]第三判决器与所述第二判决器、所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于若所述第二次判决结果为成功，则根据所述当前所存储的数据计算2T码元间隔下的第二相关信号能量值，基于所述第二相关信号能量值进行第三判决得到第三次判决结果；其中，若所述第三判决结果为成功，则确定所述当前所存储的数据为AIS信号帧头，将所述第三判决结果发送给所述一路或多路选择电路。
[0013]可选地，若包括多个路选择电路，所述多路选择电路并行对判决成功的多个AIS信号接收并缓存。
[0014]可选地，所述多路选择电路包括第一选择电路和第二选择电路；
[0015]若所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器接收并存储预处理后的第一实时信号的数据，并且所述判决器判决所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器所存储的第一实时信号的数据为AIS信号帧头，则所述第一选择电路基于所述判决结果接收并缓存所述第一实时信号所对应的第一AIS信号；
[0016]若所述第一选择电路对第一AIS信号接收以及缓存期间，所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器还接收并存储预处理后的第二实时信号的数据；
[0017]所述判决器对所述第二实时信号的数据进行判决得到的判决结果为所述第二实时信号的数据为AIS信号帧头；
[0018]所述第二选择电路，用于基于所述判决结果接收并缓存所述第二实时信号所对应的第二AIS信号。
[0019]可选地，若所述一路或多个路选择电路均处于工作状态，又接收到所述判决器发送的判决结果，则忽略所述判决结果。
[0020]可选地，每路选择电路包括第三移位寄存器、选择器、逻辑单元以及存储器；其中，
[0021]所述第三移位寄存器用于接收并存储所述预处理后的实时信号的数据；
[0022]所述选择器与所述第三移位寄存器、所述判决器以及所述逻辑单元耦合，用于在所述判决结果为成功时选择连通，将所述第三移位寄存器所存储所述预处理后的实时信号的数据发给所述逻辑单元；
[0023]所述逻辑单元接收所述预处理后的实时信号的数据以及所述预处理后的实时信号，并将其所接收的数据传递给所述存储器；
[0024]所述存储器与所述逻辑单元耦合，用于存储所述预处理后的实时信号的数据以及所述预处理后的实时信号。
[0025]可选地，所述存储器为先入先出队列，其中，所述先入先出队列大小等于一个时隙所采样的信号的同步序列的长度。
[0026]可选地，在对不同通道的AIS信号进行捕获时，一个同通道的AIS信号成功后，才或对另一个通道的AIS信号进行捕获，并且两次捕获的时间间隔不小于一个帧头同步序列的长度。
[0027]可选地，其中，对同一AIS信号进行两次捕获的间隔不小于一个帧头同步序列的长度。
[0028]可选地，还包括：输出单元；所述输出单元与一路或多路选择电路耦合，用于将所缓存的AIS信号输出。
[0029]与现有技术相比，本申请实施例所提供的方案至少具有如下有益效果：
[0030]1、本申请实施例所提供的方案中，每接收到一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的星载AIS信号接收机，其特征在于，包括：第一移位寄存器、第二移位寄存器、判决器以及一路或多个路选择电路；其中，所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器用于实时接收并存储预处理后实时信号的数据；所述判决器与所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于在所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器每输出一比特数据，对所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器当前所存储的数据进行一次判决，并在判决出所述当前所存储的数据为AIS信号帧头时，将判决结果发给所述一路或多个路选择电路；一路或多个路选择电路，用于基于所述判决结果接收并缓存所述当前所存储的数据所对应的AIS信号。2.如权利要求1所述的接收机，其特征在于，所述判决器包括：第一判决器、第二判决器以及第三判决器，其中，所述第一判决器与所述第一移位寄存器耦合，用于在所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器输出一比特数据时，根据所述当前所存储的数据计算信号功率参数，基于所述功率参数进行第一次判决得到第一判决结果；所述第二判决器与所述第一判决器、所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于若所述第一判决结果为成功，则根据所述当前所存储的数据计算在4T码元间隔下的第一相关信号能量值，基于所述第一相关信号能量值进行第二判决得到第二次判决结果；第三判决器与所述第二判决器、所述第一移位寄存器以及所述第二移位寄存器耦合，用于若所述第二次判决结果为成功，则根据所述当前所存储的数据计算2T码元间隔下的第二相关信号能量值，基于所述第二相关信号能量值进行第三判决得到第三次判决结果；其中，若所述第三判决结果为成功，则确定所述当前所存储的数据为AIS信号帧头，将所述第三判决结果发送给所述一路或多路选择电路。3.如权利要求2所述的接收机，其特征在于，若包括多个路选择电路，所述多路选择电路并行对判决成功的多个AIS信号接收并缓存。4.如权利要求3所述的接收机，其特征在于，所述多路选择电路包括第一选择电路和第二选择电路；若所述第一移位寄存器与所述第二移位寄存器接收并存储预处理后的第一实时信号的数据，并且所述判决...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵汉城，王康，任奇，李青松，姜丽，侯旭涛，何程，谢政，李文君，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：