自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型及信號處理方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型及信號處理方法，屬于無線 通信技術領域。
【背景技術】
[0002] 多徑干擾是無線電通信中普遍存在的問題，產生多種信號傳播衰落問題。多數情 況下，通過一定的抗多徑干擾技術處理，能夠在一定程度上保障通信傳輸。有時，通過多種 分集技術下，多徑信號還有助于提升無線通信信號性能。然而，在無線電定位系統中，接收 機和發射機之間距離是通過有效識別無線傳播信號的相位進行高精度測量得到。然而，由 于存在多徑信號，使接收信號產生相移，在時域進行相位測量時產生無法避免的測量誤差。 該一點在 AIS-R 模式（Automatic Identification System Range Mode)的定位技術中也 同樣存在，影響AIS-R模式的定位精度。
[0003] 在AIS(Automatic Identification System)系統中，各用戶采用時分多址接入 (TDMA-Time Division Multiple AcMress)方式進行數據播發，并采用自組織算法進行時 隙分配。移動船臺用戶為了使用AIS基站進行定位，需要測量AIS基站無線電信號傳輸時 延，進而計算船站至AIS基站間偽距。在此過程中，為保證用戶各時隙電文間干擾，每個AIS 電文傳輸時都留有保護間隔，從而使每個播發的AIS電文都具有獨立性。即在理論上，由于 多徑信號都滯后直達信號，用戶接收到的每個AIS電文的直達信號起始處都不存在其他多 徑干擾，從而使接收信號在判決口限上有一個"干凈"的判決依據。根據沿海區域海面地理 分布特征，通常情況下，分別是船舶附近海面反射的多徑信號，AIS發射基站周圍沿岸地形 反射的多徑信號。
[0004] 基于上述技術背景分析，根據AIS電文時隙獨立性特征和多徑信號傳輸理論，如 果使用一種能夠較為準確的進行自適應評估和修正多徑信號傳輸干擾的計算模型，并將計 算結果修正接收到的AIS信號，然后再對修正后信號進行相位測量，從而到的更為精確的 測量偽距，W提高定位精度。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種能夠進行自適應測量和修正AIS自主定位系統多徑信 號干擾的計算模型，然后再對修正后的AIS信號進行相位測量，W到的更為精確的測量偽 距，提高定位精度。
[0006] 本發明采取的技術方案如下：
[0007] 自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型，包括自動識別系統自主定位測量和解 算巧片，自動識別系統自主定位測量和解算巧片由信號采樣器、有效信號判決器、時鐘記錄 器、自動識別系統時隙信號暫存器、多徑信號評估器、多徑信號修正器、偽距測量單元和定 位解算單元組成；信號采樣器連接有效信號判決器，有效信號判決器連接自動識別系統時 隙信號暫存器和時鐘記錄器，自動識別系統時隙信號暫存器連接多徑信號評估器，多徑信 號評估器連接多徑信號修正器，多徑信號評估器連接偽距測量單元，時鐘記錄器連接偽距 測量單元，偽距測量單元連接定位解算單元。
[000引 自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型處理信號的方法，其特征在于；包括如 下步驟：
[0009] 第一步；信號采樣器實時采集射頻到達信號，送至有效信號判決器判決是否為有 效信號；
[0010] 第二步：如果有效信號判決器判決為有效信號，觸發時鐘記錄器記錄信號到達時 間，并通知自動識別系統時隙信號暫存器存儲待測量信號；
[0011] 第=步；多徑信號評估器對采樣信號按照自適應多徑信號評估算法進行評估，評 估參數傳遞給多徑信號修正器；
[0012] 第四步；多徑信號修正器調用修正模型按照評估參數修正部分采樣信號，并將前 端部分修正后的信號反饋至多徑信號評估器重新評估；
[0013] 第五步：經多次迭代，修正后自動識別系統時隙信號提交偽距測量單元進行偽距 測量；
[0014] 第六步：測量偽距送入定位解算單元供自動識別系統自主定位測量和解算巧片進 行定位解算，然后等待下一個自動識別系統時隙數據信號。
[0015] 多徑信號評估器中的多徑信號評估算法包括如下步驟：
[0016] 在自動識別系統信號中，每個自動識別系統電文起始電文為24比特0、1交替的訓 練序列和8比特帖起始標志7E(01111110)，該一特征是固定不變的，多徑信號評估器將其 作為標準參考信號Ss固定存儲在自動識別系統自主定位測量和解算巧片中，并將接受到 的采樣信號Sf與該標準參考信號比較，W得到多徑延遲時間A t和多徑信號功率衰落因子 A P，具體算法為；
[0017]
【主權項】
1. 自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型，包括自動識別系統自主定位測量和解算 芯片（1)，其特征在于：自動識別系統自主定位測量和解算芯片（1)由信號采樣器（2)、有效 信號判決器（3)、時鐘記錄器（4)、自動識別系統時隙信號暫存器（5)、多徑信號評估器（6)、 多徑信號修正器（7)、偽距測量單元（8)和定位解算單元（9)組成；信號采樣器（2)連接有 效信號判決器（3)，有效信號判決器（3)連接自動識別系統時隙信號暫存器（5)和時鐘記錄 器（4)，自動識別系統時隙信號暫存器（5)連接多徑信號評估器（6)，多徑信號評估器（6) 連接多徑信號修正器（7)，多徑信號評估器（6)連接偽距測量單元（8)，時鐘記錄器（4)連 接偽距測量單元（8)，偽距測量單元（8)連接定位解算單元（9)。
2. 自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型處理信號的方法，其特征在于：包括如下 步驟： 第一步：信號采樣器（2)實時采集射頻到達信號，送至有效信號判決器（3)判決是否為 有效信號； 第二步：如果有效信號判決器（3)判決為有效信號，觸發時鐘記錄器（4)記錄信號到達 時間，并通知自動識別系統時隙信號暫存器5存儲待測量信號； 第三步：多徑信號評估器（6)對采樣信號按照自適應多徑信號評估算法進行評估，評 估參數傳遞給多徑信號修正器（7); 第四步：多徑信號修正器（7)調用修正模型按照評估參數修正部分采樣信號，并將前 端部分修正后的信號反饋至多徑信號評估器（6)重新評估； 第五步：經多次迭代，修正后自動識別系統時隙信號提交偽距測量單元（8)進行偽距 測量； 第六步：測量偽距送入定位解算單元（9)供自動識別系統自主定位測量和解算芯片 (1)進行定位解算，然后等待下一個自動識別系統時隙數據信號。
3. 根據權利要求2所述的自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型處理信號的方法， 其特征在于：多徑信號評估器（6)中的多徑信號評估算法包括如下步驟： 在自動識別系統信號中，每個自動識別系統電文起始電文為24比特0、1交替的訓練序 列和（8)比特幀起始標志7E(01111110)，這一特征是固定不變的，多徑信號評估器（6)將其 作為標準參考信號Ss固定存儲在自動識別系統自主定位測量和解算芯片（1)中，并將接受 到的采樣信號Sr與該標準參考信號比較，以得到多徑延遲時間At和多徑信號功率衰落因 子AP，具體算法為：
4. 根據權利要求2所述的自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型處理信號的方法， 其特征在于：多徑信號修正器（7)中的多徑信號修正算法包括如下步驟： 將原始采樣信號Sr修正為S'r，多徑信號修正算法為：
式（2)中t為當前信號時間，（t-At)物理含義是將其作用信號延遲At時間。
【專利摘要】本發明公開了自動識別系統測距定位多徑干擾修正模型及信號處理方法，屬于無線通信技術領域。本發明包括自動識別系統自主定位測量和解算芯片，自動識別系統自主定位測量和解算芯片由信號采樣器、有效信號判決器、時鐘記錄器、自動識別系統時隙信號暫存器、多徑信號評估器、多徑信號修正器、偽距測量單元和定位解算單元組成；信號采樣器連接有效信號判決器，有效信號判決器連接自動識別系統時隙信號暫存器和時鐘記錄器，自動識別系統時隙信號暫存器連接多徑信號評估器，多徑信號評估器連接多徑信號修正器，多徑信號評估器連接偽距測量單元，時鐘記錄器連接偽距測量單元，偽距測量單元連接定位解算單元。
【IPC分類】G01S7-36
【公開號】CN104569929
【申請號】CN201410827344
【發明人】胡青
【申請人】大連海事大學
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日