孫　乾，張?zhí)帐?，李洪星，楊　峰，錢　良 ，丁良輝

(1.上海交通大學(xué) 電子工程系,上海 200240;2.上海航天電子技術(shù)研究所,上海 201109)

?

基于CRC糾錯(cuò)與迭代干擾消除的星載AIS接收機(jī)*

孫乾**，張?zhí)帐?，李洪星2，楊峰1，錢良1，丁良輝1

(1.上海交通大學(xué) 電子工程系,上海 200240;2.上海航天電子技術(shù)研究所,上海 201109)

為了提升星載船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AIS)的衛(wèi)星接收性能，提出了一種采用4 b循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)糾錯(cuò)與迭代干擾消除算法的星載AIS接收方案。針對(duì)星載AIS系統(tǒng)中多路信號(hào)碰撞明顯的情況，首先，通過(guò)分析星載AIS系統(tǒng)中CRC錯(cuò)誤類型，采用比特反轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行糾錯(cuò);其次，對(duì)糾錯(cuò)后的序列進(jìn)行AIS數(shù)據(jù)重構(gòu)，采用迭代干擾消除方法消除重構(gòu)信號(hào)，并將余下信號(hào)作為輸入信號(hào)再次進(jìn)入系統(tǒng)進(jìn)行解調(diào)。仿真結(jié)果表明，和傳統(tǒng)的CRC糾錯(cuò)系統(tǒng)相比，針對(duì)典型的兩路信號(hào)碰撞情況，基于4 b CRC校驗(yàn)與迭代干擾消除的星載AIS系統(tǒng)能夠帶來(lái)1～2 dB的誤碼率增益，對(duì)星載AIS系統(tǒng)的性能提升有重要指導(dǎo)意義。

星載AIS；Viterbi解調(diào)；信號(hào)重構(gòu)；CRC糾錯(cuò)；迭代干擾消除

1　引　言

船舶自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(Automatic Identification System，AIS)實(shí)現(xiàn)了不同船只和船岸之間的互相通信，在海洋航運(yùn)方面得到了廣泛應(yīng)用。由于更廣闊海域范圍內(nèi)的AIS應(yīng)用需求增加，星載AIS成為航運(yùn)系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)之一。然而，衛(wèi)星覆蓋面積廣、距離地面高等特點(diǎn)導(dǎo)致其不可避免地存在時(shí)延大、多普勒頻偏大等問(wèn)題。同時(shí)，由于衛(wèi)星覆蓋范圍大，衛(wèi)星會(huì)接收到多個(gè)同頻段信號(hào)，發(fā)生信號(hào)碰撞[1]。因此，在有信號(hào)碰撞的情況下如何提升解調(diào)性能，成為星載AIS接收應(yīng)用的難點(diǎn)之一。

傳統(tǒng)的低成本星載AIS接收方案主要基于2 b差分解調(diào)器[2]，其優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，并且受載頻相位錯(cuò)誤影響小。但是由于星載AIS存在同頻信號(hào)干擾，2 b差分解調(diào)器解調(diào)效果不夠理想。文獻(xiàn)[1]采用最大似然檢測(cè)相干解調(diào)方案解決此問(wèn)題，雖然能有效改善解調(diào)性能，但是要求接收端恢復(fù)出一個(gè)與調(diào)制載波嚴(yán)格同步的相干載波，實(shí)現(xiàn)難度大。文獻(xiàn)[3]提出基于Laurent分解的非相干維特比解調(diào)方案，這種方案不需要進(jìn)行載波的精確恢復(fù)，同時(shí)能夠獲得接近文獻(xiàn)[1]的解調(diào)效果。

研究發(fā)現(xiàn)循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check，CRC)不僅能夠用于校驗(yàn)錯(cuò)誤，還具有一定的糾錯(cuò)能力，因此文獻(xiàn)[4]在文獻(xiàn)[3]的基礎(chǔ)上加入2 b CRC糾錯(cuò)使得性能提升，但是其在低信噪比下的解調(diào)效果不夠理想，在信干比為5 dB、信噪比15 dB時(shí)的丟包率仍然在10-1量級(jí)，無(wú)法滿足實(shí)際應(yīng)用中的解調(diào)需求。

本文研究發(fā)現(xiàn)AIS解調(diào)信號(hào)的比特錯(cuò)誤模式大部分為連續(xù)的2 b及4 b錯(cuò)誤。因此，本文提出在2 b CRC糾錯(cuò)[4]的基礎(chǔ)上加入4 b糾錯(cuò)功能進(jìn)一步提升系統(tǒng)性能。同時(shí)，迭代作為通信系統(tǒng)中一種常見(jiàn)的改進(jìn)措施普遍應(yīng)用于Turbo解碼，碰撞干擾消除，并在不同場(chǎng)景下均能帶來(lái)0.2～2 dB的增益[5]。本文據(jù)此提出一種基于迭代干擾消除的方案，在解調(diào)出其中一路信號(hào)后，利用迭代干擾消除消去干擾信號(hào)，重復(fù)以上步驟至各路信號(hào)均完成解調(diào)。兩種改進(jìn)措施使得性能有1～2 dB的提升。

2　AIS信號(hào)模型

2.1AIS信號(hào)

AIS信號(hào)遵守時(shí)分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)規(guī)則，1 min時(shí)間長(zhǎng)度被劃分為2 250個(gè)時(shí)隙，每一幀相當(dāng)于一個(gè)時(shí)隙，每幀信號(hào)包含256 b，每個(gè)時(shí)隙大約26 ms，調(diào)制速率為9.6 kb/s。

AIS幀結(jié)構(gòu)如表1所示，其中數(shù)據(jù)位(Data)長(zhǎng)度168 b，表示真正傳輸?shù)臄?shù)據(jù)內(nèi)容;FCS代表幀校驗(yàn)序列，采用CRC進(jìn)行誤碼檢測(cè)。

表1　AIS信號(hào)幀結(jié)構(gòu)

AIS信號(hào)采用高斯最小頻移鍵控(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying,GMSK)調(diào)制方式，經(jīng)過(guò)調(diào)制后的GMSK信號(hào)表達(dá)式如下[4]：

(1)

式中：Es代表每個(gè)信息碼元的能量；T代表碼元周期；調(diào)制系數(shù)h=1/2；{ai}代表二進(jìn)制碼元序列；q(t)代表相位沖激響應(yīng)，如下式所示：

(2)

其中f(t)滿足以下條件：

f(t)=f(LT-t)；

(3)

(4)

式中：t∈(0,LT)，L是信號(hào)關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度。

2.2AIS信號(hào)分解

Laurent在文獻(xiàn)[6]中提出任意二進(jìn)制恒幅調(diào)相信號(hào)均可由一系列脈沖幅度調(diào)制(Pulse Amplitude Modulation，PAM)信號(hào)表示，而AIS信號(hào)調(diào)制類型為GMSK，屬于二進(jìn)制恒幅調(diào)相信號(hào)，可以對(duì)其進(jìn)行Laurent分解，并進(jìn)行Viterbi解調(diào)，這種方式可以減小解調(diào)算法復(fù)雜度。

根據(jù)文獻(xiàn)[6]，式(1)展開(kāi)為一系列PAM波形[4]，信號(hào)能量主要集中在第一個(gè)脈沖波形C0中，因此可簡(jiǎn)化為

(5)

其中b0,n可以根據(jù)下式遞歸計(jì)算：

bn,0=janbn-1,0；

(6)

bn-1,0=ej?n。

(7)

衛(wèi)星相對(duì)船只做高速運(yùn)動(dòng)，因此產(chǎn)生較大的多普勒頻偏，根據(jù)文獻(xiàn)[7]，對(duì)于單通道衛(wèi)星解調(diào)算法2 kHz是解調(diào)算法的最大值，超過(guò)2 kHz通過(guò)多通道解調(diào)實(shí)現(xiàn)，并且由于不同船只到衛(wèi)星的距離不同，多個(gè)信號(hào)到達(dá)衛(wèi)星的時(shí)間也會(huì)存在較大相對(duì)時(shí)延。雖然存在多個(gè)信號(hào)混疊的情況，但是最常見(jiàn)的是兩路信號(hào)混疊情況，所以本文只考慮兩路信號(hào)碰撞場(chǎng)景。根據(jù)式(5)建立兩路信號(hào)混疊數(shù)學(xué)模型：

s(t)=s1(t)+s2(t)=

(8)

3　基于CRC糾錯(cuò)與迭代干擾消除的接收機(jī)方案設(shè)計(jì)

本文提出的針對(duì)兩路沖突信號(hào)的星載AIS接收機(jī)框架如圖1所示，主要由解調(diào)器、校驗(yàn)糾錯(cuò)模塊與信號(hào)重構(gòu)模塊組成。

圖1　AIS接收系統(tǒng)框架

3.1CRC糾錯(cuò)

3.1.1CRC錯(cuò)誤類型分析

本文對(duì)兩路信號(hào)混疊情況下的解調(diào)性能進(jìn)行仿真，并統(tǒng)計(jì)每種錯(cuò)誤比特個(gè)數(shù)在總的錯(cuò)誤情況中所占百分比。信干比(強(qiáng)信號(hào)比弱信號(hào))為5 dB、相對(duì)時(shí)延40 b、相對(duì)頻偏-375 Hz的統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖2所示，不同信噪比對(duì)應(yīng)的誤碼率如表2所示?？梢钥闯觯翰煌旁氡认?，兩路信號(hào)中1 b錯(cuò)誤和3 b錯(cuò)誤在全部錯(cuò)誤情況中占比始終很低；相反，2 b錯(cuò)誤在總的錯(cuò)誤情況中占比不斷增加，同時(shí)第一路強(qiáng)信號(hào)4 b錯(cuò)誤在10～14 dB等相對(duì)較低的信噪比情況下占總錯(cuò)誤比例維持在20%以上，第二路弱信號(hào)4 b錯(cuò)誤在信噪比高于12 dB之后占總錯(cuò)誤比例一直大于30%。因此，在已有2 b糾錯(cuò)的基礎(chǔ)上有必要加入4 b糾錯(cuò)算法提升解調(diào)性能。

圖2　不同錯(cuò)誤比特個(gè)數(shù)所占百分比

SNR/dB誤碼率Signal1Signal2100.05190.1197110.03530.0705120.02400.0416130.01740.0289140.00930.0158150.00640.0111160.00350.0063170.00220.0040180.00150.0025190.000780.0019200.000620.0013

3.1.24 b CRC糾錯(cuò)算法

文獻(xiàn)[4]指出，在高信噪比下解調(diào)結(jié)果會(huì)存在2 b連續(xù)錯(cuò)誤，由于AIS信號(hào)使用差分編碼，輸出解調(diào)結(jié)果錯(cuò)誤會(huì)變成“錯(cuò)對(duì)錯(cuò)”(簡(jiǎn)寫(xiě)為WCW)的形式。

本文對(duì)圖2示例中4 b錯(cuò)誤形式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)4 b錯(cuò)誤中大部分是兩組“錯(cuò)對(duì)錯(cuò)”的形式。不同信噪比下，兩組“錯(cuò)對(duì)錯(cuò)”的形式在兩路信號(hào)中占4 b總錯(cuò)誤比例基本都在90%以上，如圖3所示。

圖3　兩組WCW形式在4 b錯(cuò)誤包所占比例

基于以上特征，為了兼顧性能提升和降低算法復(fù)雜度,我們采取比特反轉(zhuǎn)(將0變成1，將1變成0)的方式進(jìn)行糾錯(cuò)，即從頭開(kāi)始首先糾正一組“錯(cuò)對(duì)錯(cuò)”，然后從第一組位置后面開(kāi)始依次糾正第二組“錯(cuò)對(duì)錯(cuò)”的錯(cuò)誤對(duì)，并依次將結(jié)果進(jìn)行CRC校驗(yàn)。如果CRC校驗(yàn)通過(guò)，則說(shuō)明兩對(duì)“錯(cuò)對(duì)錯(cuò)”均得到正確糾正，否則繼續(xù)上述遍歷過(guò)程。算法的偽代碼描述如下：

4比特CRC糾錯(cuò)算法

FOR i from0 to 181

反轉(zhuǎn)接收結(jié)果Result_dec中的第i和i+2位

FOR j from i+1 to 182

反轉(zhuǎn)Result_dec中的第j和j+2位

翻轉(zhuǎn)后結(jié)果進(jìn)行CRC校驗(yàn)

If CRC校驗(yàn)值為0

Return 糾錯(cuò)后結(jié)果Result_dec；

End if

End FOR

3.2信號(hào)重構(gòu)與迭代干擾消除

3.2.1單次干擾消除性能分析

第一次解調(diào)時(shí)，相對(duì)第二路信號(hào)s2(t)，干擾信息為信號(hào)s1(t)和噪聲ε(t)，所以有用信息和干擾信息加噪聲的平均功率比(CINR)如式(9)所示：

(9)

式中：

(10)

(11)

(12)

（66）絨苔 Trichocolea tomentella（Ehrh.）Dumort.楊志平（2006）；李粉霞等（2011）；余夏君等（2018）

(13)

(14)由此可見(jiàn)第二路弱信號(hào)s2(t)的CINR得到提升,因此第一次干擾消除之后，能夠成功解調(diào)出s2(t)信息。

3.2.2迭代干擾消除性能分析

(15)

(16)

變?yōu)?/p>

(17)

4　仿真結(jié)果與分析

本節(jié)對(duì)上文提出的4 b CRC糾錯(cuò)算法及迭代算法進(jìn)行仿真，針對(duì)不同時(shí)延、不同頻偏、不同信干比的情況也分別進(jìn)行仿真對(duì)比。

4.14 b CRC糾錯(cuò)性能仿真

保持信干比、時(shí)延、頻偏不變，在不同的信噪比下對(duì)采用4 b CRC糾錯(cuò)算法、2 b糾錯(cuò)算法以及不使用CRC糾錯(cuò)算法的方案進(jìn)行仿真對(duì)比，結(jié)果如圖4所示。

圖4　4 b CRC糾錯(cuò)BER性能

由圖4可知，相比采用2 b CRC糾錯(cuò)算法的方案，加入4 b糾錯(cuò)算法后，兩路信號(hào)的解調(diào)性能均有不同程度的提升。結(jié)合圖2可知，隨著信噪比的提升，2 b及4 b錯(cuò)誤之外的多比特錯(cuò)誤占比逐漸下降，因此4 b糾錯(cuò)算法對(duì)性能的改善效果逐漸提升，在誤碼率為2×10-3時(shí)，兩路信號(hào)性能增益約為0.8 dB。相比未采用CRC糾錯(cuò)算法的方案，加入4 b糾錯(cuò)算法帶來(lái)的解調(diào)性能提升更為明顯，誤碼率為2×10-3時(shí)，第一路強(qiáng)信號(hào)性能增益約為2 dB，第二路弱信號(hào)性能增益約為1.6 dB。

4.2迭代干擾消除性能仿真

為了說(shuō)明迭代干擾消除算法對(duì)解調(diào)性能的影響，我們首先分析不含糾錯(cuò)算法下迭代干擾消除性能，仿真方法同4.1節(jié)，結(jié)果如圖5所示。根據(jù)3.2節(jié)知迭代算法能提高兩路信號(hào)的CINR，仿真結(jié)果證明迭代干擾消除在誤碼率為1×10-2時(shí)可以為第一路強(qiáng)信號(hào)和第二路弱信號(hào)的解調(diào)性能帶來(lái)0.4 dB左右的改善。

圖5　迭代算法仿真結(jié)果

綜合考慮4 b CRC糾錯(cuò)和迭代算法的解調(diào)性能對(duì)比如圖6所示。觀察仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，性能改善趨勢(shì)和圖5類似，但是在迭代算法的優(yōu)化下改善效果明顯提升，例如：在誤碼率為1×10-3時(shí)第一路強(qiáng)信號(hào)性能得到1.5 dB提升，第二路弱信號(hào)解調(diào)性能得到2.2 dB提升。兩種改進(jìn)措施彼此產(chǎn)生了很好的協(xié)同效果。

圖6　改進(jìn)方案對(duì)比結(jié)果

4.3系統(tǒng)性能仿真

為了說(shuō)明本文提出的改進(jìn)方案在不同時(shí)延、頻偏、信干比下的解調(diào)效果，我們分別在不同時(shí)延、不同頻偏、不同信干比情況下保持其余參數(shù)不變情況下進(jìn)行仿真，由于衛(wèi)星通信信噪比很高，因此我們選取信噪比為14 dB和18 dB給出仿真結(jié)果。

4.3.1時(shí)延影響分析

保持頻偏、信干比不變，本文提出的改進(jìn)方案和未采用改進(jìn)措施的方案在不同時(shí)延下的性能對(duì)比如圖7所示，仿真結(jié)果說(shuō)明本文提出的改進(jìn)方案在不同時(shí)延下均能帶來(lái)解調(diào)性能改善。信噪比為14 dB、時(shí)延為60 b時(shí)，本文提出的改進(jìn)措施使得第一路強(qiáng)信號(hào)的誤碼率從6×10-3減少至3×10-3，第二路弱信號(hào)的誤碼率從1.5×10-2減少至9×10-3;信噪比為18 dB時(shí)，誤碼率的改善更為明顯，第一路強(qiáng)信號(hào)誤碼率在時(shí)延為60 b時(shí)，從5×10-4下降至2×10-4，誤碼率減少了60%，第二路弱信號(hào)誤碼率也減少了20%。同時(shí)，結(jié)果表明時(shí)延大小對(duì)解調(diào)性能影響較小。

(a)SNR=4 dB

(b)SNR=18 dB

4.3.2頻偏影響分析

在保持時(shí)延、信干比不變的情況下，本文提出的改進(jìn)方案在不同頻偏下的性能對(duì)比如圖8所示。仿真結(jié)果說(shuō)明本文提出的改進(jìn)方案在不同頻偏下均能帶來(lái)性能提升。信噪比為14 dB、頻偏1 000 Hz時(shí)，第一路強(qiáng)信號(hào)的誤碼率從4×10-3下降至1.8×10-3，誤碼個(gè)數(shù)減少約50%，第二路弱信號(hào)誤碼率從1×10-2下降至6×10-3，誤碼個(gè)數(shù)減少約40%；在信噪比為18 dB時(shí)，本文提出的改進(jìn)措施同樣使兩路信號(hào)的誤碼個(gè)數(shù)減少了20%～40%。

(a)SNR=14 dB

(b)SNR=18 dB

4.3.3信干比影響分析

保持頻偏、時(shí)延不變，本文提出的改進(jìn)方案和原方案在不同信干比下的性能對(duì)比如圖9所示，仿真結(jié)果說(shuō)明本文提出的改進(jìn)措施在不同信干比下均能帶來(lái)解調(diào)性能提升。第一路強(qiáng)信號(hào)的解調(diào)誤碼率隨信干比的增加而降低，但是信干比的增加代表第一路強(qiáng)信號(hào)和第二路弱信號(hào)的功率比逐漸增加，第一路信號(hào)的能量逐漸增強(qiáng)，第二路信號(hào)的能量逐漸減弱，因此第二路弱信號(hào)的解調(diào)誤碼率在不同信干比下呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)。同時(shí),信噪比為14 dB時(shí)，隨著信干比的增加，本文提出的改進(jìn)措施為第二路弱信號(hào)帶來(lái)的性能增益逐漸減少;信噪比為18 dB時(shí)，改進(jìn)措施仍能使相同信干比下第二路弱信號(hào)的誤碼率減少20%～40%。

(a)SNR=14 dB

(b)SNR=18 dB

5　結(jié)束語(yǔ)

本文提出了一種改進(jìn)的星載AIS系統(tǒng)高性能接收方案。從AIS信號(hào)模型出發(fā)，通過(guò)采用4 b CRC糾錯(cuò)及迭代干擾消除改進(jìn)了原有的解調(diào)方案，并針對(duì)實(shí)際工程中比較常見(jiàn)的兩信號(hào)碰撞的情況進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真。結(jié)果表明，對(duì)比沒(méi)有采用CRC糾錯(cuò)方案的系統(tǒng)，該方案在不同功率比、不同時(shí)延以及不同頻偏的情況下均能較大改善兩路信號(hào)的解調(diào)性能，而且該方案算法復(fù)雜度不高，適用于星載AIS工程實(shí)現(xiàn)，具有很好的應(yīng)用前景。影響系統(tǒng)解調(diào)性能的因素有許多，通過(guò)從CRC糾錯(cuò)方向來(lái)提高星載AIS系統(tǒng)性能是一種解決方案，同時(shí)也可以對(duì)系統(tǒng)接收機(jī)的解調(diào)算法進(jìn)行深入研究來(lái)提高系統(tǒng)性能。

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孫乾(1991—)，男，山東菏澤人，2016年于上海交通大學(xué)獲碩士學(xué)位，主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)、無(wú)線信號(hào)傳輸技術(shù)等；

SUN Qian was born in Heze,Shandong Province,in 1991.He received the M.S.degree from Shanghai Jiaotong University in 2016.His research concerns satellite navigation technology and wireless signal transmission.

Email：sunqiansjtu@163.com

張?zhí)帐?1991—)，男，湖北荊州人，2010年于湖北大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，現(xiàn)為碩士研究生，主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)；

ZHANG Taosheng was born in Jingzhou,Hubei Province,in 1991.He received the B.S.degree from Hubei Province in 2010.He is now a graduate student.His research concerns satellite navigation technology.

Email：zhangtaosheng@sjtu.edu.cn

李洪星(1977—)，男，山東微山人，2010年于上海交通大學(xué)獲博士學(xué)位，現(xiàn)為高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)樾l(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)；

LI Hongxing was born in Weishan,Shandong Province,in 1977.He received the Ph.D.degree from Shanghai Jiaotong University in 2010.He is now a senior engineer.His research concerns satellite navigation technology.

楊峰(1978—)，男，北京人,2007年于上海交通大學(xué)獲信息與通信系統(tǒng)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為上海交通大學(xué)副教授，主要研究方向?yàn)閷?dǎo)航技術(shù)、高速無(wú)線視頻傳輸技術(shù);

YANG Feng was born in Beijing，in 1978. He received the Ph.D. degree from Shanghai Jiaotong University in 2007. He is now an associate professor. His research concerns navigation technology and high-speed wireless video transmission.

Email:yangfeng@sjtu.edu.cn

錢良(1974—)，男，上海人,2004年于上海交通大學(xué)獲信息與通信系統(tǒng)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為上海交通大學(xué)電子工程系副教授，主要研究方向?yàn)槎嗑S信號(hào)和信息實(shí)時(shí)智能處理、復(fù)雜無(wú)線系統(tǒng)集成及鏈路協(xié)同信息處理、高動(dòng)態(tài)抗干擾信號(hào)處理等；

QIAN Liang was born in Shanghai,in 1974. He received the Ph.D. degree from Shanghai Jiaotong University in 2004. He is now an associate professor. His research concerns real-time multi-dimensional signal processing,complex wireless communication system integration,data link cooperative information processing and dynamic anti-interference signal processing.

Email:lqian@sjtu.edu.cn

丁良輝(1981—)，男，江蘇東臺(tái)人，2008年于上海交通大學(xué)獲信息與通信系統(tǒng)專業(yè)工學(xué)博士學(xué)位，現(xiàn)為副教授，主要研究方向?yàn)闊o(wú)線自組織網(wǎng)。

DING Lianghui was born in Dongtai,Jiangsu Province,in 1981. He received the Ph.D. degree from Shanghai Jiaotong University in 2008. He is now an associate professor.His research concerns wireless ad hoc networks.

Email:lhding@sjtu.edu.cn

The National Natural Science Foundation of China(No.61301117,61420106008)

A Satellite-borne AIS Receiver Based on CRC Error Correction and Iterative Interference Cancellation

SUN Qian1,ZHANG Taosheng1,LI Hongxing2,YANG Feng1,QIAN Liang1,DING Lianghui1

(1.Department of Electronic Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China;2.Shanghai Institute of Aerospace Electronics Technology,Shanghai 201109,China)

In order to improve the receiving performance of satellite-borne automatic identification system(AIS),this paper presents an AIS receiving scheme based on 4-bit cyclic redundancy check(CRC) error correction and iterative interference cancellation. For multi-path signal collisions of satellite-borne AIS,the CRC error types of the system are firstly analyzed and the error correction method by means of bit reversal is adopted to correct the binary sequence;then the sequence is reconstructed to the AIS signals which will be eliminated by iterative interference cancellation method and the remaining signals are input to the system as the input signal again. Simulation results show that compared with traditional non-CRC correction system,the 4-bit CRC error correction and iterative interference cancellation scheme can provide 1～2 dB gain for two collided AIS signals,which has important significance to the performance improvement of satellite-borne AIS.

satellite-borne AIS;Viterbi demodulation;signal reconstruction;CRC error correction;iteration interference cancellation

10.3969/j.issn.1001-893x.2016.10.014

2015-12-08；

2016-06-08Received date:2015-12-08；Revised date：2016-06-08

基金名稱：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61301117,61420106008)

TN850

A

1001-893X(2016)10-1140-07

引用格式：孫乾，張?zhí)帐?，李洪?等.基于CRC糾錯(cuò)與迭代干擾消除的星載AIS接收機(jī)[J].電訊技術(shù)，2016,56(10):1140-1146.[SUN Qian,ZHANG Taosheng,LI Hongxing,et al.A satellite-borne AIS receiver based on CRC error correction and iterative interference cancellation[J].Telecommunication Engineering,2016,56(10):1140-1146.]

**通信作者：sunqiansjtu@163.comCorresponding author：sunqiansjtu@163.com1