数事教术
设计开发
基于FPGA的星载AIS信号处理器的设计
张喆
(上海航天电子通讯设备研究所上海201108)
摘要：针对星载AIS(弱舶自动识期系统)接收系统提出了实现信号有效接收的总体方索。重点提供显载AIS信号处理器的硬件电路设计和基于FPGA信号处理款件设计。以AIS接收机整机为测试平台，通过伤真和试验验证了星载AIS接收机整机设计的有效性和可行性，此信号处理器可以满足星载AIS接收机的需求。
关键调：星载AIS接收系统FPGA信号处理硬件设计
中图分类号：TP399
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)03-0113-02
Design of a Satellite-based AIS Signal
processor
based onFPGA
ZHANG Zhe
(ShanghaiSpaceflightElectronicCommunicationEquipmentResearchInstitute
Shanghai 201108,China)
Abstract:According to the characters of the spacebased AIS(Automatic Identification System) receiver; a system design scheme is proposed to realize the eficient receiver of signal. It is introduced the project of the hardware realization of the satellitebased AIS signal processor parts in detail and emphasized on how to realize the signal processing based on FPGA. Some simulations and experiment based on AIS receiver are presented to verifythe validity and feasibility of the proposed scheme.It is proved that this signal processor performance can meet the requirements of the spacebase AIS receiver system by performing some testing .
Key word:satellitebased AIS receiver system FPGA signal processor hardware design
引育 1、
随着危险物品运输、人口及货物走私、全球恐怖主义活动等的目益疆案，国际社会对湾上船舶进行检测，识别及跟踪的应用需求正与目俱增，这是虽载AIS使察技术获得迅益发展的巨大推动力之、
星载AIS侦察可近实时地获得全球范围内配备AIS设备的船舶的相关信息，如船舶国籍，全球唯一的船舶编号、当前所在位置、航行状态、速度、载货种类，目的地、船舶大小及吃水等信息，这对我国准确掌握国际航运业发展的脉搏，及时调控我国航运业的发展具有重大的战略意义。
本文主要针对星载AIS接收机中信号处理器的硬件和软件实现的设计进行介绍，并给出了整个接收机组合的功能测试结果。 2、星载AIS接收机的设计方案
星载AIS探测系统由星上设备及地面设备两部分组成。该系统拟同时使用两套独立的星载AIS接收机，以便利用两个接收天线极化的正交性获得解时象冲突收益。星上AIS接收机主要由天线、微波接收前端、信号处理器及AIS数据存贮器组成。天线接收的AIS信号经过微波接收前端的窄带滤波及放大后，送至A/D转换电路进行模数转换。信号处理器统首先对AIS数字信号进行下变频、滤波及抽取处理，并分两路输出，将检测出来的AIS信号通过卫星数传系统传送到地面信号处理设备中进行解时隙冲突.解调及解码等处理。为了提高可靠性，AIS接收机采用了冷备份。此方案的优点：星上 AIS接收系统的设计简单、可靠性高；可以充分利用地面计算资源，采用复杂的信号处理算法，实现对接收的时隙碰撞AIS信号的处理
效果好，舰船检测概率高。万方数据
星载AIS信号处理器的设计 3、
3.1星载AIS信号处理器的硬件设计
星载AIS信号处理器是～个10层电路板内含6层信号走线及4层地和电源层，此信号处理器板主要功能是接收来自接收前端的中频模拟信导，对其实现数字化后的AIS信号的频率分高处理，数据编码及数据存储功能。星载AIS接收机信号处理器包括模数转换电路、数据存储电路，此处采用一片超大规模可编程逻辑器件进行滤波提取。零频调整、混频、抽取滤波、门限设置及将提取出的AIS数字信号经过数据编码后传送等功能，采用一片反熔丝的FPGA完成数据的存储及对完成信号处理的FPGA的配置信息实时的回读和检测。
此处选用了2片14bit模数转换器确保最后经过信号处理后的有效位数能满足系统设计要求。根据前期的预仿真设计和软件评
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图1星载AIS信号处理器硬件电路结构图
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