张培欣, 王建新, *, 任 鹏, 杨树树, 宋海伟

(1. 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094; 2. 南京电子设备研究所, 江苏 南京 210007)

0 引 言

船舶自动识别系统(automatic identification system, AIS)是一种广为人知且被广泛使用的船舶自动追踪系统[1-4],该系统由国际海事组织(international maritime organization, IMO)、国际航标协会(international association of marine aids to navigation and lighthouse authorities, IALA)等国际有关组织于20世纪90年代提出[5-7]。随着国际海事贸易的日渐繁盛,海上航行安全、海事态势感知、港口安全等需求也与日俱增,AIS早已不堪重负。因此,甚高频数据交换系统(very high frequency data exchange system, VDES)应运而生[8-12]。VDES整合了甚高频数据交换(very high frequency data exchange, VDE)、应用特定消息(application-specific messages, ASM)以及AIS,特有的功能及技术参数,并且根据各种使用场景又细分为多种格式。

ASM主要被用于船与船、船与岸基站、船与卫星之间传递特定的应用消息[13]。根据ITU与IALA共同起草的建议书[14-15],ASM被划分为10种格式,分别用链路配置编号1～10表示,其中4～10号采用了Turbo编码,而1～3号没有。众所周知,Turbo编码是一种能显著提升信道容量的前向纠错(forward error correction,FEC)编码方式[16-20],这使得采用了Turbo编码的4～10号ASM信号即使在较低信噪比(signal to noise ratio, SNR)下也有不错的解码性能,而没有采用Turbo编码的1～3号ASM信号的解码性能则相对较差。本文利用ASM信号中同样具有冗余信息的循环冗余校验(cyclic redundancy check, CRC)字段纠错,从而提高1～3号ASM信号的解码性能。

传统的基于CRC的纠错算法主要有两种:一种是查表式CRC纠错算法[21],另一种是基于CRC的维特比纠错算法[22-24]。顾名思义,查表式CRC纠错方法首先需要一张表,这张表是根据参与CRC运算的信息比特长度以及CRC多项式生成的。当接收到的比特信息无法通过CRC时,就把接收到的信息比特按制表规则做相同运算,若在表中查到运算结果,则可根据查到的位置确定出错比特位置。……