ES2448867T3

System and method for decoding automatic identification system signals

Abstract

A method (100, 150) for producing decoded Automatic Identification System (AIS) message segments validated from a plurality of AIS signals where a plurality of AIS signals are received (102) on one or more satellites (12, 12 ') in space and preprocessed (102) to produce digital input data corresponding to the plurality of AIS signals received, including the method: process (104, 104 ') the digital input data by correlating the digital input data with a plurality of predefined signals having different Doppler deviations to calculate a plurality of corresponding decorrelation signals, where the plurality of predefined signals are generated by applying Doppler deviations to a sequence default AIS codes, and exploring the plurality of correlation signals for amplitude peaks that exceed contiguous amplitude peaks by a predetermined amount in order to identify one or more candidate AIS message signals based on the correlation signals; determine (104, 104 ') Doppler deviation estimates and arrival time estimates for the one or more candidate AIS message signals; decode (108) the one or more candidate AIS message signals in the digital input data to obtain corresponding message segments; and validate (110) the decoded message segments for appropriate AIS formatting to produce validated decoded AIS message segments.

Term

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Projected expiry 9 April 2028, counted from filing; an application has no term until it is granted.

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17 claims: 2 independent, 15 dependent

  1. 1
    ES 2 448 867 T3 REIVINDICACIONES 1. Un método (100, 150) para producir segmentos de mensaje de Sistema de Identificación Automática (AIS) decodificados validados a partir de una pluralidad de señales AIS donde una pluralidad de señales AIS son recibidas (102) en uno o más satélites (12, 12') en el espacio y preprocesadas (102) para producir datos digitales de entrada correspondientes a la pluralidad de señales AIS recibidas, incluyendo el método:procesar (104, 104') los datos digitales de entrada correlacionando los datos digitales de entrada con una pluralidad de señales predefinidas que tienen diferentes desviaciones Doppler para calcular una pluralidad de señales de correlación correspondientes, donde la pluralidad de señales predefinidas son generadas aplicando desviaciones Doppler a una secuencia predeterminada de códigos AIS, y explorando la pluralidad de señales de correlación en busca de picos de amplitud que superen picos de amplitud contiguos en una cantidad predeterminada con el fin de identificar una o más señales de mensaje AIS candidatas en base a las señales de correlación;determinar (104, 104') estimaciones de desviación Doppler y estimaciones de tiempo de llegada para la una o más señales de mensaje AIS candidatas;decodificar (108) la una o más señales de mensaje AIS candidatas en los datos digitales de entrada para obtener segmentos de mensaje correspondientes;y validar (110) los segmentos de mensaje decodificados para formateo AIS apropiado para producir segmentos de mensaje AIS decodificados validados.
  2. 2
    El método de la reivindicación 1, donde, antes de decodificar la una o más señales de mensaje AIS candidatas en los datos digitales de entrada, el método incluye además refinar (106, 106') el grupo de una o más señales de mensaje AIS candidatas para obtener un grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas y realizar la decodificación (108) en el grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas, y donde refinar las señales de mensaje candidatas incluye:determinar si alguna de la una o más señales de mensaje AIS candidatas se repite en una estimación de desviación Doppler diferente;y quitar (172) todas las señales de mensaje AIS candidatas repetidas.
  3. 3
    El método de la reivindicación 1, donde antes de decodificar la una o más señales de mensaje AIS candidatas en los datos digitales de entrada, el método incluye además refinar (106, 106') el grupo de una o más señales de mensaje AIS candidatas para obtener un grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas y realizar la decodificación (108) en el grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas, y donde refinar las señales de mensaje candidatas incluye:clasificar (170) la una o más señales de mensaje AIS candidatas por sus estimaciones de tiempo de llegada correspondientes;y quitar (174) todas las señales de mensaje AIS candidatas restantes que sean solapadas en su lado de tiempo alto por una señal de mensaje AIS candidata más intensa.
  4. 4
    El método de la reivindicación 1, donde antes de decodificar (108) el método incluye además volver a filtrar la una o más señales de mensaje AIS candidatas aplicando filtración de banda estrecha centrada en la estimación de desviación Doppler que corresponde a la una o más señales de mensaje AIS candidatas.
  5. 5
    El método de la reivindicación 1, donde el método incluye además emplear al menos dos antenas configuradas para recibir la pluralidad de señales AIS, diferenciándose una de otra las al menos dos antenas en al menos una de una manera espacial y de polarización, y antes del paso de decodificación el método incluye además combinar (152) la una o más señales de mensaje AIS candidatas recibidas por una de las antenas con una o más señales de mensaje AIS candidatas correspondientes recibidas por al menos una de las otras antenas empleando un desplazamiento de fase que maximiza la amplitud de la una o más señales de mensaje AIS candidatas combinadas con relación a cualesquiera señales de solapamiento, y realizar decodificación en la una o más señales de mensaje AIS candidatas combinadas.
  6. 6
    El método de la reivindicación 1, donde el método incluye además descorrelacionar los segmentos de mensaje decodificados validados para obtener datos digitales de entrada modificados, y realizar los pasos de procesado, determinación y decodificación en los datos digitales de entrada modificados.
  7. 7
    El método de la reivindicación 1, donde antes de la decodificación, el método incluye determinar una estimación de desviación Doppler y una estimación de tiempo de llegada más exactas para la una o más señales de mensaje candidatas. ES 2 448 867 T3
  8. 8
    El método de la reivindicación 1, donde al menos un segmento de mensaje decodificado es asociado con un barco dado, y después de la decodificación, el método vuelve al paso de procesado que incluye además:correlacionar los datos digitales de entrada con una pluralidad de señales predefinidas que corresponden a un subconjunto del al menos único segmento de mensaje decodificado asociado con el barco dado;y determinar si los datos digitales de entrada son una señal de mensaje AIS candidata asociada con el barco dado.
  9. 9
    Un sistema (10, 10') para producir segmentos de mensaje de Sistema de Identificación Automática (AIS) decodificados validados a partir de una pluralidad de señales AIS donde una pluralidad de señales AIS son recibidas (102) en uno o más satélites (12, 12') en el espacio y preprocesadas (102) para producir datos digitales de entrada correspondientes a la pluralidad de señales AIS recibidas, incluyendo el sistema:un módulo de procesado configurado para procesar (104, 104') los datos digitales de entrada correlacionando los datos digitales de entrada con una pluralidad de señales predefinidas que tienen diferentes desviaciones Doppler para calcular una pluralidad de señales de correlación correspondientes, donde el módulo de procesado está configurado además para generar la pluralidad de señales predefinidas aplicando desviaciones Doppler a una secuencia predeterminada de códigos AIS, y para explorar la pluralidad de señales de correlación en busca de picos de amplitud que superen picos de amplitud contiguos en una cantidad predeterminada con el fin de identificar una o más señales de mensaje AIS candidatas en base a las señales de correlación, un módulo de procesado configurado para determinar (104, 104') estimaciones de desviación Doppler y estimaciones de tiempo de llegada correspondientes para la una o más señales de mensaje AIS candidatas;un decodificador configurado para decodificar (108) la una o más señales de mensaje AIS candidatas en los datos digitales de entrada para obtener segmentos de mensaje correspondientes;y un módulo de validación configurado para validar (110) los segmentos de mensaje decodificados para formateo AIS apropiado para producir segmentos de mensaje AIS decodificados validados.
  10. 10
    El método de la reivindicación 1 o el sistema de la reivindicación 9, donde la secuencia predeterminada de códigos AIS incluye al menos una secuencia de entrenamiento de una señal AIS.
  11. 11
    El sistema de la reivindicación 9, donde el sistema incluye además un módulo de refinamiento configurado para refinar (106, 106') la una o más señales de mensaje AIS candidatas para obtener un grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas y donde el módulo decodificador está configurado para realizar decodificación (108) en el grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas y donde el módulo de refinamiento está configurado para refinar la una o más señales de mensaje AIS candidatas clasificando (170) la una o más señales de mensaje AIS candidatas por su estimación de tiempo de llegada correspondiente;y quitar (174) todas las señales de mensaje AIS candidatas restantes que sean solapadas en su lado de tiempo alto por un mensaje AIS candidato más intenso.
  12. 12
    El sistema de la reivindicación 9, donde el sistema incluye además un módulo de refinamiento configurado para refinar (106, 106') la una o más señales de mensaje AIS candidatas para obtener un grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas y donde el módulo decodificador está configurado para realizar decodificación (108) en el grupo refinado de señales de mensaje AIS candidatas y donde el módulo de refinamiento está configurado para refinar la una o más señales de mensaje AIS candidatas determinando si alguna de la una o más señales de mensaje AIS candidatas se repite en una estimación de desviación Doppler diferente;y quitar (172) todas las señales de mensaje AIS candidatas repetidas.
  13. 13
    El sistema de la reivindicación 9, donde el módulo de procesado está configurado además para volver a filtrar la una o más señales de mensaje AIS candidatas aplicando filtración de banda estrecha centrada en la estimación de desviación Doppler que corresponde a la una o más señales de mensaje AIS candidatas.
  14. 14
    El sistema de la reivindicación 9, donde el sistema incluye además al menos dos antenas configuradas para recibir la pluralidad de señales AIS, diferenciándose una de otra las al menos dos antenas en al menos una de una manera espacial y de polarización, y donde uno de los módulos de procesado está configurado además para combinar (152) la una o más señales de mensaje AIS candidatas recibidas por una de las antenas con una o más señales de mensaje AIS candidatas correspondientes recibidas por al menos una de las otras antenas empleando un desplazamiento de fase que maximiza la amplitud de la una o más señales de mensaje AIS candidatas combinadas con relación a cualesquiera señales de solapamiento, y donde el decodificador está configurado para realizar decodificación en la una o más señales de mensaje AIS candidatas combinadas.
  15. 15
    El sistema de la reivindicación 9, donde el sistema está configurado además para descorrelacionar los segmentos de mensaje decodificados validados para obtener datos digitales de entrada modificados, y donde el módulo de procesado está adaptado además para procesar los datos digitales de entrada modificados. ES 2 448 867 T3
  16. 16
    El sistema de la reivindicación 9, donde uno de los módulos de procesado está configurado además para determinar una estimación de desviación Doppler y una estimación de tiempo de llegada más exactas para la una o más señales de mensaje AIS candidatas antes de la decodificación.
  17. 17
    El método de la reivindicación 7 o el sistema de la reivindicación 16, donde el método incluye además el paso de emplear, o el decodificador incluye además, un decodificador Viterbi configurado para decodificar señales moduladas GMSK. 10 18. El sistema de la reivindicación 9, donde el sistema está configurado además para asociar al menos un mensaje decodificado con un barco dado, correlacionar los datos digitales de entrada con una pluralidad de señales predefinidas que corresponden a un subconjunto del al menos único mensaje decodificado asociado con el barco dado y determinar si los datos digitales de entrada son un mensaje de señal candidato asociado con el barco.
Independent claims17