衛星AISにおける衝突パケット分離検出

摘要

AIS（Automatic Identification System）の情報は，遠洋においても衛星により入手可能となっている．国内では，JAXAがSPAISE（SPace-based AIS Experiment）と呼ばれる衛星搭載船舶自動識別システム実験を実施しており，AIS受信機を搭載した衛星を高度600kmに打ち上げ，ドップラ変動を伴うAIS信号を観測している．実験結果から，衛星の受信可能範囲が非常に広いため多くのAIS信号パケットが衝突し，信号検出が困難になるという問題が明らかになった．本報告では，ドップラ周波数と受信遅延がパケットごとに異なることを利用し，衛星での受信時に衝突したパケットを分離検出する方法を検討する．まず，トレーニング信号をドップラ周波数の候補値で位相回転させ，さらに受信遅延時間候補で遅延したものと受信信号との相関を求める．相関値に最大ピークが現れるドップラ周波数候補と受信遅延時間候補を求め，そのトレーニング信号成分を受信信号から差し引き，相関ピークがある値以下になるまでこれを繰り返し，衝突パケットのパラメータを推定する．次にこれらの推定値に加えて複素包路線の推定値を用いて，SIC（Successive Interference Canceller）による信号検出とレプリカ減算を繰り返す．計算機シミュレーションにより，衝突パケット数2で平均電力差10dBのとき，パラメータ推定値の平均2乗誤差を求め，平均BER＝10~(-3)を達成できることを明らかにする．