[发明专利]基于DSTFT的NAVTEX解调器及解调方法

说明书

技术领域

本发明涉及航海无线电通信和软件无线电领域，尤其涉及一种基于DSTFT（离散短时傅里叶变换）的NAVTEX（奈伏泰斯）解调器。

 

背景技术

NAVTEX系统是指通过窄带直接印字电报（NBDP）方式来广播和自动接收为船舶播发的航行警告、气象警告、气象预报和紧急信息（统称海上安全信息）的系统。它是全球海上遇险与安全系统中的重要组成部分，也是国际海事组织（IMO）A.419（XI）决议案规定的全世界航行警告业务（WWNWS）的一个组成部分。

根据国际海事组织关于NAVTEX区域的划分，我国已先后在三亚、广州、福州、上海、大连、天津、湛江等地建立了7个NAVTEX业务海岸电台，链状覆盖了我国沿海400海里以内的海域，分别向所辖海域用518kHz频率发布英文的NAVTEX信息。我国国内NAVTEX业务采用486kHz的频率播发中文NAVTEX信息，也可以使用4209.5kHz播放。

随着数字电路的发展、软件无线电技术的成熟以及现代航运的发展，NAVTEX接收机也朝着数字化、软件化、多样化和集成化的方向发展。以往使用的NAVTEX接收机的模拟电路非常复杂，要达到所需要的精度会使接收机占用的体积过大，并且对性能的提高和新功能的增加都会带来困难。针对上述缺点，本发明提出了一种数字化、基于软件无线电技术的NAVTEX信号解调方法。基于DSTFT的NAVTEX解调器集成了A/D采样、信号解调、信息解码、通道选择等各种功能，是一种完整的NAVTEX信息接收方案，具有软件的易于升级、修改的特点。并且采用这样的一种NAVTEX信息解调方案，能有效的将信息接收和信息处理单元分开，这种结构大大降低后端信息处理单元的负担，可以使信息处理单元更好的执行其他控制功能，有利于其进行其他功能的扩展。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于DSTFT的NAVTEX解调器及解调方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于DSTFT的NAVTEX解调器，它主要由A/D采样模块、信号解调模块和信息解码模块等依次串联组成。

一种应用上述基于DSTFT的NAVTEX解调器的解调方法，该方法包括以下步骤：

（1）A/D采样模块对信号进行双通道A/D采样，将采样数据乒乓缓存并进行通道切换；

（2）NAVTEX信号解调模块对NAVTEX信号进行解调，得到相应码元；

（3）NAVTEX信号解码模块将解调信号进行解码，得到NAVTEX信息。

本发明的有益效果是：

1.采用基于DSTFT的NAVTEX解调器，实现了关于NAVTEX信息接收的所有过程，结合信息处理单元可以提供完整的NAVTEX接收机方案。

2.采用基于DSTFT的NAVTEX解调器，使用软件无线电技术对NAVTEX信号进行解调，不仅可以减少模拟前端电路的复杂度，同时还具备软件可升级的特点。

3.采用降频采样技术对NAVTEX信号进行A/D采样，降低了对前端A/D转换器的性能要求，很好的解决A/D转换器采样精度和速度的矛盾。

4.采用基于DSTFT的解调方法对NAVTEX信号进行解调，在较低信噪比的情况下也能清晰的分辨出窄带的NAVTEX信号频谱，具有很好的解调效果。

5.采用基于谱图的同步方法对NAVTEX码元进行同步，能实现码元起始点的快速捕获，并且在码元跟踪过程中也能准确地进行同步，保证码元正确偏移纠正。

6.采用自动纠正方法对NAVTEX码流进行纠正，当出现码元丢位或者多位时，能自动识别并作出处理，保证信息完整。

附图说明

图1为本发明解调器的模块示意图；

图2为图1所示解调器中A/D采样模块设计流图；

图3 为NAVTEX国际通道频率518kHz的2FSK信号频谱；

图4为经8kHz带通采样后NAVTEX国际通道信号频谱分布图；

图5为图2所示采样模块中乒乓缓存分配图；

图6为图1所示解调器中信号解调模块设计流图

图7为图6所示解调模块中码元偏移示意图；

图8为图6所示解调模块中码元左、右偏移比较图，其中，（a）为左偏移比较图；（b）为右偏移比较图；

图9为图6所示解调模块中码元起始点捕获同步算法流图；

图10为图6所示解调模块中码元跟踪过程同步算法流图；

图11为NAVTEX信息发射格式示意图。