基于FPGA的NAVTEX解调器研究与设计

摘要

NAVTEX(奈伏泰斯)系统是指通过窄带直接印字电报(NBDP)的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，它是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)的重要组成部分。目前，国内船舶上的NAVTEX接收机基本都依赖进口，国内自行研制的NAVTEX接收机型号少，功能也较单一，且大多都采用模拟解调的方式，基于软件无线电的NAVTEX接收机的研究刚处于起步阶段，随着现代航运的发展以及国内中文NAVTEX业务的日趋成熟，开发拥有自主知识产权并且能接收中文信息的NAVTEX接收机具有重要的现实意义。
　　 本文介绍了NAVTEX系统的发展现状，并且在原有实验设计平台的基础上，提出了一种基于FPGA的NAVTEX解调器的设计。首先对NAVTEX信号接收机组成进行分析，接着介绍了接收机中的核心模块NAVTEX解调器，然后提出了基于FPGA的NAVTEX解调器的整体设计方案；其次对该解调器各部分实现原理进行分析，给出了具体设计过程，并对其中的一些关键算法进行仿真试验；最后将本文所设计的解调器应用于自行设计的NAVTEX接收机验证平台上进行实际测试验证。测试结果表明：在-107dbm的发射信号强度下，英文NAVTEX信息接收误码率在4％以下，中文NAVTEX信息接收误码率在1％以下，满足国家NAVTEX接收机测试标准灵敏度要求，且该解调器已用于实际的NAVTEX接收机中，能同时接收中、英文NAVTEX信息。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第1章 绪论

1.1 研究意义

1.2 研究背景

1.3 本文研究内容及章节安排

1.4 本章小结

第2章 NAVTEX解调器

2.1 NAVTEX接收机原理

2.2 NAVTEX信号分析

2.3 基于FPGA的NAVTEX解调器

2.4 本章小结

第3章 NAVTEX采样模块设计

3.1 采样定理

3.2 采样模块FPGA实现

3.3 本章小结

第4章 NAVTEX信号解调模块设计

4.1 解调算法原理

4.2 基于谱图的同步算法原理

4.3 MATLAB仿真

4.4 NAVTEX信号解调模块FPGA实现

4.5 本章小结

第5章 NAVTEX信息解码模块设计

5.1 NAVTEX信息编码规则

5.2 NAVTEX信息解码规则

5.3 NAVTEX信息解码模块FPGA实现

5.4 本章小结

第6章 验证平台设计及实验结果

6.1 验证平台设计

6.2 基于FPGA的NAVTEX解调器相关技术指标

6.3 基于FPGA的NAVTEX解调器测试结果

6.4 本章小结

第7章 总结与展望

参考文献

作者简历及在学期间所取得的科研成果