EPIRB检测仪的设计

论文摘要

应急示位标(EPIRB)是全球海上遇险安全系统(GMDSS)的重要组成部分,现已被广泛应用于航海船只的应急通信中。为了确保EPIRB能稳定工作,需对其各项技术指标进行检测,本文提出了基于软件无线电思想的嵌入式EPIRB检测仪的总体设计方案。首先,介绍了软件无线电的基本原理,分析了中频数字化接收机的关键技术,结合EPIRB发射信号的技术参数和性能指标,提出了EPRIB检测仪的总体设计方案。其次,基于发射信号的工作模式和检测仪需要完成的检测项目,对现有的EPIRB信号的测频和双相L解调算法进行了整合,提出了采用软件Costas环作为载波的跟踪环,在信号的导频阶段,结合FFT算法,在短时间内实现载频测量功能；在信号的调制数据阶段,实现数据解调、译码功能的算法。针对EPIRB发射信号的时间间隔测量的要求,以电子计数法为基本测量原理,采用能量检测法和相位检测法对信号的起止端点进行检测,从而产生电子计数法所需要的门控信号。最后,对于每个检测的功能模块,通过Matlab进行了算法仿真分析,结果表明FFT结合软件Costas环的跟踪测频方法不仅可提高锁相环锁定速度,还具有获得高精度载波频率的能力。信号时间间隔测量算法也满足检测仪的精度要求。达到了EPIRB检测仪的设计指标要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文主要内容及安排
• 第2章 软件无线电基本原理
• 2.1 信号采样原理
• 2.1.1 低通采样
• 2.1.2 带通采样
• 2.1.3 过采样
• 2.2 正交变换
• 2.3 软件无线电接收机的结构
• 2.3.1 射频采样结构
• 2.3.2 中频采样结构
• 2.3.3 虚拟无线电结构
• 2.4 下变频
• 2.4.1 模拟下变频
• 2.4.3 数字下变频
• 2.5 本章小结
• 第3章 EPIRB检测仪系统设计
• 3.1 EPIRB信号技术规范
• 3.2 EPIRB检测仪规范
• 3.2.1 EPIRB检测仪的主要检测功能
• 3.2.2 EPIRB检测仪精度要求
• 3.3 EPIRB检测仪设计方案
• 3.3.1 EPIRB检测仪方案选择
• 3.3.2 采样速率的选取
• 3.3.3 系统的软件设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 EPIRB信号的跟踪和测量
• 4.1 全数字锁相环路
• 4.1.1 二阶锁相环
• 4.1.2 Costas环
• 4.2 软件Costas环的实现
• 4.3 FFT与Costas环测频
• 4.4 EPIRB信号的载波跟踪和测量仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 EPIRB信号的时间测量
• 5.1 电子计数法测时原理
• 5.2 信号端点检测
• 5.2.1 能量检测法
• 5.2.2 相位检测法
• 5.3 EPIRB时间测量方法和要求
• 5.4 EPIRB时间测量的仿真和结果
• 5.5 本章小结
• 第6章 EPIRB检测仪的读码器设计
• 6.1 数据解调方案
• 6.2 双相L解调算法
• 6.3 曼彻斯特译码
• 6.4 帧同步
• 6.5 BCH译码
• 6.5.1 BCH码的译码算法
• 6.5.2 EPIRB协议数据的BCH校验
• 6.6 EPIRB读码器的仿真结果
• 6.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢