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无线示位标检测仪的设计

作　者: 何浩
导　师: 姜弢
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 无线示位标 同相正交环 测频 测时 解调
分类号: U676.82
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 33次
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内容摘要


随着海洋事业的发展，海上生产作业的安全受到了各国的高度重视。当船舶在大海中行驶发生安全事故时，可以通过无线示位标(EPIRB)发出求救信号，以提高救援的成功率。目前无线示位标装置已被广泛用于应急救援系统中。为了方便对船舶上的无线示位标装置进行日常检测和维护，本文提出了一种基于软件无线电的无线示位标检测仪设计方案。论文首先介绍了软件无线电的基本理论和相关技术，然后分析了无线示位标发射信号的特点，结合COSPAS/SARSAT组织对检测仪的功能和性能要求，给出了检测仪的总体设计方案。所设计检测仪按照功能分为三个模块：时间参数测量模块、载波频率测量模块、数据解调和BCH译码模块。测量无线示位标信号的时间参数的关键在于识别信号的端点。首先通过能量检测算法，将无线示位标信号从背景噪声中检测出来；然后采用相位检测法识别出无线示位标信号中调制数据的开始位置；最后结合电子计数法利用识别到的信号端点产生门控信号对时间参数进行测量。针对载波频率测量这一需求，提出了用FFT辅助同相正交环测量载频的算法。这种方法利用FFT运算求得的粗略频率作为同相正交环的初始频率，然后利用同相正交环路的信号跟踪特性完成载频的测量，不仅缩短了测频时间而且提高了测频精度。针对无线示位标发射信号采用双相L调制方式这一特点，采用正交解调算法来完成数据的解调，然后通过BCH恢复出无线示位标电文中的用户信息。论文对检测仪的每个功能模块用到的算法都进行了仿真分析，验证了算法的可靠性和正确性，测试的结果表明设计的检测仪方案是可行的。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 研究背景和意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 论文的主要内容和安排  11-13
第2章 无线示位标检测仪的系统方案设计  13-29
  2.1 EPIRB 信号的特点  13-16
    2.1.1 主要技术指标  13-14
    2.1.2 信号调制方式  14-15
    2.1.3 电文格式  15-16
  2.2 采样定理  16-19
    2.2.1 低通采样定理  16-17
    2.2.2 带通采样定理  17-18
    2.2.3 过采样  18-19
  2.3 软件无线电接收机  19-24
    2.3.1 数字下变频  19-21
    2.3.2 外差式接收机  21-22
    2.3.3 零中频数字接收机  22-23
    2.3.4 低中频接收机  23
    2.3.5 宽中频接收机  23-24
    2.3.6 虚拟软件无线电接收机  24
  2.4 无线示位标检测仪设计方案  24-28
    2.4.1 检测仪的主要功能  24-25
    2.4.2 检测仪测量精度要求  25
    2.4.3 总体设计方案  25-26
    2.4.4 软件流程  26-28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 无线示位标信号的跟踪和频率测量  29-37
  3.1 数字锁相环（DPLL）  29-31
    3.1.1 二阶锁相环  30-31
  3.2 同相正交环  31-35
    3.2.1 同相正交环的软件实现  33
    3.2.2 FFT 辅助同相正交环测量频率  33-35
  3.3 频率测量仿真  35-36
  3.4 本章小结  36-37
第4章 无线示位标信号的时间参数测量  37-45
  4.1 电子计数法  37-38
    4.1.1 测量原理  37-38
    4.1.2 误差分析  38
  4.2 信号的端点识别  38-40
    4.2.1 能量检测法  39-40
    4.2.2 相位检测法  40
  4.3 时间测量算法的仿真  40-44
  4.4 本章小结  44-45
第5章 无线示位标信号的解调和译码算法  45-61
  5.1 EPIRB 信号解调  45-50
    5.1.1 双相 L 调制信号的解调算法  45-49
    5.1.2 码元生成  49
    5.1.3 帧同步  49-50
  5.2 数据解调仿真  50-53
  5.3 BCH 译码  53-59
    5.3.1 BCH 码简介  53-54
    5.3.2 BCH 译码  54
    5.3.3 BCH 码的译码算法  54-59
  5.4 EPIRB 数据的 BCH 译码及仿真  59-60
  5.5 本章小结  60-61
结论  61-63
参考文献  63-67
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  67-68
致谢  68

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中图分类: > 交通运输 > 水路运输 > 船舶工程 > 航海技术管理与救助打捞 > 海难救助 > 遇难信号与通信
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