EPIRB测试的方案v2.10.docVIP

EPIRB信号测试设计方案 1、设计目标 应急示位标EPIRB）系统长期暴露于恶劣的气象环境下，需要适当的测试和维护来保证系统可靠性，否则系统可靠性难以保证，但是EPIRB设备的测试和维护周期很长，目前只是有船检部门作年度检测设备的检测周期太长导致设备的可靠性存在很大的隐患。 本项目的目的是研究设计一种低成本的检测设备，可供船舶作EPIRB的日常检测和维护使用，称作EPIRB信号测试仪，其基本原理是接收EPIRB发射的无线电信号，采用数字中频解调技术进行解调，对协议数据进行解析，并进行测试结果输出，以检测其是否处于正常工作状态。 图1 EPIRB信号测试仪原理框图 EPIRB信号测试仪的是接收EPIRB发送信号，完成有关检测工作。信号测试仪基于软件无线电思想，采用数字化方案，在中频上对信号进行数字化，然后采用完成后续的解调和协议解析工作EPIRB信号测试原理框图如图1所示。其主要有三部分组成，中频接收、数据采集及。中频信号解调算法和协议解析（图1的部分），从解调算法、中频频率识别、数字本振设计、数字滤波器设计和抽样判决等方面进行了分析。2、EPIRB信号技术参数 2.1主要技术指标 发射频率：，，，，(2013年后启用)目前EPRIB同时存在多种频率。 频率稳定度：中期，长期 发射功率： 发射重复周期： 每周期发射报文总时间：短电文：，长电文： 无调制载波时间：，其包含在报文总时间内 码元传输速率： 位同步：15个1。 帧同步：正常工作模式：000101111，测试/检验模式：011010000 短电文包括112位码元，长电文包括144位码元。其可以分为5个部分： (l)系统码元：bl-b24是15位系统位同步和9位帧同步。 (2)受保护的第一数据段码元：b25-b85，总共61位。其中，b25表明指示电文格式（1：长电文格式，0：短电文格式） (3)受保护的第一数据段BCH校验码：b86-b106位，是BCH(82,61)码，总共21位，用于校验b25-b106共82位数据，能够校验3位错误。 (4)随后内容定义随长、短电文格式而变化。长电文：b107-b132受保护的第二段数据段码元。短电文：b107-bll2为不受保护的数据段码元。 (5)对于长电文的最后12位比特数据，b133-bl44是BCH(63,51)码，用于校验该段的38位数据，能够校验出2个码元数据错误。 2.双相L调制方式 COSPASSARSAT系统无线电信标发射的信号是经过调制的信号，采用双相L调制方式。双相L调制方式实质是一种二进制移相键控的调制方式，和一般2PSK的和的调制方式有所不同。双相L调制方式是采用和的编码调制方式。双相L调制信号波形示意图如图2所示： 图2 双相L调制示意图 数字接收机方案设计 理想的软件无线电的基本思想通常是采用宽带A/D直接对射频信号采样，模拟体系结构中的所有处理环节均采用数字化方式进行处理，用软件方式实现各种功能。该体系结构通常包括高速高精度ADC器件、FPGA芯片、高速DSP芯片及各种算法软件。实际应用中，受到器件发展水平的限制对射频信号直接采样还是有很大困难。软件无线电另一种方案是在中频对模拟信号进行采样，得到的数据即是数字信号，再通过数字下变频技术将中频数字信号变换到基带进行处理，称为数字化中频接收机。 卫星EPIRB的工作频率在406MHz-406.1MHz中的某些频点上，信号调制方式为双相L调制方式，采用射频直接采样方案的接收机方案实现成本比较高一般中频数字接收机方案，如图3所示。 图3 中频本振406MHz，中频放大器输出为士0.5V的中频信号，为KHz、25KHz、28KHz37KHz和。该中频信号被采样后进行数字解调、处理后进行协议解析，最后进行。在对中频信号进行低通采样时，考虑到A/D转换器的量化噪声以及系统噪声等因素的影响，采用的采样频率要高于Nyquist频率，从而降低了系统对低通滤波器的要求。码元传输速率400bps，被双相L调制后等效为800bps，信号带宽为800Hz。中频最高信号频率不超过40KHz。表明128KHz 的ADC采样速率。 正交解调基本算法。 A/D输出的中频采样信号可表示为： 式中为调制相位，取值为士63度。 设本地载波信号，，则混频后输出为 经低通滤波器消除高频分量得： 式中。PD解调输出 显然，根据上式获得正确的解调输出，理想情况下则要求 当时， 当时， 以确保在单值区间。综合上面条件，则要求相位误差 当采用载波跟踪技术，则意味着，相当于，NCO产生的信号输出为，，其与中频采样信号经正交混频、低通滤波后输出为 I、Q两路信号经PD后得到解调输出 通常的信号处理器方案是基于高速DSP来实现的，尤其在实时性场合，可能需要FPGA+DSP组合方案。不作实时性要求