基于软件解调的新型NAVTEX信号处理单元研制

码元内N_f个数据比特中0和1的个数，设0的个数为N₀，1的个数为N₁，则
     

其中假设N_e为当前码元中错误比特的个数，

(2)如步骤1的算法，分别计算N_c-1其余码元中的Ne。
     

(4)比特同步窗左移或右移1比特，按照步骤1-3的方法计算N_sum2，并比较N_sum和N_sum2。

当N_sum2>N_sum时，向相反方向移动，并循环1-3的步骤;

当Nsum2sum时，继续原移动方向，并循环1-3的步骤。

(5)移动N_f个数据比特，可计算出 min(N_sum)，即实现了比特同步。

(6)计算比特同步后每个码元的为N₀ 和N₁，实现码元判决。
     

3 新型NAVTEX信号处理单元设计

基于上述的软件解调原理，改进了传统NAVTEX接收机的信号处理模块，采用基于DSP处理器的信号处理电路，通过上述软件算法，研制了新型的NAVTEX接收机。

3.1 硬件设计

硬件设计主要包括A/D转换和DSP数字处理器电路，采用高保真音频采集芯片TLV320AIC23B进行A/D采集，将1700Hz的模拟音频信号进行A/D转换，并通过数字信号处理芯片(TMS320VC5402)进行数据处理，完成软件解调，并将解调的NAVTEX报文输出至显示单元进行信息显示。

3.2 软件设计

NAVTEX模拟音频信号两个载频分别为1615Hz和1785Hz，数据码元长度为10ms，即

f₁=1615Hz; f₂=1785Hz; N=10ms;

根据奈奎斯特采样定律，结合采样芯片TLV320AIC23B，选取采样频率f_s=8000Hz;则每个码元长度内采样点的个数N_s=10ms×8000Hz=80个。

取信号截取长度80，即截取80个采样点进行短时傅立叶变换，为了提高频率分辨率，设计采用256点FFT，除80个采样点外，其余点补0，则计算
     

即每次傅立叶变换后计算第58个谱线的幅值|X(nM，58)|和第52根谱线的幅值|X(nM，52)|并比较其大小。取移动窗移动步长为L_s=8，则每个码元内的短时傅立叶变换的次数

      取N_c=5，即使用5个码元长度作为作为比特同步窗，即50个比特作为比特同步和码元判决窗。软件解调流程图见图2。

4 结论

本设计采用基于短时快速傅立叶变换的软件解调算法，对传统NAVTEX接收机的硬件解调电路进行了改进，解决了传统解调所固有的随环境变化而灵敏度下降的缺点，现改进后的NAVTEX接收机已进入批量生产阶段，工作效果达到预期效果。

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