[发明专利]一种基于FPGA实现的NAVTEX报文调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航海无线电通信和软件无线电领域，尤其涉及一种基于FPGA实现的NAVTEX(奈伏泰斯)调制方法；

背景技术

NAVTEX系统是全球海上遇险和安全系统(GMDSS)中的重要组成部分，它通常由NAVTEX业务协调站、NAVTEX发射台和NAVTEX接收机三大部分所组成。NAVTEX协调站协调或制作NAVTEX报文，然后通过NAVTEX发射台向所覆盖海域发布航行警告、气象警告、紧急信息。所有装备NAVTEX接收机的船舶可以有选择地(特殊信息除外)自动接收并打印各类所需要的信息。因此NAVTEX系统为保证船舶航行及作业安全发挥着极其重要的作用。

根据国际海事组织关于NAVTEX区域的划分，我国已先后在三亚、广州、福州、上海、大连、天津、湛江等多个地方建立了NAVTEX业务海岸电台，链状覆盖了我国沿海400海里以内的海域，分别向所管辖海域用518kHz频率发布英文的NAVTEX信息。我国国内NAVTEX业务采用486kHz的频率播发中文的NAVTEX信息，也可以使用4209.5kHz频率播发。

随着数字电路的发展、软件无线电技术的成熟以及现代航运的发展，NAVTEX信息的播发系统也朝着数字化、软件化、多样化和集成化的方向发展。以往使用的NAVTEX播发机的模拟电路非常复杂，要达到所需要的精度会使播发机占用的体积非常大，并且对性能的提高和新功能的增加都带来了困难。

针对以上缺点，本发明提出了一种基于FPGA实现NAVTEX信息调制的方法。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的不足，提供了一种基于FPGA实现的NAVTEX调制的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本方案提出了一种基于FPGA实现的NAVTEX报文调制方法，它主要由数据接收和缓存模块、NAVTEX报文编码模块、NAVTEX报文调制模块和NAVTEX报文发送模块四部分组成。包括以下步骤：

(1)数据接收和缓存模块接收来自数据预处理单元的NAVTEX有效数据，并通过乒乓操作进行数据的缓存；

(2)NAVTEX报文编码模块采用4B3Y检错码控制方式对NAVTEX有效数据进行编码，形成NAVTEX报文；

(3)NAVTEX报文调制模块采用F1B调制模式对NAVTEX报文进行调制；

(4)NAVTEX报文发送模块将调制后的NAVTEX报文发送给发射机。

其中，步骤(2)具体包括以下步骤：

(201)NAVTEX报文编码模块对NAVTEX有效数据中的汉字进行信源编码，即每个汉字或符号采用唯一的3个英文字母表示；

(202)对表示每个汉字或符号的3个英文字母进行4B/3Y码编码，即4个B表示0和3个Y表示1；

(203)进行纠错码的编码，即以表示每个汉字的4B/3Y码构成线性分组码的信息位，取一个字符构成线性分组码的监督位，形成NAVTEX报文。

其中，步骤(3)具体包括以下步骤：

(301)NAVTEX报文调制模块把NAVTEX报文转换为二进制信息序列；

(302)将二进制信息序列经过前向纠错编码加入监督码元并进行时间分集得到需要调制的数据信号；

(303)经过2FSK调制把数据信号转变为音频信息，其中，音频信息的中心频率为1700Hz，当数据信号为高电平时，音频信息的频率为1615Hz，反之音频信息的频率为1785Hz。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

(1)数据的存储采用了乒乓缓存技术，可以完成数据的无缝缓冲与处理，很好地实现数据的保护，防止数据丢失。

(2)NAVTEX报文编码采用4B3Y检错码编码方式，大大提高了数字信息传输的正确性、可靠性。

(3)NAVTEX报文调制采用F1B调制模式，该模式占用的频带窄，抗干扰能力强，非常适合于海上无线电通信。

(4)本发明基于FPGA，FPGA的各个功能模块完全采用VHDL语言编写，占用资源小，模块化设计使用方便，而且便于软件的升级等特点。

附图说明

图1为本发明FPGA内部功能模块原理示意图；

图2为本发明NAVTEX信号的编码格式图；

图3为本发明F1B调制模式结构图。

具体实施方式