[发明专利]海上数字中频发射设备

说明书

本发明公开了一种海上数字中频发射设备，包括信号调制模块，所述信号调制模块的输出端依次通过功率放大模块和天线调谐模块后连接发射天线；所述信号调制模块包括：DSP处理器：将原始数据经过LDPC编码后，对载荷数据部分进行映射，同时加入导频数据组成OFDM频域帧；FPGA处理器，接收来自DSP处理器的OFDM频域帧数据，经过离散傅里叶变换之后获得OFDM时域帧数据，插入循环前缀进行升抽样和成型滤波，最后由DAC转换为模拟信号发送给所述功率放大模块。本发明过自适应调节可以发射不同模式下不同速率下的信息，有效减少载波间的干扰并提高频谱利用率，满足不同格式的水上安全信息、文件和电子海图的自适应发射需求。

技术领域

本发明涉及一种射频发射设备，尤其涉及一种海上数字中频发射设备。

背景技术

NAVDAT是一种新型的岸基海上数字广播系统，它采用最新数字传输技术，在500kHz上播发海上安全信息和其他服务信息。NAVDAT通过播发消息、文本、文件或图像，实现海图改正信息等航行相关安全信息的快速推送，并实现与船舶信息系统的无缝连接。NAVDAT系统通过联网播发，还可实现A2海区的覆盖。因此，NAVDAT可增强海事信息业务能力，是GMDSS现代化和e航海中的关键系统。

NAVDAT数字广播系统主要依靠电离层传输，为各种类型的消息提供了广播传输服务，并且具有加密性。其中广播的消息包括但不限于航海安全、信息安全、海盗行为、搜救以及船舶交通系统文件传输等。NAVDAT数字系统的500KHz工作频段为数据广播信号提供了良好的覆盖，可以为从岸基到船舶的信息广播实现高速的数据传输以提高操作效率和航海安全。但是由于电离层介质受太阳辐射、季节变化、昼夜变化等各种因素的影响，因此天波信道存在着多径、衰落、多普勒频移、噪声干扰等特性。

NAVDAT数字广播系统主要包括海上中频数字发射设备和海上中频数字接收设备，为了保证航行安全，需要及时有效地由岸上向航行的船舶提供有关海上航行的安全信息，海上安全信息包括航行警告、气象警告、气象预报和其他海上紧急信息。目前的发射设备只能发射模拟调制(F1B)的信息，传输数据率低(仅仅50bps)，播发占用时间长，文件类型单一等(文本)，不能够发射其它类型的文件等，不能满足现代海上数据传输的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种海上数字中频发射设备，能够大大提高传输数据率，通过自适应调节可以发射不同模式下不同速率下的信息，有效减少载波间的干扰并提高频谱利用率，满足不同格式的水上安全信息、文件和电子海图的自适应发射需求。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种海上数字中频发射设备，包括信号调制模块，所述信号调制模块的时钟端连接GNSS接收机或原子钟，所述信号调制模块的输出端依次通过功率放大模块和天线调谐模块后连接发射天线；其中，所述信号调制模块包括：DSP处理器：将原始数据经过LDPC编码后，对载荷数据部分进行映射，同时加入导频数据组成OFDM频域帧；FPGA处理器，接收来自DSP处理器的OFDM频域帧数据，经过离散傅里叶变换之后获得OFDM时域帧数据，插入循环前缀进行升抽样和成型滤波，最后由DAC转换为模拟信号发送给所述功率放大模块。

上述的海上数字中频发射设备，其中，所述DSP处理器对载荷数据部分选择4-QAM，16-QAM或64-QAM进行映射，并与已知的导频数据按照帧结构组成一个OFDM频域符号。

上述的海上数字中频发射设备，其中，所述DSP处理器采用奇偶交替分布方式插入导频序列进行组帧。

上述的海上数字中频发射设备，其中，所述FPGA处理器将OFDM频域符号进行串并变换后由IFFT转换到时域，加上循环前缀后形成OFDM时域符号，每16个OFDM时域符号形成一个OFDM时域帧。

上述的海上数字中频发射设备，其中，还包括选用PN前导序列作为同步头，所述同步头采用多个级联的PN序列作为训练序列，并利用PN序列的自相关特性完成定时同步和载波同步。