[发明专利]提高S模式应答信号译码可靠性的方法

说明书

技术领域

本发明属航空通信技术领域，具体涉及一种提高S模式应答信号译码可靠性的方法，用于空中交通的地面管制中心(简称空管中心)或空中交通预警和防撞设备，涉及从视频量化信号中检测识别机载应答机S模式应答信号和断续震荡信号的方法。

背景技术

随着S模式应答机越来越广泛地应用于航空飞机上，地面空管中心和空中交通预警和防撞设备的正常工作，必须完成对S模式应答信号的正确译码，因此译码的可靠性也成为后续监视跟踪、防撞处理过程中的关键参数。S模式应答信号由应答同步脉冲串和应答数据块组成，如图1所示，接收系统需要通过识别前4个头部脉冲来确认S模式应答信号，S模式应答的头部脉冲(以下称为“报头”)时序关系如图1所示。数据块在4个报头脉冲之后，数据通过脉冲位置调制进行编码。每一个数据位的位置上，都是宽度为1us的“有脉冲及无脉冲”区间，或者称为“1”位和“0”位的两个0.5us区间，即用“一个脉冲后跟一个无脉冲”表示二进制数1；用“一个无脉冲后跟一个脉冲”表示二进制数0。目前公开的对S模式应答信号译码及置信度分析的方法有两种：

第一种是通过检测应答位的前0.5us区间内信号强度是否大于第二个0.5us区间内信号强度，若大于则判为二进制1，否则为0。判断译码的置信度则通过在信号较弱的0.5us区间内测量信号电平来决定：如果信号电平为低，表明没有干扰存在，译码置信度就为高。但当有尖峰脉冲干扰发生时(如图2所示)，有可能出现干扰信号电平强度超过有效信号电平强度的情况，导致该比特位的值解析错误，降低接收机的译码可靠性；

第二种译码方式则是选择应答信号的前导脉冲功率均值作为参考，将每个应答数据位上的脉冲与这个参考值进行相关比较(使用应答数据位的信号幅度和或单脉冲值)：若相关则是一种高置信度的判断，再根据对应脉冲在1.0us数据区间中的位置判定其代表的二进制值。当有突发连续干扰与报头脉冲重叠时(如图3所示)，会拉高参考功率值，导致数据位上的脉冲幅度与参考值相关性降低，影响置信度判断，严重时可能会导致解码失败，因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种提高S模式应答信号译码可靠性的方法，通过优化参考电平的计算方法、增加功率一致性认证等措施增加了S模式应答信号前导脉冲的检测和校验的可靠性；通过与参考电平比较，统计0和1位置的多个采样值，并使用一套复杂算法对两个位置打分，来得到信息位的值和置信度，达到了提高S模式应答信号和断续震荡信号译码可靠性的目的。

本发明采用的技术方案：提高S模式应答信号译码可靠性的方法，包含下述步骤：

1)首先使基带视频信号的采样速率达到10MHz，采样量化值达到8比特，并已经完成脉冲检测、报头框架提取的预处理工作；

2)对前导脉冲检测和校验的算法、流程进行优化，即对参考功率值的计算方法进行优化，并利用该参考功率值对报头进行功率一致性认证和DF认证，只有全部通过才能进入后一数据处理流程，否则抛弃该报头；

3)通过对每个比特位的10次采样值进行打分来实现数据帧的比特值判定提取与置信度分析。

上述步骤2)中，参考功率计算方案不再是对前导脉冲功率的简单平均，而是对每个前导脉冲的多个采样点进行抽样，再对同一个前导脉冲的抽样值、相邻前导脉冲的抽样值进行比较，得到参考功率，抽样比较的思路是：

a：选取每个前导脉冲中的2个采样值，即4个前导脉冲共得8个抽样值，将同一脉冲中的较大采样值剔除，余4个抽样值；

b：再将相邻前导脉冲中余下的较小抽样值进行比较，即第一、二个脉冲余下的抽样值进行比较，第三、四个脉冲余下的抽样值进行比较，再次剔除较大值，余2个抽样值；

c：最后从余下的2个抽样值中选取较大的一个作为参考功率值；

所述功率一致性认证是通过检测4个报头脉冲的功率值与参考功率、数据帧DF标志位功率的关系，来确认脉冲报头的真实性，方法从三个方面进行：

(1)设定前导脉冲最小触发门限；

(2)比较4个前导脉冲电平与参考电平的差异；

(3)比较数据帧前5个比特，即DF标志位的电平与参考电平的差异；

所述DF认证则采用传统认证方法，将数据帧前5个比特，即DF标志位的判定结合到报头检测中，只有存在5个比特数据时才能认定该报头为一个真实可靠的报头。