[发明专利]一种基于二次拐点法的1090ES信号解同频交叠方法

摘要

本发明基于二次拐点法的1090ES信号解同频交叠方法中，采用视频信号相关积累，并进行两轮拐点检测，提取二次拐点，确定二重交叠脉冲的起始时间和终止时间，以实现在1090ES信号交叠的情况下正确解码的功能。既然同频交叠脉冲难以从信号的角度实现分离，本发明考虑从交叠信号包络的时域特征出发，通过确定两个交叠脉冲的起始和终止时间来恢复原始信号的框架。本发明能够对现有的1090ES地面监视系统进行技术提升，实现在1090ES信号交叠情况下的正确解码，提高地面监视系统在目标较多空域连续监视的能力。

主权项

一种基于二次拐点法的1090ES信号解同频交叠方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤(1)1090ES信号经接收机包络检波，输出视频信号；步骤(2)在无1090ES信号期间，对接收机输出的视频信号进行检测，用于信号的检测门限自适应的调整，利用下式滑窗估计信道底噪声的方差的估计值$\widehat{\mathrm{\σ}}=\sqrt{\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{z}_i^2}{N-1}},$其中，N是滑窗运算的窗长度，即参与滑窗运算的连续采样点的个数，z_i是第i个采样点的噪声幅度；步骤(3)，假定视频信号服从均值为μ，方差为σ₁的瑞丽分布，根据信道底噪声的方差σ，由下式确定信号的均值、方差以及检测门限V_T：$\mathrm{\μ}=1.253\sqrt{2N}{\mathrm{\σ}}^2,$${\mathrm{\σ}}_1=0.43\sqrt{2N}{\mathrm{\σ}}^2,$V_T＝μ+bσ₁，其中，σ由底噪声的方差的估计值代替，b由虚警率确定；步骤(4)采用双门限检测法，对脉冲信号的起始和结束时间进行粗估计：即根据检测门限，当连续L个数据中有M个以上的数据大于检测门限时，则认为有脉冲信号；反之，当连续L个数据中有M个以上的数据小于检测门限时，则认为脉冲信号结束,L>M；将粗估计的起始时间和结束时间分别向前、向后推10～99个点，使得粗估计界定的数据段x(n)中包含脉冲信号的上升沿和下降沿；步骤(5)利用下式对包含脉冲信号的数据段x(n)进行相关累加获得序列g(n)：$g\left(n\right)=\underset{i=0}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}x\left(i\right),$其中，x(i)为恒大于等于零的视频信号数据，序列g(n)中存在分别对应于脉冲信号的起始和终止的拐点，将此阶段的两个拐点统称为一次拐点，分别为一次起始拐点和一次终止拐点；步骤(6)连接序列g(n)的首尾两点构造直线序列c₁(n)，并利用下式对序列g(n)进行一次差分获得序列d₁(n)，使得一次拐点在序列d₁(n)中变换成极值点：d₁(n)＝g(n)‑c₁(n)，当存在脉冲交叠时，序列d₁(n)中出现一对幅度相对较弱的拐点，将此对拐点称之为二次拐点，为此进行第二轮拐点检测；步骤(7)顺序连接序列d₁(n)的首点、一次起始拐点、一次终止拐点和尾点，由这四个特征点形成3条连续的线段，构造出折线序列c₂(n)；利用下式对序列d₁(n)进行二次差分获得序列d₂(n)，使得二次拐点在序列d₂(n)中变换成极值点：d₂(n)＝d₁(n)‑c₂(n)；步骤(8)设定二次拐点的检测门限，若极值点的绝对值大于等于该门限，则判断存在脉冲信号交叠，并记录一次拐点和二次拐点在时间轴上的位置，即获得经分离后两个脉冲的起始和终止时间；反之，则判断不存在脉冲信号交叠，仅记录一次拐点在时间轴上的位置，即单个脉冲的起始和终止时间；步骤(9)回到步骤(4)，继续检测信号。