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CN116545470B - 一种基于pdw的s应答信号解码器解码方法及fpga实现装置 - Google Patents

一种基于pdw的s应答信号解码器解码方法及fpga实现装置 Download PDF

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CN116545470B
CN116545470B CN202310430438.2A CN202310430438A CN116545470B CN 116545470 B CN116545470 B CN 116545470B CN 202310430438 A CN202310430438 A CN 202310430438A CN 116545470 B CN116545470 B CN 116545470B
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刘杰
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Abstract

本发明公开了一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法及FPGA实现装置,所述方法包括以下步骤:对输入PDW信号进行脉宽过滤处理,滤除脉冲宽度在S应答信号之外的PDW信号;按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识;基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值,形成RDW输出;输出结果到信息识别模块,信息识别模块根据解码模块输出的RDW中包含的码值信息获得飞机的航班号、位置包括经纬度、高度的飞行参数。本发明采用的基于PDW的FPGA解码,能够有效提高解码正确率和实时性,亦可提高信号受干扰原因分析和抗干扰策略设计的效率。

Description

一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法及FPGA实现装置
技术领域
本发明涉及空中交通管制中的应答信号处理技术领域,具体地,涉及一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法及FPGA实现装置。
背景技术
S模式应答信号中携带有大量的目标状态等关键参数,在多个领域有广阔应用,例如在民航中,S模式应答信号中携带有大量飞行客机的唯一航班号、高度、经纬度信息,以及紧急呼叫的特殊码等信息。
S模式应答信号工作在1090MHz频点,在该工作频点上大量信号交织、信号环境复杂。目前对S应答信号的解码采用的方法为:根据由前导脉冲P1获得的信号到达时间和功率参考值等参数,进行数据块解码,判断出数据位的“0”和“1”及置信度值,数据位提取和置信度分析算法主要集中在时域处理中,即通过对波形采样点的分析得到数据位值和置信度值。幅度比较法是常规的算法,即通过比较数据位置两个CHIP的幅值,从而判定数据值和置信度。通常可采用多点采样判决法来实现数据位的接收和处理,充分利用每一个数据位的N个采样值的信息与前导脉冲检测中得到的参考功率值,通过两者之间的关系来确定数据值和置信度值,解码完成和还可以通过校验位来纠错。真实环境中,由于受噪声、干扰信号影响,中频信号的脉冲信号幅度、脉冲位置估计都会有明显的偏差,通过比较数据位置两个CHIP的幅值,从而判定数据值和置信度,容易造成解码错误,产生虚警和漏警,降低目标的检测概率。
而目前的电子接收系统的脉冲检测和参数测量已达到了较高的水平,采用的数据融合、PDW预处理等算法,能够准确地检测到脉冲信号和给出相应的PDW信息,本发明采用的基于PDW的FPGA解码,有效提高解码正确率和实时性,亦可提高信号受干扰原因分析和抗干扰策略设计的效率。
发明内容
有鉴于此,为了降低利用中频信号完成信息脉冲解码带来的解码错误,本发明提出了一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法及FPGA实现装置。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:根据本发明的第一方面,提供一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,所述解码方法包括以下步骤:
对输入PDW信号进行脉宽过滤处理,滤除脉冲宽度在S应答信号之外的PDW信号;
按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识;
当满足条件,则将所述脉冲基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值,并形成RDW输出。
优选地,还包括:当满足条件,对输出的RDW进行解码,获取RDW中包含飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数的码值信息;
当不满足条件,则接收判定跳出。
优选地,所述对输入PDW信号进行脉宽过滤处理包括:一次脉宽过滤处理和二次脉宽过滤处理;其中,
一次脉宽处理包括:过滤剔除和S应答信号无关的PDW,只保留脉宽在0.5us±0.15us和1us±0.15us范围内的PDW及flag标志信号;
二次脉冲过滤处理包括:只保留脉宽在0.5us±0.15us范围内的PDW及flag标志信号。
优选地,所述按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识包括:
当P1前导脉冲空白时间满足设定值,开始S应答模式前导脉冲关系判断,并取出P1的幅度作为前导脉冲和信息脉冲幅度的参考幅度;
当前导脉冲时间关系和除P1外的前导脉冲脉宽和幅度均在抖动范围内,且P4和第一个信息脉冲之间无多余脉冲,判定为该组信号S应答模式,继续执行信息脉冲解码,否之接收判定跳出。
优选地,所述当P1前导脉冲空白时间满足设定值包括:当P1前无脉冲空白时间满足≥10us;
所述P1前导脉冲时间关系满足:S应答的第一个前导脉冲P1与后续的三个前导脉冲P2、P3、P4的间隔分别为1μs、3.5μs和4.5μs,且每个前导脉冲宽度为0.5μs;
当P1前导脉冲和除P1外的前导脉冲脉宽和幅度均在抖动范围内需满足:前导脉冲宽度为0.5μs,任意两个脉冲的幅度变化不应超过2dB;
所述P4和第一个信息脉冲之间无多余脉冲需满足:P4后3.5us±0.15us内无脉冲。
优选地,所述基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值包括:
取出PDW的脉宽、幅度、有效标志组合成Pdwout;
利用Pdwout(n)、Pdwout(n-1)和Pdwout(n+1)这3个0.5μs的脉冲的PDW参数,完成每1μs信息脉冲的码值判断;
当Pdwout(n)参数中的脉宽在1μs±0.15μs范围时,通过该1us脉宽的PDW重新构造成两个0.5μs脉宽的PDW,定义该1us信息脉冲的前0.5us脉冲的PDW为Pdwout(n-1)′,且Pdwout(n-1)′=Pdwout(n);
对当前1μs时间段的前0.5us脉冲Pdwout(n-1)′和实际PDW检测到前一个0.5us脉冲Pdwout(n-1)的PDW幅度进行比较;对实际检测到的后一个0.5μs脉冲Pdwout(n+1)和当前1μs时间段的后0.5μs脉冲的PDW幅度进行比较;对前后两组1us信息脉冲的幅度和参考幅度进行复核,得到前后两组1μs信息脉冲的码值。
优选地,所述得到前后两组1μs信息脉冲的码值之后,还包括:
将解码结果通过校验位来纠错,将56μs和112μs格式的S应答解码按最大信息脉冲时长112μs处理以后输出RDW。
根据本发明的第二方面,提供一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法及FPGA实现装置,包括:PDW脉宽过滤模块、前导脉冲判断模块、信息脉冲解码模块,其中,
PDW脉宽过滤模块,过滤掉不满足S应答模式信号脉宽要求的PDW;
前导脉冲判断模块,根据S应答信号的格式,对前导脉冲的PDW进行脉宽、时间间隔和幅度判断,完成该组脉冲是否是S应答模式判定;
信息脉冲解码模块,根据S应答模式信号格式,利用PDW所携带信息,完成信息脉冲的解码,输出RDW。
优选地,还包括信号接收模块、参数测量模块和解码模块,其中,
信号接收模块,完成AD输入数字复信号接收、数字同时多波束或单通道信号接收带宽过滤功能;
参数测量模块,用于完成脉冲信号的信息提取,并形成PDW;
解码模块,按照S应答模式信号格式,并根据PDW解码算法,解算出S应答模式信号码值,形成RDW输出。
优选地,还包括:信息识别模块,用于接收RDW,并根据解码模块输出的RDW中包含的码值信息获得飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数。
与现有技术相比,本发明具有以下技术效果:
本发明提出的一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法及FPGA实现装置采用数据融合、PDW预处理算法,能够准确地检测到脉冲信号和给出相应的PDW信息,本发明采用的基于PDW的FPGA解码,能够有效提高解码正确率和实时性,亦可提高信号受干扰原因分析和抗干扰策略设计的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例提供的基于PDW的S应答信号FPGA解码原理图;
图2是本发明实施例提供的S应答信号框图;
图3是本发明实施例提供的信息脉冲框图;
图4是本发明实施例提供的基于PDW的前导脉冲判断流程图;
图5是本发明实施例提供的基于PDW的信息脉冲解码流程图;
图6是本发明实施例提供的FPGA实现装置框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要进行说明的是,FPGA(Field Programmable Gate Array)表示为现场可编程门阵列,是在硅片上预先设计实现的具有可编程特性的集成电路,它能够按照设计人员的需求配置为指定的电路结构,让客户不必依赖由芯片制造商设计和制造的ASIC芯片。
在现有技术中,当前普遍采用的信息脉冲解码算法,即通过比较数据位置两个CHIP的幅度,从而判定数据值和置信度的方法,当在FPGA实现时,置信度计算方法无法实现,如在PowerPC、服务器实现时,特别是同时多波束体制,需要传输的中频数据量太大,无法做到数据的实时有效传输,容易造成传输通道阻塞和处理软件死机。而在FPGA通过判断信息脉冲数据值来获取S应答信号码值,受外界复杂电磁环境导致的交织信号,解码信号正确率下降,飞行器航迹不连续。
真实环境中由于受噪声、干扰信号等影响,信息脉冲解码所使用中频信号的脉冲信号幅度、脉冲位置会有明显的偏差,容易造成解码错误,产生虚警和漏警,导致目标不连续,降低目标的检测概率。
目前的电子接收系统的脉冲检测和参数测量已达到了较高的水平,为解决现有技术的问题,本发明实施例提供一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,图1是基于PDW的S应答信号FPGA解码原理图。具体如图1所示,本发明的基于PDW的S应答信号FPGA解码方法包括以下步骤:
对输入PDW信号进行脉宽过滤处理,滤除脉冲宽度在S应答信号之外的PDW信号;
按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识;
当满足条件,基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值,形成RDW输出,对输出的RDW进行信息解码,获取RDW中包含飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数的码值信息;
当不满足条件,则接收判定跳出。
需要进行说明的是,所述对输入PDW信号进行脉宽过滤处理包括一次脉宽过滤和二次脉宽过滤,其中,一次脉宽过滤利用脉宽判断准则,剔除和S应答信号无关的PDW,只保留脉宽在0.5us±0.15us和1us±0.15us范围内的PDW及flag标志信号。在此过程中,相邻的两个0.5μs信息脉冲合并为了1个脉冲,二次脉冲过滤只保留脉宽在0.5us±0.15us范围内的PDW及flag标志信号。
需要进行说明的是,S模式应答信号包括S模式56bit应答、S模式112bit应答(含ADS-B)等,其基本框架格式相同。S模式应答信号脉宽在0.5us±0.15us。具体格式参见图2。S模式应答信号由四个前导脉冲即P1、P2、P3、P4和56位或112位应答数据块组成。每个数据位的位置上,都是宽度为1us的“有脉冲及无脉冲”区间,应答数据采用二进制脉冲位置调制方式,脉冲出现在前半段时代表“1”,出现在后半段时代表“0”,每个半段为0.5μs;模式S应答的第一个前导脉冲与后续的三个前导脉冲的间隔分别为1μs、3.5μs和4.5μs,每个前导脉冲宽度为0.5μs;模式S应答中任意两个脉冲的幅度变化不应超过2dB。通过对解码结果的解译可以得到码值代表的具体含义。
具体地,所述按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断是通过对前导脉冲的判定来确定该组信号的模式是否是S应答模式。图2是S应答信号信息框图,是解码的基本依据。理论上模式S应答的第一个前导脉冲与后续的三个前导脉冲的间隔分别为1μs、3.5μs和4.5μs,每个前导脉冲宽度为0.5μs;模式S应答中任意两个脉冲的幅度变化不应超过2dB。当满足上述条件,即可判定为是否为S应答模式。
图3是信息脉冲框图,依据图3所示,信号识别通过对RDW的解译可以得到不同码值代表的含义。每个信息脉冲的位置上,都是宽度为1μs的“有脉冲及无脉冲”区间,应答数据采用二进制脉冲位置调制方式,脉冲出现在前半段时代表“1”,出现在后半段时代表“0”,每个半段为0.5μs。相邻两个0.5μs信息脉冲合并为了1个1μs脉冲,因此,上述一次脉宽过滤需要首先筛选出脉宽在0.5us±0.15us和1us±0.15us范围内的PDW及flag标志信号。
进一步地,依据图2和图3的满足条件对基于PDW的前导脉冲判断具体如图4所示,所述按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识包括:对P1前导脉冲空白时间和前导脉冲关系判断:当P1前导脉冲空白时间满足设定值,开始S应答模式前导脉冲关系判断;将P1前导脉冲的幅度作为前导脉冲和信息脉冲幅度的参考幅度;
当P1前导脉冲时间关系和除P1外的前导脉冲脉宽和幅度均在抖动范围内,
且P4和第一个信息脉冲之间无多余脉冲,判定为该组信号为S应答模式。
具体地,由于前导脉冲不存在前后两个0.5μs脉冲检测为1个宽脉冲的情况,首先应滤除脉宽在0.5us±0.15us范围外的PDW及flag标志信号。
所述当P1前导脉冲空白时间满足设定值包括当P1前无脉冲空白时间满足≥10us,开始S应答模式前导脉冲关系判断。其中,S应答模式前导脉冲关系判断包括:P1前无脉冲空白时间和前导脉冲关系判断。
所述P1前无脉冲空白时间判断具体包括:筛选P1前无脉冲空白时间,即在确定前导脉冲P1前至少10us以上没有检测到过门限信息。S应答模式理论包含4个前导脉冲,依次为P1、P2、P3与P4,考虑真实电磁环境影响,对前导脉冲的判断考虑未检测出一个脉冲(P2或P3)或4个前导脉冲外多检测出一个脉冲(P2与P3间多插入一个脉冲)情况,通过对以P4为参考的前导脉冲时间差以及幅度差(±3dB)的判定来确定该组信号模式是否是S应答模式的方法能够有效降低解码错误导致的虚警和漏警。
前导脉冲关系判断包括:前导脉冲时间关系、前导脉冲脉宽和幅度判断。
在本实施例中,将P1前导脉冲的幅度作为前导脉冲和信息脉冲幅度的参考幅度,当P1前导脉冲时间关系需满足:第一个前导脉冲P1与后续的三个前导脉冲P2、P3、P4的间隔分别为1μs、3.5μs和4.5μs。
所述前导脉冲脉宽和幅度判断包括:当P1前导脉冲和除P1外的前导脉冲幅度均在抖动范围内需满足幅度偏差值范围,即除P1外的前导脉冲脉宽和幅度均在在抖动范围内。即在允许的脉宽和幅度偏差值范围内,具体为,前导脉冲宽度为0.5μs,任意两个脉冲的幅度变化不应超过2dB。
所述P4和第一个信息脉冲之间无多余脉冲包括:P4后无脉冲时间判断以及P4后S应答信号幅度信息延迟与第一个信息脉冲位置对齐判断,即P4后3.5us±0.15us内无脉冲。
需要进行说明的是,P4后无脉冲时间判断,首先要满足P4和第一个信息脉冲之间无多余脉冲,即P4后3.5us±0.15us内无脉冲;
其次考虑存在前后两个0.5us信息脉冲融合检测为1个1us脉冲的情况,第一个信息脉冲出现的位置有三种情况:第一个0.5us起始的单脉冲、第二个0.5us起始的单脉冲和第二个0.5us起始的融合宽脉冲。当前导脉冲时间关系在允许的脉宽和幅度偏差值范围内,且P4前无脉冲和第一个信息脉冲P1之间无多余脉冲,判定为该组信为号S应答模式,继续执行信息脉冲解码模块,否之接收判定跳出。信息脉冲解码模块是S应答模式信号解码的核心模块。
图5为基于PDW的信息脉冲解码流程图。按S应答信号格式框架,信息脉冲会出现在1μs的任一个0.5μs时间段。当前1μs的信息脉冲出现在第2个0.5μs时间段且后1μs的信息脉冲出现在第1个0.5μs时间段,会出现前后两个0.5us信息脉冲合并检测为1个1us宽脉冲输出1个PDW的情况,需要补充前1个0.5μs脉冲的PDW信息,保证每一个0.5us信息脉冲都有对应的PDW用于判断S应答信号的码值。
基于此,所述基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值包括以下步骤:
1.取出PDW的脉宽(pw)、幅度(amp)、flag(PDW有效标志)组合成Pdwout;
PDW位宽为512bit,当DBF体制的多波束同时处理时,对512bit信号的延迟需要占用较多FPGA内部存储器资源,因此选取码值判断所必需的关键参数重新组合为Pdwout做延迟处理,通过减少延迟处理的位宽来达到减少FPGA内部存储器资源的目的;
需要进行说明的是,Pdwout是用于表示PDW输出参量集合的自定缩写,pdw表示PDW,out表示是根据需要所从原PDW中提取出的信号参量值,这里包括脉宽、幅度、有效标志。
2.利用Pdwout(n)、Pdwout(n-1)和Pdwout(n+1)这3个0.5μs的脉冲的PDW参数(无PDW和flag的值为0),完成每1μs信息脉冲的码值判断;当Pdwout(n)参数中的脉宽在1μs±0.15μs范围时,表示相邻两个0.5μs的脉冲合并检测为了1个PDW,可以通过该1us脉宽的PDW重新构造成两个0.5μs脉宽的PDW,定义该1us信息脉冲的前0.5us脉冲的PDW为Pdwout(n-1)′,且Pdwout(n-1)′=Pdwout(n),即该1us脉冲内,前后0.5us共享当前1us信息脉冲的PDW信息;
3.对当前1μs时间段的前0.5us脉冲Pdwout(n-1)′和实际PDW检测到前一个0.5us脉冲Pdwout(n-1)的PDW幅度进行比较;对实际检测到的后一个0.5μs脉冲Pdwout(n+1)和当前1μs时间段的后0.5μs脉冲的PDW幅度进行比较;最后前后两组1us信息脉冲的幅度和参考幅度(P1的幅度)进行复核;可以得到前后两组1μs信息脉冲的码值。
在上述解码过程中,解码结果可以通过校验位来纠错;之后,56μs和112μs格式的S应答解码都在112μs以后输出RDW。为了保证解码的统一性和后续处理的方便性,S应答的解码处理都按最大信息脉冲时长112μs处理。
最后,对输出的RDW进行信息解码,获取RDW中包含飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数的码值信息。
综上,本发明方法主要技术指标与脉冲检测和参测测量结果有关。当采用本发明实施例所述的基于PDW的S应答信号解码时,每个0.5μs信息脉冲检测到的PDW所包含的幅度信息是中频信号幅度多点平滑后的结果,能够显著提高前后两个0.5μs位置判断时的检测概率。弥补中频信号的幅度由于受噪声、干扰信号影响,存在明显的偏差,造成的解码错误的技术问题。进一步地,本发明采用的基于PDW的FPGA解码能够有效提高解码正确率和实时性,亦可提高信号受干扰原因分析和抗干扰策略设计的效率。
此外,本发明实施例还提供一种基于PDW的S应答信号解码器的FPGA实现装置,具体如图6所示,基于PDW的S应答信号FPGA解码包含PDW脉宽过滤模块、前导脉冲判断模块、信息脉冲解码模块三个核心模块,其中,
PDW脉宽过滤模块,用于过滤掉不满足S应答模式信号脉宽要求的PDW;在本实施例中,对输入的PDW信号进行脉宽过滤处理是通过PDW脉宽过滤模块实现的。
前导脉冲判断模块,用于根据S应答模式信号格式,对前导脉冲的PDW进行脉宽、时间间隔和幅度判断,完成该组脉冲是否是S应答模式判定;在本实施例中,按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断是前导脉冲判断模块通过对前导脉冲的判定来确定该组信号的模式是否是S应答模式。
信息脉冲解码模块,用于根据S应答模式信号格式,利用PDW所携带信息完成信息脉冲的解码,输出RPDW信号。在本实施例中,信息脉冲解码模块的输入为PDW脉宽过滤模块的输出,前导脉冲判断模块输出的前导脉冲判断正确标志。
此外,在基于PDW的S应答信号解码过程中还包括:
信号接收模块,用于完成AD输入数字复信号接收、数字同时多波束或单通道信号接收带宽过滤功能;
解码模块,按照S应答模式信号格式,并根据PDW解码算法,解算出S应答模式信号码值,形成RDW输出;具体地,所述解码模块即包括上述所述的PDW脉宽过滤模块、前导脉冲判断模块、信息脉冲解码模块三个核心模块。
参数测量模块,用于完成脉冲信号的信息提取,并形成PDW;
信息识别模块,用于接收RDW,并根据解码模块输出的RDW中包含的码值信息获得飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数。
上面虽然通过具体实施方式描绘了本发明,但是本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神,所附的权利要求将包括这些变形和变化。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,其特征在于,包含以下步骤:
对输入PDW信号进行脉宽过滤处理,滤除脉冲宽度在S应答信号之外的PDW信号;
按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识;
当满足条件,则将所述脉冲基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值,并形成RDW输出;对输出的RDW进行信息解码,获取RDW中包含飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数的码值信息;
当不满足条件,则接收判定跳出。
2.根据权利要求1所述的一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,其特征在于,所述对输入PDW信号进行脉宽过滤处理包括:一次脉宽过滤处理和二次脉宽过滤处理;其中,
一次脉宽过滤处理包括:过滤剔除和S应答信号无关的PDW,只保留脉宽在和/>范围内的PDW及flag标志信号;
二次脉宽过滤处理包括:过滤只保留脉宽在范围内的PDW及flag标志信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,其特征在于,所述输入PDW前导脉冲依次为P1、P2、P3、P4,所述按脉宽、时间间隔、幅度对输入PDW前导脉冲进行判断,判断出该组脉冲是否是S应答模式标识包括:
对P1前导脉冲空白时间和前导脉冲进行关系判断;
当P1前导脉冲空白时间满足设定值,开始S应答模式前导脉冲关系判断;将P1前导脉冲的幅度作为前导脉冲和信息脉冲幅度的参考幅度;当P1前导脉冲时间关系和除P1外的前导脉冲脉宽和幅度均在抖动范围内,且P4前导脉冲和第一个信息脉冲之间无多余脉冲,判定为该组信号为S应答模式。
4.根据权利要求3所述的一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,其特征在于,
所述当P1前导脉冲空白时间满足设定值包括:当P1前无脉冲空白时间满足
所述P1前导脉冲时间关系满足:S应答的第一个前导脉冲P1与后续的三个前导脉冲P2、P3、 P4的间隔分别为1μs、3.5μs和4.5μs,且每个前导脉冲宽度为0.5μs;
当P1前导脉冲和除P1外的前导脉冲脉宽和幅度均在抖动范围内需满足:前导脉冲宽度为0.5μs,任意两个脉冲的幅度变化不应超过2dB;
所述P4前导脉冲和第一个信息脉冲之间无多余脉冲需满足:P4前导脉冲后内无脉冲。
5.根据权利要求1所述的一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,其特征在于,所述基于PDW的信息脉冲解码算法解算出S应答模式的码值包括:
取出PDW的脉宽、幅度、有效标志组合成
利用、/>和/> 这3个0.5μs的脉冲的PDW参数,完成每1μs信息脉冲的码值判断;当/>参数中的脉宽在1μs±0.15μs范围时,通过该1us脉宽的PDW重新构造成两个0.5μs脉宽的PDW,定义该1us信息脉冲的前0.5us脉冲的PDW为/>,且/>
对当前1μs时间段的前0.5us脉冲和实际PDW检测到前一个0.5us脉冲的PDW幅度进行比较;对实际检测到的后一个0.5μs脉冲/>和当前1μs时间段的后0.5μs脉冲的PDW幅度进行比较;对前后两组1us信息脉冲的幅度和参考幅度进行复核,得到前后两组1μs信息脉冲的码值。
6.根据权利要求5所述的一种基于PDW的S应答信号解码器解码方法,其特征在于,所述得到前后两组1μs信息脉冲的码值之后,还包括:
将解码结果通过校验位来纠错,将56μs和112μs格式的S应答解码按最大信息脉冲时长112μs处理以后输出RDW。
7.一种基于PDW的S应答信号解码器解码的FPGA实现装置,其特征在于,包括:PDW脉宽过滤模块、前导脉冲判断模块、信息脉冲解码模块,其中,
PDW脉宽过滤模块,过滤掉不满足S应答模式信号脉宽要求的PDW;
前导脉冲判断模块,根据S应答信号的格式,对前导脉冲的PDW进行脉宽、时间间隔和幅度判断,完成该组脉冲是否是S应答模式判定;
信息脉冲解码模块,根据S应答模式信号格式,利用PDW所携带信息,完成信息脉冲的解码,输出RDW;对输出的RDW进行信息解码,并根据解码模块对输出的RDW中包含的码值信息获得飞机的航班号、经纬度、高度的飞行参数。
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