[發(fā)明專利]一種基于FPGA的S模式ADS_B系統(tǒng)的糾檢錯(cuò)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210300597.2
• 申請(qǐng)日: 2012-08-22
• 公開（公告）號(hào): CN102831789A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張超;楊瀚程;郭燾;蒲朝飛;吳盼;馮巖;林紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波成電泰克電子信息技術(shù)發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): G08G5/00
• 分類號(hào): G08G5/00
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33226
• 代理人: 邱積權(quán)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種空中交通管制信號(hào)處理方法，尤其涉及一種基于FPGA的S模式ADS_B系統(tǒng)的糾檢錯(cuò)方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國(guó)民航運(yùn)輸業(yè)也在快速增長(zhǎng)，航空領(lǐng)域出現(xiàn)前所未有的發(fā)展形勢(shì)，我國(guó)民航傳統(tǒng)的空管系統(tǒng)主要是基于一次雷達(dá)系統(tǒng)和二次監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)的雷達(dá)監(jiān)管系統(tǒng)。雷達(dá)系統(tǒng)造價(jià)昂貴，覆蓋面積有限，功能有限。ADS-B是國(guó)際民航組織正在推廣的集現(xiàn)代最先進(jìn)的數(shù)據(jù)通信、衛(wèi)星導(dǎo)航和監(jiān)視技術(shù)于一體的新一代航行監(jiān)視技術(shù)，可應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)附近空域和機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面的航空器監(jiān)視，高密度飛行區(qū)域的空中交通導(dǎo)航、監(jiān)視和管理。還可應(yīng)用于無雷達(dá)區(qū)域的遠(yuǎn)程航空器運(yùn)行監(jiān)視。而且與傳統(tǒng)雷達(dá)監(jiān)視技術(shù)相比，ADS-B系統(tǒng)具有使用成本低、精度誤差小、監(jiān)視能力強(qiáng)、傳輸信息量大等優(yōu)勢(shì)。

ADS-B技術(shù)首先要解決的問題是用于監(jiān)視處理時(shí)的應(yīng)答有效獲取。由于ADS-B系統(tǒng)與傳統(tǒng)監(jiān)視模式采用完全不同的形式，在解決融合處理方面需要新的處理方法。由于S模式?ADS-B系統(tǒng)使用了模式S數(shù)據(jù)鏈，所以是一個(gè)全新的系統(tǒng)概念。ADS-B系統(tǒng)采用廣播的方式共享傳輸信道，而不是傳統(tǒng)模式采用的點(diǎn)名式詢問，造成干擾增多，對(duì)解碼算法要求更為苛刻。

現(xiàn)有的ADS_B系統(tǒng)，在糾檢錯(cuò)方面，采用的是傳統(tǒng)CRC糾錯(cuò)算法，有很大的局限性，因?yàn)橹挥械椭眯哦任欢及谝粋€(gè)24比特窗中時(shí)，才可以進(jìn)行正確的糾錯(cuò)。如果低置信度比特位，有1位不能用一個(gè)24比特窗包括時(shí)，糾檢錯(cuò)機(jī)制就不能把錯(cuò)誤糾正過來。另外該算法中，計(jì)算參考功率所用的是采樣點(diǎn)功率直接求平均值的方法，這樣會(huì)帶來很大的不精確度，降低了系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以有效去除空間干擾，準(zhǔn)確地糾正在任意位置上的突發(fā)錯(cuò)誤比特，高效實(shí)時(shí)的進(jìn)行消息解碼的基于FPGA的S模式ADS_B系統(tǒng)的糾檢錯(cuò)方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種基于FPGA的S模式ADS_B系統(tǒng)的糾檢錯(cuò)方法，包括如下步驟：

S1.?系統(tǒng)檢測(cè)初始化，對(duì)ADS_B系統(tǒng)中數(shù)據(jù)參數(shù)、門限值進(jìn)行初始化配置。

S2?.參考功率值的確定

S21.?若一個(gè)采樣點(diǎn)的功率值大于門限值，其隨后連續(xù)的3以上采樣點(diǎn)的功率值都在門限值以上，那么采樣點(diǎn)的位置可以看做是一個(gè)有效脈沖位置，采樣率10點(diǎn)/μs；

S22.?有效脈沖位置內(nèi)的某一個(gè)采樣點(diǎn)，跟前一個(gè)采樣點(diǎn)之間的功率差大于門限值，且跟后一個(gè)采樣點(diǎn)之間的功率差小于門限值，那么可判定此采樣點(diǎn)在一個(gè)脈沖上升沿上；?

S23.?若系統(tǒng)檢測(cè)到4個(gè)脈沖具有0μs、1.0μs、3.5μs、4.5μs的時(shí)序，且這4個(gè)位置處有效脈沖的上升沿個(gè)數(shù)不少于2個(gè)，則認(rèn)定這4個(gè)脈沖是ADS_B消息的前導(dǎo)報(bào)頭脈沖；

S24.?在前導(dǎo)報(bào)頭脈沖的每個(gè)上升沿后選擇3個(gè)采樣點(diǎn)，組成一個(gè)采樣點(diǎn)集合，采樣率10點(diǎn)/μs；

S25.?分別對(duì)每一個(gè)采樣點(diǎn)找出2dB擺幅內(nèi)的其他采樣點(diǎn)，并計(jì)算其他采樣點(diǎn)的數(shù)目，找出該數(shù)目的最大值，如果最大值唯一，那么該最大值對(duì)應(yīng)采樣點(diǎn)的功率值就是報(bào)頭的參考功率值，如果最大值不唯一，那么計(jì)算產(chǎn)生該最大值對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的功率平均值，作為報(bào)頭的參考功率值。

S3.位的提取和置信度分析

S31.?ADS_B消息采用PPM編碼方式，每個(gè)比特位由chip1和chip2兩部分組成，chip1表示比特位的前半比特，chip2表示比特位的后半比特，對(duì)接收到的消息進(jìn)行采樣，每個(gè)比特位上采樣點(diǎn)數(shù)為2N，每個(gè)chip上的采樣點(diǎn)數(shù)為N；

S32.?對(duì)每個(gè)比特位的采樣點(diǎn)，依次求出采樣點(diǎn)功率值在參考功率值正負(fù)3dB范圍之內(nèi)的點(diǎn)集合，chip1中點(diǎn)用chip1_A?表示，chip2中點(diǎn)用chip0_A?；

S33.?對(duì)每個(gè)比特位的采樣點(diǎn)，依次求出采樣點(diǎn)功率值比參考功率值小6dB以上的點(diǎn)集合，chip1中點(diǎn)用chip1_B?表示，chip0中點(diǎn)用chip2_B?表示；

S34.?對(duì)集合chip1_A、chip2_A、chip1_B、chip2_B中的采樣點(diǎn)進(jìn)行加權(quán)運(yùn)算，對(duì)每個(gè)chip中，邊沿采樣點(diǎn)的權(quán)重值定為1，其余采樣點(diǎn)的權(quán)重值定為2，得到的權(quán)重累加值分別記為w_chip1-_A，w_chip2_A,?w_chip1_B,?w_chip2_B;

S35.?通過公式1和2，計(jì)算score1和score2：

score1?=?w_chip1_A?-?w_chip2A?+?w_chip2_B?–?w_chip1_B????（1）