S模式應答信號多通道接收解碼技術(shù)研究
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3．4 改進的選擇合并方式
在分集合并技術(shù)中，選擇合并是指將N個接收機的信號先送入選擇邏輯，選擇邏輯再從N個接收信號中選擇具有最高基帶信噪比的基帶信號作為輸出。本節(jié)中，對應于最高基帶信噪比就是解碼的數(shù)據(jù)滿足CRC24校驗，選擇的輸出也不在視頻端，而是在解碼之后。
從3．3節(jié)中可知，雙通道接收解碼并融合后將產(chǎn)生三路數(shù)據(jù)：通道一解碼數(shù)據(jù)、通道二解碼數(shù)據(jù)及融合數(shù)據(jù)。對三路數(shù)據(jù)都進行CRC24校驗，校驗正確的通道數(shù)據(jù)將被輸出，若同時校驗正確，則輸出報頭相關(guān)度高的通道數(shù)據(jù)，若兩個通道的數(shù)據(jù)的CRC24校驗都不正確，不論融合數(shù)據(jù)能否通過校驗，都輸出融合后的數(shù)據(jù)。
這種改進的選擇合并方式將不迷信于經(jīng)過融合的數(shù)據(jù)，而是以保證完全正確的CRC校驗為準則，這就可以避免上一節(jié)中所提出的錯誤的融合數(shù)據(jù)對正確輸出的影響。同時，在對三路數(shù)據(jù)進行CRC24校驗后，將校驗結(jié)果以標志位的形式記錄在時間字節(jié)的最高三位(分配給信號的TOA四個字節(jié)，但以10 ns為步進單位的時間只占28位，最高4位可作他用)。若通道一的CRC24校驗正確，則將最高位賦1，否則賦0；若通道二的CRC24校驗正確，則將次高位賦1，否則賦0；若融合數(shù)據(jù)的CRC24校驗正確，則將次高位的下一位賦1，否則賦0。如此以來，則可以在上位機的軟件中對雙通道的數(shù)據(jù)率增加效果以及所能達到的糾錯效果進行評估。
4 雙通道融合數(shù)據(jù)分析
如何評估雙通道相對于單通道的優(yōu)勢以及雙通道能否實現(xiàn)相互間的糾錯，這需要明確的數(shù)據(jù)進行說明。根據(jù)3．4節(jié)中對通道數(shù)據(jù)所作的標記，在上位機對原始數(shù)據(jù)進行記錄分析。
在輸出的數(shù)據(jù)中，以0D0A作為兩幀數(shù)據(jù)之間的分隔符號來引導數(shù)據(jù)起始，接著是4個字節(jié)的時間信息，最后是14個字節(jié)的數(shù)據(jù)信息。其中在時間信息的最高4位(串口以十六進制表示)是用作標志位的，在雙通道接收融合系統(tǒng)中，只用了前3位，具體標記的方法見第3節(jié)。對于最高4位出現(xiàn)的不同的值代表著不同的含義，如表1所示。本文引用地址：http://www.butianyuan.cn/article/153579.htm
從串口記錄的數(shù)據(jù)中提取出Mode S號為71BF21、71BF90和780671三批飛機的雙通道解碼融合情況進行統(tǒng)計分析。對用作標志的4個位的值進行統(tǒng)計，如表2所示。
當標志位的值為8、A或E時，表明通道一正確接收并解碼出S模式的應答信號；當標志位的值為4、6或E時，表明通道二正確接收并解碼出S模式的應答信號；當標志位的值為0時，表明沒有雙通道及融合數(shù)據(jù)都未能正確接收解碼；當標志位的值為2時，表明在通道一、通道二都未能正確接收解碼時，將二者進行融合達到了糾錯的效果，融合出了正確的數(shù)據(jù)。
對表2的數(shù)據(jù)進行通道分析，在一段時間內(nèi)所接收解碼的數(shù)據(jù)點個數(shù)如表3所示(在同一段時間內(nèi))。
從對Mode S號為71BF21飛機S模式應答信號的接收解碼來看，單獨用通道一接收，僅僅接收解碼出17個有效數(shù)據(jù)點，單獨用通道二接收，可接收解碼出114個有效數(shù)據(jù)點。值得注意的是，通道一解碼出有效數(shù)據(jù)點時通道二同樣能解碼出?？梢院侠淼夭聹y：在數(shù)據(jù)記錄的這段時間內(nèi)飛機主要是處在通道二所覆蓋的區(qū)域，以至于在通道二未能正確接收解碼的時候，因為通道一沒有接收到信號而不能提供對其糾錯的能力，所以將兩個通道進行融合后所能糾錯的點的個數(shù)也不是很多(僅15個)。在這批數(shù)據(jù)中，主要是通道二在發(fā)揮作用，可以近似地將其看作單通道接收，它所接收的誤碼個數(shù)達到了93個，幾乎是等同于正確接收的個數(shù)，從中可以看出，單通道接收的誤碼率是很高的。
從對Mode S號為71BF90飛機S模式應答信號的接收解碼來看，通道一和通道二所解碼出的有效數(shù)據(jù)點的個數(shù)相近，表明飛機在空間上具有相對于兩通道覆蓋區(qū)域?qū)ΨQ的特點，同時解碼出的有效數(shù)據(jù)點為28個，較上一批數(shù)據(jù)要多，這表明有更多的應答信號同時被兩個通道所接收。從上面解釋可以推出這兩個通道將提供更好的相互糾錯的能力。從數(shù)據(jù)中看出，兩個通道進行融合后能糾錯的點達到了29個，證明上述推論的正確性。
從對Mode S號為780671飛機S模式應答信號的接收解碼來看，雖然兩個通道同時解碼出有效點的個數(shù)較多，但從兩個通道單獨解碼的數(shù)據(jù)來看，飛機所處空域偏向于通道二的覆蓋區(qū)域，這使得通道一接收的信號強度較弱，不能提供較好的糾錯能力。
從對三批數(shù)據(jù)的分析可以得出：雙通道接收解碼不僅可以覆蓋更廣的空域范圍以增加數(shù)據(jù)量，同時在兩個通道覆蓋的交疊區(qū)域，采用雙通道信息融合的方法可提供較好的相互糾錯能力。
5 結(jié)語
本文對S模式應答信號的多通道接收解碼及融合糾錯技術(shù)進行了研究。對空域中載頻為1 090 MHz的信號類型進行了分析，確定了進行多通道接收解碼的現(xiàn)實前提；介紹了分集接收技術(shù)的理論依據(jù)，闡明了利用多通道進行融合糾錯的理論可行性；然后以雙通道為例，進行了方案設(shè)計和關(guān)鍵技術(shù)研究和實現(xiàn)；對實現(xiàn)的雙通道接收的數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析，對雙通道接收解碼相對于單通道的優(yōu)勢做了說明。通過對雙通道接收解碼及融合糾錯技術(shù)的研究表明，利用多通道對S模式應答信號進行接收解碼不僅可以增加空域覆蓋范圍，同時可以利用多通道接收的信號進行融合糾錯，以作為應對丟點的一種有效技術(shù)手段。
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