【技术实现步骤摘要】
基于联合信号检测的ModeS应答信号解码方法
[0001]本专利技术属于ModeS应答信号解码领域。
技术介绍
[0002]敌我识别(IFF)可用来识别目标的身份信息。敌我识别ModeS应答信号包含丰富的目标信息，同时在军用和民航交通管制中都有着广泛的应用，可作为用来获取目标态势的重要信息来源。ModeS应答信号格式如图1所示，它由4个前导脉冲和56或112个采用脉位调制(PPM)的数据信息位组成。1us信息位对应1个信息bit，前0.5us有脉冲，后0.5us没有脉冲，则信息为1；前0.5us没有脉冲，后0.5us有脉冲，则信息为0。《ADS
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B接收机S模式关键算法研究及实现》、《基于S模式ADS
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B数据解码算法研究》等论文中没有明确给出信号检测的算法；《基于收发一体的S模式ADS_B系统的关键技术研究》一文中，采用两采样点之间的幅度差来进行脉冲上升沿到来的判断，这种通过幅度差来进行上升沿到来的判断容易受到噪声和外界干扰信号影响，且无法精确获得脉冲的上升沿到达时刻点；《基于模式S的ADS
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B系统研究》一文中，通过采样点幅度超过设定的门限值来进行上升沿到来的判断，这种信号检测方式在信噪比不好的情况下，很容易受噪声干扰，容易造成虚警，且脉冲上升沿判断不准确；该文在ModeS应答信号识别时对前导脉冲的功率一致性进行了判断，但仅采用上升沿后的四个采样值的幅度值进行平均，采样点过少导致抗干扰能力差，且文中没有对信息位进行功率一致性判断，降低了解码抗干扰能力。>
技术实现思路
[0003]为在保证一定的识别和检测信噪比，提高ModeS应答信号的解码正确率，本专利技术提出了一种基于联合信号检测的ModeS应答信号解码方法。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案，步骤如下：
[0005]步骤1：联合信号检测：对接收到的信号进行联合信号检测，获得脉冲到达时间，获取信号有效标识以及脉冲参数：包括脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲幅度信息；
[0006]步骤2：ModeS应答信号前导脉冲匹配识别：根据已知的ModeS应答信号前导脉冲格式，依据脉冲宽度、脉冲间隔进行ModeS应答信号前导脉冲时序关系匹配；
[0007]步骤3：前导脉冲虚假信号抑制：对满足ModeS应答信号前导脉冲时序关系的4个脉冲进行幅度一致性判断，若四个脉冲幅度差在3dB以内，则识别为ModeS应答信号，并记录4个前导脉冲的幅度均值A；
[0008]步骤4：信息位虚假抑制：对ModeS应答信号信息位进行联合信号检测，在信号检测的同时进行信息位虚假信号抑制，若信息位脉冲幅度与4个前导脉冲的幅度均值差值在3dB以内，则认为此脉冲有效，输出信息位有效标识，否则不进行信息位有效标识输出；
[0009]步骤5：ModeS应答信号解码：根据边沿滤波精准获得的脉冲到达时刻点，进行信息位码元同步，同时根据信息位有效标识，对照ModeS应答信号编码规则进行解码。
[0010]进一步的，所述步骤1中联合信号检测采用边沿滤波和64点平滑滤波进行信号脉
冲上升沿检测。
[0011]进一步的，所述步骤1中联合信号检测，采用8点平滑滤波进行脉冲下降沿检测。
[0012]进一步的，所述步骤3中虚脉冲幅度统计方法为：统计脉冲所有采样点的幅度均值作为脉冲的幅度。
[0013]进一步的，所述步骤5中码元同步方法为：通过边沿滤波进行信号脉冲上升沿检测精准获得的脉冲到达时刻点，根据ModeS应答信号格式，依次获得ModeS应答信号各信息位的起点和终点，进行信息位码元同步。
[0014]本专利技术的有益效果包括：
[0015]①
64点平滑滤波进行上升沿检测具有更好的检测得益；8点平滑滤波进行下降沿检测可以很好的避免将多个脉冲识别为一个脉冲；通过联合信号检测可以在在提高检测灵敏度的同时,提高信号检测的准确性。
[0016]②
在进行上升沿判断时，引入64点边沿滤波，来更准确的获得脉冲上升沿到达时刻点。通过获得的精准脉冲上升起始点进行码元同步，提高解码正确率。
[0017]③
在进行前导脉冲虚假信号抑制时，通过采样点的幅度平均，可以很好的提高抗干扰能力，提高ModeS应答信号的识别准确性，避免虚警。
[0018]④
在进行信息位检测时加入虚假信号抑制，提高解码的抗干扰能力，提高解码正确率。
[0019]⑤
通过联合信号检测、虚假抑制和码元同步，在提高ModeS应答信号识别和解码灵敏度的同时提高解码正确率。
附图说明
[0020]图1 Modes应答信号格式。
[0021]图2 8点平滑滤波示意图。
[0022]图3 64点平滑滤波示意图。
[0023]图4 64点边沿滤波示意图。
[0024]具体实施方法
[0025]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步解释说明。
[0026]本专利技术通过平滑滤波来进行检测，可以降低检测信噪比，提高系统的灵敏度。针对ModeS应答信号脉宽宽度窄且占空比高达50％的特点，采用上升沿64点平滑检测、下降沿8点平滑检测的联合检测算法，在保证检测灵敏度的前提下，避免将信息位连续多个脉冲检测成一个脉冲，提高解码正确率；同时在上升沿检测时引入边沿滤波，精确获得上升沿到达时刻点，得到信息位的起点和终点，以进行信息位解码码元同步。本专利技术通过联合信号检测算法、虚假信号抑制和边沿滤波，提高了ModeS应答信号识别和解码灵敏度。
[0027]信号检测算法采用8点和64点平滑滤波检测，64点平滑滤波比8点具有更高的检测得益。ModeS应答信号信息位采用PPM调制，通过脉冲有无来进行解码，但ModeS应答信号脉宽窄、占空比高，64点平滑在进行下降沿判断时，很容易将连续多个脉冲识别为一个脉冲从而造成解码错误。因此在进行信号检测时，脉冲上升沿采用64点平滑检测，下降沿采用8点平滑检测，在保证检测信噪比的同时提高解码的正确率，64点平滑滤波和8点平滑滤波示意图分别如图2和图3所示；同时在进行上升沿判断时，通过64点边沿滤波，来更准确的获得脉
冲上升沿起始点，方便解码时进行码元同步，64点边沿滤波示意图如图4所示；同时ModeS应答信号所在1090MHz频段，存在其他各种模式敌我识别应答信号及通信信号的干扰，通过对ModeS前导脉冲和信息位幅度一致性判别进行虚假信号抑制，提高处理的抗干扰能力，降低ModeS应答信号识别的虚警和提高解码的正确率。因此，本专利技术提出了一种基于联合信号检测的ModeS应答信号解码方法。
[0028]本专利技术优选的实施步骤如下：
[0029]1)采用联合信号检测算法进行信号检测
[0030]采用联合检测算法对接收到的信号进行信号检测，获得脉冲到达时间和脉冲信号有效的标志，并进行脉冲参数测量，获得信号脉冲脉宽、脉冲间隔和幅度信息。联合信号检测算法步骤如下：
[0031]①
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于联合信号检测的ModeS应答信号解码方法，其特征在于：步骤1：联合信号检测：对接收到的信号进行联合信号检测，获得脉冲到达上升沿，获取信号有效标识以及脉冲参数，包括脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲幅度信息；步骤2：ModeS应答信号前导脉冲时序关系匹配：根据已知的ModeS应答信号前导脉冲时序格式，依据信号检测获得的信号有效标识、脉冲宽度、脉冲间隔进行ModeS应答信号前导脉冲时序关系匹配；步骤3：前导脉冲虚假信号抑制：找到满足ModeS应答信号前导脉冲时序关系的4个脉冲后，对这4个脉冲幅度一致性进行判别：统计每个脉冲所有采样点幅度的均值作为脉冲幅度，若4个脉冲的幅度差在3dB以内，则认为识别出ModeS应答信号，并记录4个前导脉冲的幅度均值为A；步骤4：信息位虚假信号抑制：对ModeS应答信号信息位进行联合信号检测，在信号检测的同时进行信息位虚假信号抑制，若信息位脉冲幅度与4个前导脉冲的幅度均值差值在3dB以内，则认为此脉冲有效，输出信息位有效标识，否则不进行信息位有效标识输出；步骤5：ModeS应答信号解码：通过联合信号检测时引入边沿滤波精准获得的脉冲到达时刻点，进行信息位码元同步，同时根据信息位有效标识，对照ModeS信息位编码规则进行解...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖卫东，何冠良，茅玉龙，徐晓东，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：
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