[发明专利]一种基于FPGA的S模式ADS_B系统的纠检错方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空中交通管制信号处理方法，尤其涉及一种基于FPGA的S模式ADS_B系统的纠检错方法。

背景技术

随着我国经济的高速发展，中国民航运输业也在快速增长，航空领域出现前所未有的发展形势，我国民航传统的空管系统主要是基于一次雷达系统和二次监视雷达系统的雷达监管系统。雷达系统造价昂贵，覆盖面积有限，功能有限。ADS-B是国际民航组织正在推广的集现代最先进的数据通信、卫星导航和监视技术于一体的新一代航行监视技术，可应用于机场附近空域和机场场面的航空器监视，高密度飞行区域的空中交通导航、监视和管理。还可应用于无雷达区域的远程航空器运行监视。而且与传统雷达监视技术相比，ADS-B系统具有使用成本低、精度误差小、监视能力强、传输信息量大等优势。

ADS-B技术首先要解决的问题是用于监视处理时的应答有效获取。由于ADS-B系统与传统监视模式采用完全不同的形式，在解决融合处理方面需要新的处理方法。由于S模式 ADS-B系统使用了模式S数据链，所以是一个全新的系统概念。ADS-B系统采用广播的方式共享传输信道，而不是传统模式采用的点名式询问，造成干扰增多，对解码算法要求更为苛刻。

现有的ADS_B系统，在纠检错方面，采用的是传统CRC纠错算法，有很大的局限性，因为只有低置信度位都包含在一个24比特窗中时，才可以进行正确的纠错。如果低置信度比特位，有1位不能用一个24比特窗包括时，纠检错机制就不能把错误纠正过来。另外该算法中，计算参考功率所用的是采样点功率直接求平均值的方法，这样会带来很大的不精确度，降低了系统的可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以有效去除空间干扰，准确地纠正在任意位置上的突发错误比特，高效实时的进行消息解码的基于FPGA的S模式ADS_B系统的纠检错方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于FPGA的S模式ADS_B系统的纠检错方法，包括如下步骤：

S1. 系统检测初始化，对ADS_B系统中数据参数、门限值进行初始化配置。

S2 .参考功率值的确定

S21. 若一个采样点的功率值大于门限值，其随后连续的3以上采样点的功率值都在门限值以上，那么采样点的位置可以看做是一个有效脉冲位置，采样率10点/μs；

S22. 有效脉冲位置内的某一个采样点，跟前一个采样点之间的功率差大于门限值，且跟后一个采样点之间的功率差小于门限值，那么可判定此采样点在一个脉冲上升沿上； 

S23. 若系统检测到4个脉冲具有0μs、1.0μs、3.5μs、4.5μs的时序，且这4个位置处有效脉冲的上升沿个数不少于2个，则认定这4个脉冲是ADS_B消息的前导报头脉冲；

S24. 在前导报头脉冲的每个上升沿后选择3个采样点，组成一个采样点集合，采样率10点/μs；

S25. 分别对每一个采样点找出2dB摆幅内的其他采样点，并计算其他采样点的数目，找出该数目的最大值，如果最大值唯一，那么该最大值对应采样点的功率值就是报头的参考功率值，如果最大值不唯一，那么计算产生该最大值对应的采样点的功率平均值，作为报头的参考功率值。

S3.位的提取和置信度分析

S31. ADS_B消息采用PPM编码方式，每个比特位由chip1和chip2两部分组成，chip1表示比特位的前半比特，chip2表示比特位的后半比特，对接收到的消息进行采样，每个比特位上采样点数为2N，每个chip上的采样点数为N；

S32. 对每个比特位的采样点，依次求出采样点功率值在参考功率值正负3dB范围之内的点集合，chip1中点用chip1_A 表示，chip2中点用chip0_A ；

S33. 对每个比特位的采样点，依次求出采样点功率值比参考功率值小6dB以上的点集合，chip1中点用chip1_B 表示，chip0中点用chip2_B 表示；

S34. 对集合chip1_A、chip2_A、chip1_B、chip2_B中的采样点进行加权运算，对每个chip中，边沿采样点的权重值定为1，其余采样点的权重值定为2，得到的权重累加值分别记为w_chip1-_A，w_chip2_A, w_chip1_B, w_chip2_B;

S35. 通过公式1和2，计算score1和score2：

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