S模式應(yīng)答信號多通道接收解碼技術(shù)研究
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3．4 改進(jìn)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(gè)接收機(jī)的信號先送入選擇邏輯，選擇邏輯再從N個(gè)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(yīng)于最高基帶信噪比就是解碼的數(shù)據(jù)滿足CRC24校驗(yàn)，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(jìn)行CRC24校驗(yàn)，校驗(yàn)正確的通道數(shù)據(jù)將被輸出，若同時(shí)校驗(yàn)正確，則輸出報(bào)頭相關(guān)度高的通道數(shù)據(jù)，若兩個(gè)通道的數(shù)據(jù)的CRC24校驗(yàn)都不正確，不論融合數(shù)據(jù)能否通過校驗(yàn)，都輸出融合后的數(shù)據(jù)。
這種改進(jìn)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(yàn)為準(zhǔn)則，這就可以避免上一節(jié)中所提出的錯(cuò)誤的融合數(shù)據(jù)對正確輸出的影響。同時(shí)，在對三路數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC24校驗(yàn)后，將校驗(yàn)結(jié)果以標(biāo)志位的形式記錄在時(shí)間字節(jié)的最高三位(分配給信號的TOA四個(gè)字節(jié)，但以10 ns為步進(jìn)單位的時(shí)間只占28位，最高4位可作他用)。若通道一的CRC24校驗(yàn)正確，則將最高位賦1，否則賦0；若通道二的CRC24校驗(yàn)正確，則將次高位賦1，否則賦0；若融合數(shù)據(jù)的CRC24校驗(yàn)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(jī)的軟件中對雙通道的數(shù)據(jù)率增加效果以及所能達(dá)到的糾錯(cuò)效果進(jìn)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(shí)現(xiàn)相互間的糾錯(cuò)，這需要明確的數(shù)據(jù)進(jìn)行說明。根據(jù)3．4節(jié)中對通道數(shù)據(jù)所作的標(biāo)記，在上位機(jī)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)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(dǎo)數(shù)據(jù)起始，接著是4個(gè)字節(jié)的時(shí)間信息，最后是14個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)信息。其中在時(shí)間信息的最高4位(串口以十六進(jìn)制表示)是用作標(biāo)志位的，在雙通道接收融合系統(tǒng)中，只用了前3位，具體標(biāo)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.ex-cimer.com/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(jī)的雙通道解碼融合情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對用作標(biāo)志的4個(gè)位的值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2所示。
當(dāng)標(biāo)志位的值為8、A或E時(shí)，表明通道一正確接收并解碼出S模式的應(yīng)答信號；當(dāng)標(biāo)志位的值為4、6或E時(shí)，表明通道二正確接收并解碼出S模式的應(yīng)答信號；當(dāng)標(biāo)志位的值為0時(shí)，表明沒有雙通道及融合數(shù)據(jù)都未能正確接收解碼；當(dāng)標(biāo)志位的值為2時(shí)，表明在通道一、通道二都未能正確接收解碼時(shí)，將二者進(jìn)行融合達(dá)到了糾錯(cuò)的效果，融合出了正確的數(shù)據(jù)。
對表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行通道分析，在一段時(shí)間內(nèi)所接收解碼的數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)如表3所示(在同一段時(shí)間內(nèi))。
從對Mode S號為71BF21飛機(jī)S模式應(yīng)答信號的接收解碼來看，單獨(dú)用通道一接收，僅僅接收解碼出17個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)，單獨(dú)用通道二接收，可接收解碼出114個(gè)有效數(shù)據(jù)點(diǎn)。值得注意的是，通道一解碼出有效數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)通道二同樣能解碼出。可以合理地猜測：在數(shù)據(jù)記錄的這段時(shí)間內(nèi)飛機(jī)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(shí)候，因?yàn)橥ǖ酪粵]有接收到信號而不能提供對其糾錯(cuò)的能力，所以將兩個(gè)通道進(jìn)行融合后所能糾錯(cuò)的點(diǎn)的個(gè)數(shù)也不是很多(僅15個(gè))。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(gè)數(shù)達(dá)到了93個(gè)，幾乎是等同于正確接收的個(gè)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(jī)S模式應(yīng)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(diǎn)的個(gè)數(shù)相近，表明飛機(jī)在空間上具有相對于兩通道覆蓋區(qū)域?qū)ΨQ的特點(diǎn)，同時(shí)解碼出的有效數(shù)據(jù)點(diǎn)為28個(gè)，較上一批數(shù)據(jù)要多，這表明有更多的應(yīng)答信號同時(shí)被兩個(gè)通道所接收。從上面解釋可以推出這兩個(gè)通道將提供更好的相互糾錯(cuò)的能力。從數(shù)據(jù)中看出，兩個(gè)通道進(jìn)行融合后能糾錯(cuò)的點(diǎn)達(dá)到了29個(gè)，證明上述推論的正確性。
從對Mode S號為780671飛機(jī)S模式應(yīng)答信號的接收解碼來看，雖然兩個(gè)通道同時(shí)解碼出有效點(diǎn)的個(gè)數(shù)較多，但從兩個(gè)通道單獨(dú)解碼的數(shù)據(jù)來看，飛機(jī)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(qiáng)度較弱，不能提供較好的糾錯(cuò)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(shí)在兩個(gè)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(cuò)能力。
5 結(jié)語
本文對S模式應(yīng)答信號的多通道接收解碼及融合糾錯(cuò)技術(shù)進(jìn)行了研究。對空域中載頻為1 090 MHz的信號類型進(jìn)行了分析，確定了進(jìn)行多通道接收解碼的現(xiàn)實(shí)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(jìn)行融合糾錯(cuò)的理論可行性；然后以雙通道為例，進(jìn)行了方案設(shè)計(jì)和關(guān)鍵技術(shù)研究和實(shí)現(xiàn)；對實(shí)現(xiàn)的雙通道接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)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(cuò)技術(shù)的研究表明，利用多通道對S模式應(yīng)答信號進(jìn)行接收解碼不僅可以增加空域覆蓋范圍，同時(shí)可以利用多通道接收的信號進(jìn)行融合糾錯(cuò)，以作為應(yīng)對丟點(diǎn)的一種有效技術(shù)手段。
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