一体化TCAS在复杂环境下的信号提取方法

摘要

本发明是一种一体化TCAS系统信号提取方法，它完成了对复杂环境下TCAS信号的提取及识别。针对原TCAS系统信号提取的体积大、过程复杂、抗干扰性差等问题，本发明设计了基于大型FPGA的信号提取电路及功率计算、去混叠方法；它主要由FPGA内的状态机、计数器实现，有效的简化了提取过程，提高了抗干扰能力。在本发明中，将经脉冲初始检测后的接收信号通过按照各信号格式编写的状态机，若其符合某信号格式状态机逻辑，则在信号的有效数据段使能译码电路输出有效数据；若其不符合，则在发现不符合后，该状态机返回到起始端等待识别解调下一条脉冲信号。然后，计算参考功率，去混叠输出有效数据。

主权项

一种TCAS系统信号提取方法，按照以下步骤实现脉冲初始位置检测、同步脉冲初始检测、参考功率计算、混叠干扰信号去除及触发测试功能；步骤一、事先设定了一个门限值Threshold，规定采样信号值在门限之上，则当前采样值是一个有效的脉冲位置，其它采样点依此类推；那么，只有当连续几个采样点的值至少8个以上都在门限之上时，则判定为一个上升点；短时间内出现视频信号的减小幅度超过沿变化的门限值Slope，则判定为这个点是一个下降沿点；据事先设置的门限电平检测脉冲初始位置及上升下降沿：步骤二、在FPGA内编写的针对各脉冲信号逻辑的状态机来实现接收信号的识别：当接收到的脉冲信号输入后，按照各信号格式编写的状态机时，若其符合某信号格式状态机逻辑，则在信号的有效数据段使能译码电路输出有效数据；若其不符合，则在发现不符合后，该状态机返回到起始端等待识别解调下一条脉冲信号；步骤三、以S模式4个报头脉冲中的8个采样值比较获得次最大值和次最小值，然后平均获得参考功率：从前4个采样值中选出最大值S_max1和S_min1，从后4个采样值中选取最大值S_max2和最小值S_min2；从S_max1和S_max2中选出最小值S_{max_min}，从S_min1和S_min2选出最大值S_{min_max}，即得到了当前报头参考功率的次大值和次小值，然后求其平均值，就得到了当前报头的参考功率S_{ref_power}；步骤四、对两个S模式信号相距1μs，3.5μs及4.5μs三种情况分别进行混叠分析，然后再进行去混叠干扰处理；对于两个S模式应答信号相隔3.5μs和4.5μs时，即后一个S模式信号分别比前一个信号晚3.5μs和4.5μs，这时的检测方法与1μs时的情况相似；当T＝0μs时的报头通过了1μs、3.5μs及4.5μs混叠检测时；为了解决报头检测部分频繁的产生报头输出问题，采用了S模式报头的再触发机制：记当前报头的参考功率是S_{ref_power}，在13μs后继续寻找后续报头，如果在此时间段内的某个报头通过了前面的测试，其参考功率为S_{ref_power_new}；如果S_{ref_power_new}‑S_{ref_power}＞3dB，那么中止旧应答的处理转而处理新的应答，这样就能保证正在处理的是一段时间内最有可能的S模式报文；S_{ref_power_new}‑S_{ref_power}≤3dB，则不打断旧信号的处理过程，而丢弃新的报头及它所带的数据；通过再触发过程检测后，确认了检测到了S模式应答数据，然后对报头后面的56位经PPM调制的数据位进行处理和解码。