專利名稱：Tcas與s模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子通信，具體是一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯陣列(Field ProgrammableGate Array,以下簡(jiǎn)稱為FPGA)的空中交通警戒與防撞系統(tǒng)(Traffic Collision AvoidanceSystem，以下簡(jiǎn)稱為T(mén)CAS)和S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有關(guān)于空中交通警戒與防撞系統(tǒng)(縮寫(xiě)為T(mén)CAQ與S模式應(yīng)答機(jī)綜合的研究與設(shè)計(jì)，而國(guó)外的系統(tǒng)至多是形式上的聯(lián)合式綜合系統(tǒng)，并未實(shí)現(xiàn)一體化全面綜合，即平臺(tái)共用、軟硬件資源共享、信息融合、功能綜合等。而且，當(dāng)今在各種型號(hào)的飛機(jī)上應(yīng)用甚為廣泛的TCASII系統(tǒng)也是基于獨(dú)立的TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)架構(gòu)而共同完成空中交通態(tài)勢(shì)的感知。
由上述研究現(xiàn)狀可知，目前關(guān)于TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的研制主要存在以下兩點(diǎn)不足一方面，本機(jī)的TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)均利用自己獨(dú)立的天線系統(tǒng)、射頻前端電路以及處理模塊等來(lái)收發(fā)無(wú)線電信號(hào)并做相應(yīng)處理，從某種程度上來(lái)講，在同時(shí)配備了 TCAS和S模式應(yīng)答機(jī)的飛機(jī)上就會(huì)造成資源浪費(fèi)，不僅加重了機(jī)組人員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)獨(dú)立子系統(tǒng)也使飛機(jī)備件庫(kù)加大、飛機(jī)重量加重、可維護(hù)性降低，不利于減少飛機(jī)全壽命周期成本等等；另一方面，很少運(yùn)用軟件無(wú)線電的設(shè)計(jì)思想，使得航空電子系統(tǒng)的靈活性不夠，給機(jī)載設(shè)備未來(lái)的升級(jí)維護(hù)帶來(lái)了一些障礙，不易擴(kuò)展。
FPGA相對(duì)于適用于串行處理的數(shù)字信號(hào)處理(縮寫(xiě)DSP)來(lái)講，具有優(yōu)越的并行處理能力；而相對(duì)于采用硬連接邏輯的ASIC來(lái)講，具有滿足軟件無(wú)線電實(shí)現(xiàn)中的靈活性需求的特點(diǎn)。所以，F(xiàn)PGA技術(shù)由于其一系列的優(yōu)點(diǎn)而在軟件無(wú)線電領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景， 并很有可能成為實(shí)現(xiàn)軟件無(wú)線電平臺(tái)的最佳選擇，而且高速、大容量FPGA的高性能信號(hào)處理、靈活性和可升級(jí)性，使其在極其苛刻的軟件無(wú)線電數(shù)字處理系統(tǒng)中是不可或缺的。同時(shí)，StratixIII系列的FPGA具有容量大、速度快等特點(diǎn)，使得基于MratixIII系列FPGA的本發(fā)明能夠滿足系統(tǒng)功能及性能需求。
經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，電子科技大學(xué)的陳瑩等做過(guò)獨(dú)立的TCAS的研究與設(shè)計(jì)(陳瑩.TCAS系統(tǒng)的相關(guān)研究與設(shè)計(jì)[D].成都電子科技大學(xué)，2008.)；中國(guó)西南電子技術(shù)研究所的姚元飛等做過(guò)獨(dú)立的S模式應(yīng)答機(jī)中頻信號(hào)處理的研究(姚元飛，佟力，嚴(yán)國(guó)榮.S模式機(jī)載應(yīng)答機(jī)的中頻數(shù)字化處理[J].電訊技術(shù)，2009，49 (6) :70-73.)。
但是該現(xiàn)有技術(shù)都未能從綜合化的角度進(jìn)行航空電子系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，而且前者也未能在整個(gè)設(shè)計(jì)中運(yùn)用軟件無(wú)線電技術(shù)。這些都導(dǎo)致了機(jī)載設(shè)備的備件庫(kù)繁重、資源浪費(fèi)、不易升級(jí)維護(hù)等。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在不消耗過(guò)多資源、有足夠快的處理速度情況下，實(shí)現(xiàn)綜合化的信號(hào)處理與檢查。
本發(fā)明的解決技術(shù)方案如下
一種TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)，其點(diǎn)征在于該系統(tǒng)包括數(shù)字下變頻模塊、TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，所述數(shù)字下變頻模塊的輸出端經(jīng)信號(hào)線分別與所述的TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊的輸入端相連。
數(shù)字下變頻模塊包括四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的數(shù)字下變頻分模塊，每個(gè)數(shù)字下變頻分模塊又包括同相路和正交路、兩路共用的平方開(kāi)方單元和系統(tǒng)時(shí)鐘單元，所述的同相路和正交路都由依次的數(shù)字混頻狀態(tài)機(jī)單元、CIC4倍抽取單元、HB2倍抽取單元、HR低通單元組成， 所述的同相路和正交路的HR低通單元的輸出端接所述的平方開(kāi)方單元，對(duì)由射頻頻率/ 天線接收通道輸入的四路數(shù)字中頻信號(hào)實(shí)行并行處理，經(jīng)下變頻處理后的四路數(shù)字基帶信號(hào)分別向所述的TCAS基帶預(yù)處理模塊或S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊輸出。
一種利用所述的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的接收方法，其特點(diǎn)在于該方法包括如下步驟
步驟1 所述的數(shù)字下變頻模塊接收來(lái)自由射頻前端電路提供的射頻頻率/天線接收通道的四路數(shù)字中頻信號(hào)經(jīng)處理得到四路數(shù)字基帶信號(hào)；
步驟2 根據(jù)接收由射頻前端電路提供的射頻頻率或者天線接收通道的信息(發(fā)送給TCAS的信息和發(fā)送給S模式應(yīng)答機(jī)的信息在射頻頻率上不一樣，前者是1090MHz，后者是1030MHz，所以系統(tǒng)是根據(jù)這個(gè)信息來(lái)區(qū)分后面是交給TCAS處理通道還是交給S模式應(yīng)答機(jī)處理通道的；也可以根據(jù)天線接收通道來(lái)區(qū)別，TCAS和S模式應(yīng)答機(jī)的射頻段是分開(kāi)的，所以也能根據(jù)這個(gè)來(lái)區(qū)分。)判斷，使能TCAS基帶預(yù)處理模塊，或使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，并將所述的四路數(shù)字基帶信號(hào)輸入所述的使能TCAS基帶預(yù)處理模塊，或使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊；
步驟3:
a)當(dāng)使能TCAS基帶預(yù)處理模塊時(shí)，所述的四路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)入TCAS基帶預(yù)處理階段通過(guò)解復(fù)用器對(duì)四路數(shù)字基帶信號(hào)利用詢問(wèn)模式信息對(duì)應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行分離提取， 并對(duì)應(yīng)地交由C模式譯碼模塊進(jìn)行譯碼處理或S模式譯碼模塊進(jìn)行譯碼處理；
b)當(dāng)使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊時(shí)，進(jìn)入S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理階段
①對(duì)一路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行詢問(wèn)信號(hào)模式判別，從而分離A/C/S(PAM)詢問(wèn)信號(hào)和S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)的詢問(wèn)模式指示信號(hào)；
②對(duì)S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)的指示信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展處理，并結(jié)合P6脈沖上升沿和S 模式DPSK中頻詢問(wèn)信號(hào)做時(shí)序調(diào)整，完成DPSK解調(diào)，從而得到S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)的信息絕對(duì)碼。
所述A/C模式譯碼模塊的譯碼處理是將四路數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)多路選擇器選擇出功率最大的兩個(gè)支路信號(hào)，并分別針對(duì)每個(gè)支路信號(hào)依次進(jìn)行PSV生成、PSV分解、框架檢測(cè)、脈沖信息提取步驟后經(jīng)比較器和選擇器后輸出最大參考功率和相應(yīng)的框架/碼位信肩、O
所述的S模式譯碼模塊的譯碼處理是對(duì)四路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行四脈沖報(bào)頭檢測(cè)，并分別將0度和180度方向上信號(hào)的功率進(jìn)行比較和選擇、90度和270度方向上信號(hào)的功率進(jìn)行比較和選擇，并將兩次比較中的較大值再進(jìn)行比較，最后輸出最大功率/次大功率有效報(bào)頭信息和對(duì)應(yīng)的最大功率/次大功率通道。
所述的詢問(wèn)信號(hào)模式判別時(shí)所利用的脈沖幅度信息，是通過(guò)求取均值獲得的，在求取均值過(guò)程中采用了移位和加減法來(lái)完成。
在所述S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，擴(kuò)展了 S模式使能信號(hào)以使其持續(xù)有效為 30.25 μ s。
為使得S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)、Ρ6脈沖的上升沿、擴(kuò)展的S模式使能信號(hào)三者之間精確地同步，通過(guò)一個(gè)時(shí)序調(diào)整模塊來(lái)輔助完成。
在進(jìn)行DPSK解調(diào)時(shí)對(duì)位抽樣判決部分采用只判斷最高比特位的方法。
綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1)綜合化設(shè)計(jì)，將綜合化航空電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念應(yīng)用于TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合中，改變傳統(tǒng)的聯(lián)合式系統(tǒng)架構(gòu)，從而共享平臺(tái)資源。
2)利用射頻前端電路提供的射頻頻率/天線接收通道等信息來(lái)完成對(duì)TCAS與S 模式應(yīng)答機(jī)處理通道的分離，為綜合化系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)提供了一種解決方案。
3)基于FPGA硬件平臺(tái)的中頻數(shù)字化處理，將軟件無(wú)線電思想應(yīng)用于TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的信號(hào)處理，利用數(shù)字下變頻技術(shù)使得系統(tǒng)可將A/D模塊更接近于天線，從而便于進(jìn)行數(shù)字處理，更準(zhǔn)確更方便地實(shí)現(xiàn)功能，同時(shí)為航空電子系統(tǒng)的維護(hù)和升級(jí)帶來(lái)了很多便利。
4)詢問(wèn)信號(hào)的模式判別算法使得分離提取A/C模式詢問(wèn)信號(hào)和S模式詢問(wèn)信號(hào)更為準(zhǔn)確高效。
5)求取脈沖幅度均值的優(yōu)化算法，利用FPGA特點(diǎn)高效地實(shí)現(xiàn)了特定的除法運(yùn)算， 使得模式判別更為精確無(wú)誤。
6)在DPSK解調(diào)過(guò)程中采用的改進(jìn)抽樣判決方法不僅節(jié)約了邏輯資源，同時(shí)減小了因設(shè)置門(mén)限電平所帶來(lái)的麻煩和可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
7)在一定的資源消耗情況下，能達(dá)到80MHz以上的系統(tǒng)處理速度，足夠承擔(dān)系統(tǒng)功能和性能。


圖1為本發(fā)明TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的組成示意圖。
圖2為為本發(fā)明系統(tǒng)中數(shù)字下變頻的處理流程示意圖。
圖3為本發(fā)明系統(tǒng)中TCAS基帶預(yù)處理模塊中的譯碼通道分離示意圖。
圖4為本發(fā)明系統(tǒng)中TCAS基帶預(yù)處理模塊中的C模式應(yīng)答信號(hào)檢測(cè)框圖。
圖5為本發(fā)明系統(tǒng)中TCAS基帶預(yù)處理模塊中的S模式應(yīng)答信號(hào)脈沖報(bào)頭檢測(cè)框圖。
圖6為本發(fā)明系統(tǒng)中的S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊實(shí)現(xiàn)框圖。
圖7為圖6中詢問(wèn)信號(hào)模式判別算法框圖。
圖8為圖6中S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)處理流程圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
一種TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)，包括數(shù)字下變頻模塊、 TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，其中數(shù)字下變頻模塊的輸出端分別與TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊相連并輸出四路經(jīng)數(shù)字下變頻后的基帶信號(hào)；然后系統(tǒng)利用射頻前端提供的射頻頻率/天線接收通道信號(hào)、詢問(wèn)模式信息、詢問(wèn)方向信息等來(lái)分離TCAS基帶預(yù)處理模塊通道和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊通道；TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊再分別根據(jù)上述輔助信號(hào)、基帶信號(hào)和中頻信號(hào)完成各種模式的應(yīng)答信號(hào)和詢問(wèn)信號(hào)的解碼。
數(shù)字下變頻模塊利用MratixIII系列的FPGA對(duì)四路數(shù)字中頻信號(hào)做并行的下變頻處理并求取幅度信息，其中四路數(shù)字中頻信號(hào)為全向天線的0度、90度、180度和270度方向上接收到的模擬信號(hào)經(jīng)采樣得到的，其中一路數(shù)字下變頻模塊包括數(shù)字混頻狀態(tài)機(jī)單元、CIC抽取單元、HB抽取單元、FIR低通單元、平方開(kāi)方單元等，四路數(shù)字下變頻模塊是相同的。
射頻頻率/天線接收通道等信息用于分離TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊。
TCAS基帶預(yù)處理模塊利用詢問(wèn)模式等信息來(lái)使能不同的譯碼通道，然后在C模式譯碼通道上利用詢問(wèn)方向、功率大小等信息進(jìn)行C模式應(yīng)答信號(hào)的檢測(cè)，在S模式譯碼通道上利用功率大小比較等方法進(jìn)行S模式應(yīng)答信號(hào)初始脈沖報(bào)頭的檢測(cè)；從而完成對(duì)C模式應(yīng)答信號(hào)和S模式應(yīng)答信號(hào)的分離提取，該TCAS基帶預(yù)處理模塊包括解復(fù)用器單元、C模式譯碼單元、S模式譯碼單元。其中，C模式譯碼單元又包括多路選擇器單元、PSV生成單元、PSV分解單元、框架檢測(cè)單元、脈沖信息提取單元、比較器單元等。其中，s模式譯碼單元又包括四脈沖報(bào)頭檢測(cè)單元、比較器單元和選擇器單元等。
S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊利用模式判別的方法來(lái)分離譯碼通道，完成對(duì)A/C 模式詢問(wèn)信號(hào)和S模式詢問(wèn)信號(hào)的分離提取，該S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊包括模式判別單元、時(shí)序調(diào)整單元、DPSK解調(diào)單元等。
實(shí)施例
請(qǐng)先參閱圖1，圖1為本發(fā)明TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的組成示意圖，主要包括四路并行處理的數(shù)字下變頻模塊、TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊。
分離提取有效的C模式應(yīng)答信號(hào)、S模式應(yīng)答信號(hào)、A/C模式詢問(wèn)信號(hào)和S模式詢問(wèn)信號(hào)的過(guò)程主要由如下幾個(gè)步驟完成
步驟一數(shù)字下變頻。利用Altera的MratixIII系列FPGA對(duì)欠采樣后的數(shù)字中頻信號(hào)OOMHz)進(jìn)行下變頻處理；
步驟二 TCAS處理通道和S模式應(yīng)答機(jī)處理通道分離。利用由射頻頻率、天線接收通道等信息所設(shè)置的信號(hào)線來(lái)判斷當(dāng)前接收到的信號(hào)應(yīng)由哪一通道負(fù)責(zé)處理若模擬信號(hào)為1090MHz頻率或是從TCAS的天線接收通道接收到的信息，則該信息交由TCAS基帶預(yù)處理模塊(即使能TCAS基帶預(yù)處理模塊，而抑制S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊)；若模擬信號(hào)為1030MHz或是從S模式應(yīng)答機(jī)的天線接收通道接收到的信息，則該信息交由S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊(即使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，而抑制TCAS基帶預(yù)處理模塊)；
步驟三TCAS基帶預(yù)處理和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理
a)當(dāng)TCAS基帶預(yù)處理模塊被使能后，進(jìn)入TCAS基帶預(yù)處理階段
①利用詢問(wèn)模式等信息將四路數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)解復(fù)用器進(jìn)行分離，對(duì)應(yīng)地交由 C模式譯碼模塊或S模式譯碼模塊進(jìn)行譯碼處理；
②針對(duì)C模式譯碼模塊，根據(jù)詢問(wèn)方向?qū)⑺穆窋?shù)字基帶信號(hào)通過(guò)多路選擇器選擇出功率最大的兩個(gè)支路信號(hào)，并分別針對(duì)每個(gè)支路信號(hào)依次進(jìn)行PSV生成、PSV分解、框架檢測(cè)、脈沖信息提取等步驟后獲取參考功率、框架以及碼位信息；
③針對(duì)S模式譯碼模塊，對(duì)四路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行四脈沖報(bào)頭檢測(cè)，并分別將0度和180度方向上信號(hào)的功率進(jìn)行比較、90度和270度方向上信號(hào)的功率進(jìn)行比較，并將兩次比較中的較大值再進(jìn)行比較，得到最大/次大功率和對(duì)應(yīng)通道的有效報(bào)頭信息。
b)當(dāng)S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊被使能后，進(jìn)入S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理階段
①首先針對(duì)一路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行詢問(wèn)信號(hào)模式判別，從而分離A/C/S(PAM)詢問(wèn)信號(hào)和S(DPSK)詢問(wèn)信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)的詢問(wèn)模式指示信號(hào)；
②然后對(duì)S模式DPiiK詢問(wèn)信號(hào)的指示信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展處理，并結(jié)合P6脈沖上升沿和S模式DPSK中頻詢問(wèn)信號(hào)做時(shí)序調(diào)整，完成DPSK解調(diào)，從而得到S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)的信息絕對(duì)碼。
由上述實(shí)施例表明，利用射頻前端電路提供的射頻頻率/天線接收通道等信息來(lái)完成對(duì)TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)處理通道的分離，可以有效實(shí)現(xiàn)“共享資源”意義上的綜合化， 改變了以往聯(lián)合式系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)和資源配置方式；基于FPGA的軟件無(wú)線電技術(shù)的應(yīng)用使得本綜合化系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、易升級(jí)維護(hù)性等大為提高；詢問(wèn)信號(hào)的模式判別算法使得分離提取A/C模式詢問(wèn)信號(hào)和S模式詢問(wèn)信號(hào)更為準(zhǔn)確高效；求取脈沖幅度均值的優(yōu)化算法，使得模式判別更為精確無(wú)誤；在DPSK解調(diào)過(guò)程中采用的改進(jìn)抽樣判決方法不僅節(jié)約了邏輯資源，同時(shí)也減小了因設(shè)置門(mén)限電平所帶來(lái)的麻煩和可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。
權(quán)利要求
1.一種空中交通警戒防撞系統(tǒng)(TCAQ與3模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括數(shù)字下變頻模塊、TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，所述數(shù)字下變頻模塊的輸出端經(jīng)信號(hào)線分別與所述的TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)字下變頻模塊包括四個(gè)結(jié)構(gòu)相同的數(shù)字下變頻分模塊，每個(gè)數(shù)字下變頻分模塊又包括同相路和正交路、兩路共用的平方開(kāi)方單元和系統(tǒng)時(shí)鐘單元，所述的同相路和正交路都由依次的數(shù)字混頻狀態(tài)機(jī)單元、CIC4倍抽取單元、HB2倍抽取單元、HR低通單元組成，所述的同相路和正交路的^R低通單元的輸出端接所述的平方開(kāi)方單元，對(duì)由射頻頻率/天線接收通道輸入的四路數(shù)字中頻信號(hào)實(shí)行并行處理，經(jīng)下變頻處理后的四路數(shù)字基帶信號(hào)分別向所述的TCAS 基帶預(yù)處理模塊或S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊輸出。
3.一種利用權(quán)利要求1所述的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)的接收方法，其特征在于該方法包括如下步驟步驟1 所述的數(shù)字下變頻模塊接收來(lái)自由射頻前端電路提供的射頻頻率/天線接收通道的四路數(shù)字中頻信號(hào)經(jīng)處理得到四路數(shù)字基帶信號(hào)；步驟2 根據(jù)接收由射頻前端電路提供的射頻頻率或者天線接收通道的信息判斷，使能TCAS基帶預(yù)處理模塊，或使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，并將所述的四路數(shù)字基帶信號(hào)輸入所述的使能TCAS基帶預(yù)處理模塊，或使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊；步驟3 a)當(dāng)使能TCAS基帶預(yù)處理模塊時(shí)，所述的四路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)入TCAS基帶預(yù)處理階段通過(guò)解復(fù)用器對(duì)四路數(shù)字基帶信號(hào)利用詢問(wèn)模式信息對(duì)應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行分離提取，并對(duì)應(yīng)地交由C模式譯碼模塊進(jìn)行譯碼處理或S模式譯碼模塊進(jìn)行譯碼處理；b)當(dāng)使能S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊時(shí)，進(jìn)入S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理階段①對(duì)一路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行詢問(wèn)信號(hào)模式判別，從而分離A/C/S(PAM)詢問(wèn)信號(hào)和S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)，并輸出對(duì)應(yīng)的詢問(wèn)模式指示信號(hào)；②對(duì)S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)的指示信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)展處理，并結(jié)合P6脈沖上升沿和S模式 DPSK中頻詢問(wèn)信號(hào)做時(shí)序調(diào)整，完成DPSK解調(diào)，從而得到S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)的信息絕對(duì)碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于所述A/C模式譯碼模塊的譯碼處理是將四路數(shù)字基帶信號(hào)通過(guò)多路選擇器選擇出功率最大的兩個(gè)支路信號(hào)，并分別針對(duì)每個(gè)支路信號(hào)依次進(jìn)行PSV生成、PSV分解、框架檢測(cè)、脈沖信息提取步驟后經(jīng)比較器和選擇器后輸出最大參考功率和相應(yīng)的框架/碼位信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于所述的S模式譯碼模塊的譯碼處理是對(duì)四路數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行四脈沖報(bào)頭檢測(cè)，并分別將0度和180度方向上信號(hào)的功率進(jìn)行比較和選擇、90度和270度方向上信號(hào)的功率進(jìn)行比較和選擇，并將兩次比較中的較大值再進(jìn)行比較，最后輸出最大功率/次大功率有效報(bào)頭信息和對(duì)應(yīng)的最大功率/次大功率通道。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于所述的詢問(wèn)信號(hào)模式判別時(shí)所利用的脈沖幅度信息，是通過(guò)求取均值獲得的，在求取均值過(guò)程中采用了移位和加減法來(lái)完成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于在所述S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)時(shí)，擴(kuò)展了 S模式使能信號(hào)以使其持續(xù)有效為30. 25 μ S。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于為使得S模式DPSK詢問(wèn)信號(hào)、Ρ6脈沖的上升沿、擴(kuò)展的S模式使能信號(hào)三者之間精確地同步，通過(guò)一個(gè)時(shí)序調(diào)整模塊來(lái)輔助完成。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的接收方法，其特征在于在進(jìn)行DPSK解調(diào)時(shí)對(duì)位抽樣判決部分采用只判斷最高比特位的方法。
全文摘要
一種TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)的綜合化數(shù)字中頻接收系統(tǒng)，包括數(shù)字下變頻模塊、TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊，數(shù)字下變頻模塊的輸出端經(jīng)信號(hào)線分別與所述的TCAS基帶預(yù)處理模塊和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理模塊的輸入端相連；其實(shí)現(xiàn)過(guò)程包括a)對(duì)采樣后的四路中頻數(shù)字信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)字下變頻處理；b)利用TCAS與S模式應(yīng)答機(jī)在射頻頻率上的區(qū)別、天線接收通道上的區(qū)別等信息來(lái)分離TCAS基帶預(yù)處理通道和S模式應(yīng)答機(jī)基帶預(yù)處理通道；c)分別針對(duì)兩基帶模塊進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理，從而完成對(duì)A/C/S模式的詢問(wèn)及應(yīng)答信號(hào)的分離提取和譯碼。具有高速、靈活、易維護(hù)、易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)，能對(duì)降低飛機(jī)全壽命周期成本起到重要作用。
文檔編號(hào)H04L27/22GK102510293SQ20111037498
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月22日
發(fā)明者李元祥, 馬進(jìn) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)