note-4-9

---

检测信噪比

根据不同信噪比采用不同策略
分析信噪比对同时检测信号个数的影响

X信号传输特征

一条x信号主要由两个部分组成，前导脉冲和数据脉冲部分
前导脉冲：消息的前导脉冲位置在消息的前端即信号的前8μs时间，是消息头部分，总共有4个脉冲，其中每个脉冲的持续时间约为0.5±0.05μs，相对于第一个脉冲，第二个，第三个和第四个脉冲分别出现在1.0μs，3.5μs和4.5μs处，定时误差相对于精确位置处不得超过±0.5μs。
数据脉冲：x数据脉冲的位置在前导脉冲之后，其第一个脉冲的位置相对于第一个前导脉冲出现在8.0μs处。由于每一条x消息都包含112比特数据位信息，每个比特的脉冲宽度都为0.5±0.05μs，和前导脉冲相同的是，每个消息脉冲的定时误差相对于精确位置来说都不得超过±0.05μs。
x脉冲的形状规定：要求X消息脉冲全部为方波脉冲，在同一个消息中，任何两个脉冲的幅度差不能够超过2dB，脉冲的上升时间为：0.05μs到0.1μs，脉冲的下降时间为：0.05μs到0.1μs。

---

X系统基本特点

Frequency band 1090MHz Channels one-channel Bit rate 1 Mb/s Modulation PPM Synchronization 4 pulse preamble Message length 112 bits Parity 24 bits Address 24 bits Longitude CPR,LSB~5 meters,17 bits even,17 bits odd PVT segmentation velocity in separate message Transmitter power (at ant.) 51-57 dBm,normal;48.5-57 dBm, low end Rcvr.MTL(90%)(at ant.) <=-84 dBm, high-end;<=-72 dBm, low-end Polarization vertical Transmission rate,PVT 2/sec.position;s/sec.velocity Multiple access technique random short message

RF link budget

---

前导脉冲检测作用为：
1. 确认是否有M模式信号出现；
2. 估计信号的到达时间；
3. 获取信号的参考电平，根据电平确定数据解码的动态阈值，是数据解码的基本依据

报头检测【10 MHz 采样】

消息达到时间
信号波形

滤波器性能

处理结果

X信号和A\C信号混叠【相同幅度，2】

信号波形

处理结果

由结果可看出A/C对X信号到达时间计算影响不是很大

X接收机M模式关键算法研究及实现
参考功率计算，要求：
1. 具备一定的抗干扰能力；
2. 在尽可能反映报头功率均值的情况下，使该参考功率值有趋小的趋势。

功率一致性测试

算法实现步骤如下：

1. 在报头的4个前导脉冲中，分别计算报头脉冲采样点值的平均值。这一步得到四个平均值；
2. 如果有等于或大于两个平均值在报头参考功率的±3dB内，就可确认这个报头噪声污染不严重或者没有被噪声污染。通过一致性检测，否则，丢弃该报头，重新开始报头检测过程。

DF认证：DF为X消息中数据域的前五比特。此处进行DF认证本质上还是对X消息的可靠性进行进一步的确认。

通过DF认证后的消息，进入X消息数据位的处理。DF认证算法为：

1. 数据块的前5位，每个位的两个chip均持续0.5μs，对某个chip的采样点来说，如果在其上升沿或上升沿±1个采样点时间内，存在一个有效脉冲VPP，则可以认为检测到一个数据脉冲。检测到有效脉冲后进入步骤2，否则丢弃；
2. 利用每个有效脉冲位置后的3个采样点(10MHz 采样情况下)。然后分别求出每个码片的采样点的平均值。用所得到的平均值和参考功率值比较。比较方法为：如果有等于或大于3个码片的平均值在参考功率值得±3dB以下，则这帧消息通过DF认证，否则丢弃该帧消息。

困难

如何简单有效确认当前X信号的个数
检测重叠信号类型
获取重叠信号的起始位置、信号幅度等
MTL
DMTL : is set 6 db below preamble level.
达到时间估计 TOA
Window width ±3db
Most bits high confidence even in ATCRBS overlap
Low confidence if fruit about same level as Mode S

M模式前导脉冲检测方法
在A/C模式的Fruit干扰存在时，可能存在的问题有：
1. A/C脉冲被误检测为S模式前导脉冲，产生的dead time使后面真实的S模式前导脉冲丢失
2. A/C脉冲重叠在前导脉冲上，因允许前沿位置变动±1个采样点，可能导致前导脉冲位置的判定发生一个采样点的偏移，进而影响数据位的解码正确率和解码置信度
3. 第一个脉冲叠加了A/C脉冲，造成参考电平动态阈值抬高

---

两个X信号重叠

• 完全重叠
  A. 幅度差异较大，保留幅度大的一个
  B. 幅度类似，舍弃
• 部分重叠，则一个周期内的采样点波形有8种情况，可采取级联软判决的方法进行

检测AC模式信号

纠错

X系统接收处理的关键算法研究与实现
根据纠检错算法原理分析可知，蛮力技术纠正的X信号的错误数据位个数小于或等于5，如果错误数据位个数大于5，蛮力技术将无法对其进行纠错；保守技术纠正的X信号的错误数据位个数小于或等于12，且所有错误的数据位在一个宽度为24的窗口之内，如果任何两个错误数据位的跨度超出了24比特窗的范围，保守技术将无法对其进行纠错。
针对校正子不为0，如果低置信度数据位的个数小于或等于5，则运用蛮力技术对其进行纠错；如果低置信度数据位的个数大于5且小于或等于12，则计算低置信度数据位区域的宽度，然后判读该宽度的大小，如果该宽度小于或等于24，则运用保守技术对其纠错。

Conservative Technique
Brute Force Technique

---

CRC 循环冗余校验

来自前向纠错码(FEC)的循环码。即，由循环码前面i比特均为0的码字构成子码，把这些子码的0去掉。这样构成的码字即CRC。CRC的优点是提高了编码效率。但是CRC不再具有循环特性。而且，CRC的特点是检错；当然CRC仍具有原循环码的纠错性能，理由是：最小距离仍与原循环码相同。
主要用于纠错

改进的M模式纠错算法
有24位校验码，可对应224−1种错误，每种错误对应一个特定的余数，即存在224−1种错误样本。如果将每种错误的样本事先计算出来并存储，那么在纠错的过程中就可以通过查找对应的错误样本的方法来找出误码的位置。但是，这种方法占用资源多，执行效率很低，不适合用于实际工程中对M模式应答信号报头进行纠错。
改进的纠错思路：如果对报文信息的干扰只出现在最低24位以内，余数S(x)恰好与干扰E(x)相对应，数据块则不受影响。但实际的干扰可能对报文信息的任意一段造成影响，要准确定位干扰出现的位置，除使用信息码元和余数外，还需要码元“置信度”的配合。
纠错的关键是准确对误码定位。既然报文信息是一种循环码，那么将它循环右移不会改变其特性，如果将误码移动到最低的24位中，就可以准确对其定位。

对其改进（其实就是保守技术，已有），直接检查在24比特窗范围内的低置信度码元，将其循环移位至最后24位比特处，计算CRC，若其对应的1恰好对应低置信度码元，则认为找到了误码比特，改正后重新计算CRC，若正确，则证明正确纠错，否则丢弃。

有两点需要注意
1. 译码和置信度判定的准确性是纠错的前提
2. 需要考虑随机错误的纠正

随机错误是否可以串联起来?

burst error channel

X Enhanced Reception Techniques

• B.Mark(benchmark)
• CS(center sample) decoder
• MS (muti-sample)
• LDPU

MOPS
RMF

There are four early termination filters and are described below. ( selectable )

1. Low Confidence Limit Filter - Message decoding is terminated if more than 12 low confidence bits are declared.
2. Indeterminate Bit Limit Filter - Message decoding is terminated if 3 consecutive data bits contain a sample pattern of all zero’s (all 10 of each bit samples are more than 6 dB below the reference level)
3. Pulse Position Gap Filter - Message decoding is terminated if within the data block portion of a message there is greater than 30 consecutive samples without a pulse position declared.
4. DF Code Filter - Message decoding is terminated if it is determined that the message cannot produce a DF code between 16 and 23. This is accomplished by testing the first two data bit and confidence values. If any or all these bits that are declared high confidence can not produce a value of 10 (binary) then message decoding is cancelled.

---

x=∑i=08x2

---

---

---

---

---

---

---

转载请注明出处