[发明专利]一种星载ADS-B信号突发检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种星载ADS‑B信号突发检测方法及系统，对接收信号进行相关运算后搜索相关峰，通过分析搜索到的相关峰的功率及位置关系确定是否接收到一帧信号。该检测系统包括：N符号长度积分模块、相关峰判定模块和前导头判定输出模块。N符号长度积分模块完成接收信号与本地标准脉冲的相关运算功能；相关峰判定模块根据相关峰两侧的单调性判定是否有一个相关峰；前导头判定输出模块对已判定接收到的相关峰的功率及位置关系进行分析，最终判定是否接收到一帧信号。本发明对ADS‑B信号的突发检测过程无需估计信号的接收功率，增加无信号区域的相关峰检测，极大提高了ADS‑B信号的突发检测正确性。

技术领域

本发明公开了一种星载ADS-B信号突发检测方法及系统，属于通信信号处理领域。

背景技术

广播式自动相关监视(ADS-B)是国际民航组织确定的未来主要监视技术。ADS-B技术将卫星导航、通信技术、机载设备以及地面设备等先进技术相结合，提供了更加安全、高效的空中交通监视手段，能有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力，扩大监视覆盖范围，提高空中交通安全水平、空域容量与运行效率。ADS-B信号是由空中航空器广播的包含自己的高度、位置、速度、机型等信息数据的信号，信号采用1090MHz S模式的PPM(脉冲编码调制)调制方式。由于ADS-B信号是非连续的广播信号，信号的突发检测是信号解调的前提，同时也是确保卫星对覆盖范围内航空器有效观测的关键技术。

目前常用的ADS-B信号突发检测方法主要有两类，一类是直接电平估计法，该方法通过将接收的过采样信号电平与一设定门限比较，当连续多个采样点超过门限时，判定接收一个脉冲，同时通过判断相邻采样点电平的大小关系判断脉冲的上升沿和下降沿。该方法的主要缺点在于：1.脉冲判断受门限影响较大，而且门限需通过估计接收信号功率来确定，增加判断复杂度；2.没有对信号进行匹配接收，抗噪声性能差。

另一类是相关法，此类方法与第一类方法的主要不同在于将接收信号与本地标准脉冲相关后再处理。此类方法在抗噪声性能上相比第一类方法有了一定的提升，但是在相关峰值的判断上仍需要与一设定门限比较，判断复杂度仍然较高，且对于相关峰的位置和功率判断完成后，未能进一步利用第4个脉冲到数据位的无脉冲信号数据，增加前导头的判断正确性。

目前的背景技术均需要估计信号估计，从而设定估计门限；同时在相关法中，相关峰的功率及位置关系比对也相对复杂，前导头判定的正确性和判定复杂度均有提升的空间。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，根据ADS-B前导头的信号特性，提供了一种星载ADS-B信号突发检测方法及系统，本发明在降低前导头判定复杂度的同时最大限度的提高了前导头判定的正确性，具有很好的工程可实现性。

本发明的技术解决方案是：一种星载ADS-B信号突发检测方法，包括步骤如下：

步骤一：接收I路数据a_i和Q路数据b_i，设置滑动窗长度为N，计算获得N个符号数据与本地标准脉冲相关后的相关值x_j：

其中，为滑动窗口内的I路数据累加和，

为Q路数据累加和

i＝1,2,…,n，j＝1,2,…,n-N+1；n、N分别为正整数；

步骤二：接收步骤一的输出相关值x_j，根据相关峰两侧的单调性判定是否检测到相关峰；

步骤三：当检测到3个相关峰时，将3个相关峰的相对位置与标准信号进行位置比对，如果位置比对成功则前导头初步判定成功，进入步骤四；否则，保留后两个相关峰的相对位置关系，返回步骤二，继续搜索下一个相关峰；