[发明专利]一种基于EVS的ADS-B接收机数字增益补偿系统及其补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于EVS的ADS‑B接收机数字增益补偿系统及其补偿方法，属于航空通信信号处理领域。采用EVS模块与射频处理模块连接；射频处理模块与A/D模块的输入端连接，其内部的增益受到数字处理模块的调节；利用A/D模块作为射频处理模块和数字处理模块之间的桥梁，其输出端与数字处理模块、达波信号空间谱估计模块连接，其内部的增益受到数字处理模块的调节；利用达波信号空间谱估计模块接收来自A/D模块的信号，并将估计的空间谱数据传输至多重信号分类谱峰搜索模块；利用多重信号分类谱峰搜索模块将得到的入射信号俯仰角信息传送到数字处理模块中进行数字增益补偿，达到消除波纹振幅的效果，降低接收机的误码率。

技术领域

本发明属于航空通信信号处理领域，具体涉及一种基于EVS的ADS-B接收机数字增益补偿系统及其补偿方法。

背景技术

ADS-B技术，是一种基于卫星定位信息的用于航空器和地面、航空器和航空器之间以数据链的形式完成地/空空管监视、空-空监视的技术。ADS-B接收机的大多比较简单，一般为零中频的接收机结构，其信号处理和解码的工作一般都在数字处理模块中完成。由于ADS-B接收机的前端处理能力不强，大量的干扰和噪声将会被带入数字处理模块中，因此，需要对前端低噪放的增益进行后补偿，减小信号整体的波纹振幅，有利于降低接收机的误码率。

现有的ADS-B接收机在针对波纹振幅处理的问题上，一般有两种方法：

1)以资源消耗为代价，在数字端增加数字AGC补偿增益；这种方法会占用大量的计算资源，最终导致接收机的功耗和成本同时上升。

2)以成本为代价，在射频前端使用价格高昂的高性能低噪放；这种方法会导致成本大幅增加，且所得到的性能价值提升不足以回馈成本投入。

本发明所使用的方法基于电磁矢量传感技术(EVS)设计出一种较低成本的数字端增益补偿系统，用以减小数字端ADS-B信号的波纹振幅。EVS技术的研究与应用是信号处理领域中一个新兴的学科分支，在通信、雷达、医学、航空领域有着广泛的应用前景，基于EVS的信道模型，采用多重信号分类峰谱搜索模块对达波方向进行谱空间估计，可以导出入射信号的俯仰角，根据俯仰角的大小可以判断入射信号的强度，从而补偿或衰减系统增益，调节波纹振幅。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明提供了一种基于EVS的ADS-B接收机数字增益补偿系统及其补偿方法，可应用于ADS-B接收机的数字处理模块中。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的其中一个目的在于提供一种基于EVS的ADS-B接收机数字增益补偿系统，包括：

EVS模块，其用于接收ADS-B射频信号；

射频处理模块，其用于从射频信号中提取得到中频、零频模拟信号；

A/D模块，其用于实现模拟信号到数字信号的转换，得到ADS-B数字信号，并构建达波信号的自相关矩阵；

达波信号空间谱估计模块，其用于对达波信号的自相关矩阵进行奇异值分解，得到信号子空间和噪声子空间；

多重信号分类谱峰搜索模块，其用于根据信号子空间和噪声子空间的正交性，以及达波信号的弱相关性，得到入射信号的俯仰角信息；

数字处理模块，其根据接收到的ADS-B数字信号，调节射频处理模块中低噪声放大器的增益；并且根据入射信号的俯仰角信息，对A/D模块输出的ADS-B数字信号进行增益补偿；