[发明专利]基于ADS-B的新型功率一致性验证方法

说明书

本发明公开了一种基于ADS‑B的新型功率一致性验证方法，属于通信信号处理领域。针对现有方法在面对A/C干扰影响时经常出现虚检和漏检的问题。本发明通过分别计算DF字段和非DF字段的功率估计值，利用功率估计值间的差值的大小评估DF字段和非DF字段的功率一致性。经理论分析和测试，本发明方法针对A/C干扰中的情况(1)(2)(3)，可以减少检测出报头时的丢失信息情况，针对情况(4)(5)，采用本发明方法不能通过一致性认证，必须舍弃该条信息，减少了因漏检不一致的信息而造成误码的情况。

技术领域

本发明属于通信信号处理领域，涉及一种信号中两个不同字段功率一致性的验证方法。

背景技术

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，简称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信号由报头和报文组成，如图1所示，报头长度为8us，其中0～0.5us、1～1.5us、3.5～4us、4.5～5us为高电平，其他部分为低电平；报文部分为PPM编码调制后的高低电平。其中，ADS-B的112us长度的报文的前5us为报文的DF字段，即ADS-B信号的8～13us，若该字段中的码片出现错误，后续的CRC纠检错流程无法检测出DF字段的错误，最终会造成误码。因此，对ADS-B信号的DF字段进行功率一致性认证是非常必要的。

在进行ADS-B基带信号的DF认证过程中，如果DF字段功率和非DF字段功率差距较大，说明这一帧ADS-B信号受干扰过于严重，不具备解码意义，从而舍弃该信号。在实际处理过程中，A/C干扰对DF字段的影响最为突出，传统的DF认证方案也是针对A/C干扰提出的。A/C干扰对DF字段的影响存在五种情况：

(1)干扰出现在整帧信号之前，且恰好和前两个报头脉冲组成一个假报头，如图2a所示；

(2)干扰和报头的前两个脉冲或后两个脉冲重合，造成报头和报文功率不一致，如图2b所示；

(3)干扰出现在0～8us之间，其中(2)所述是两种特殊情况；除了(2)这种特殊情况外的其他情况也会造成报头和报文功率不一致，如图2c所示；

(4)干扰出现在8～13us之间，造成DF字段的功率和其他部分的功率不一致，如图2d所示；

(5)干扰出现在13us之后，造成报头和报文功率不一致，如图2e所示。

现有的技术方案，针对上述五种情况，参考硕士论文《基于1090MHzES数据链ADS-B关键技术研究》(王菲)，一般在检测到报头后，做如下处理：

对于情况(1)，该帧报文实际上是完整的，却会因为假报头的存在使该帧数据无法通过DF字段的认证而被舍弃。

对于情况(2)(3)(4)，报头和DF字段功率不一致，无法通过一致性验证，从而舍弃该帧信号。

对于情况(5)，报头和DF字段功率一致，从而通过了一致性认证。

现有的技术的缺点在于：

1、易出现虚检的情况：情况(1)实际可以解调，但会因为传统方法的局限性而丢失信息；情况(2)(3)中只要能检测出报头，DF字段和后面的非DF字段的功率是一致的，实际大部分也可以解调，但由于传统方案仅对比报头和DF字段的功率一致性，显然不能通过一致性认证，从而丢失信息；

2、易出现漏检的情况：情况(5)中，DF字段的功率实际上与后面的非DF字段的功率并不一致，该条报文只能够被舍弃，但是传统方案中由于仅涉及报头和DF字段的功率，从而通过了一致性认证，因此会造成漏检，最终会产生误码。

发明内容