[發(fā)明專利]基于ADS-B的新型功率一致性驗證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911372979.4
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111211866B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅亨;張昌明;羅喜伶;鄭華榮;彭建鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)杭州創(chuàng)新研究院
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;H04L1/20
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種基于ADS?B的新型功率一致性驗證方法，屬于通信信號處理領(lǐng)域。針對現(xiàn)有方法在面對A/C干擾影響時經(jīng)常出現(xiàn)虛檢和漏檢的問題。本發(fā)明通過分別計算DF字段和非DF字段的功率估計值，利用功率估計值間的差值的大小評估DF字段和非DF字段的功率一致性。經(jīng)理論分析和測試，本發(fā)明方法針對A/C干擾中的情況(1)(2)(3)，可以減少檢測出報頭時的丟失信息情況，針對情況(4)(5)，采用本發(fā)明方法不能通過一致性認(rèn)證，必須舍棄該條信息，減少了因漏檢不一致的信息而造成誤碼的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信信號處理領(lǐng)域，涉及一種信號中兩個不同字段功率一致性的驗證方法。

背景技術(shù)

廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，簡稱ADS-B)技術(shù)，是一種基于衛(wèi)星定位信息的用于航空器和地面、航空器和航空器之間以數(shù)據(jù)鏈的形式完成地/空空管監(jiān)視、空-空監(jiān)視的技術(shù)。ADS-B信號由報頭和報文組成，如圖1所示，報頭長度為8us，其中0～0.5us、1～1.5us、3.5～4us、4.5～5us為高電平，其他部分為低電平；報文部分為PPM編碼調(diào)制后的高低電平。其中，ADS-B的112us長度的報文的前5us為報文的DF字段，即ADS-B信號的8～13us，若該字段中的碼片出現(xiàn)錯誤，后續(xù)的CRC糾檢錯流程無法檢測出DF字段的錯誤，最終會造成誤碼。因此，對ADS-B信號的DF字段進(jìn)行功率一致性認(rèn)證是非常必要的。

在進(jìn)行ADS-B基帶信號的DF認(rèn)證過程中，如果DF字段功率和非DF字段功率差距較大，說明這一幀ADS-B信號受干擾過于嚴(yán)重，不具備解碼意義，從而舍棄該信號。在實際處理過程中，A/C干擾對DF字段的影響最為突出，傳統(tǒng)的DF認(rèn)證方案也是針對A/C干擾提出的。A/C干擾對DF字段的影響存在五種情況：

(1)干擾出現(xiàn)在整幀信號之前，且恰好和前兩個報頭脈沖組成一個假報頭，如圖2a所示；

(2)干擾和報頭的前兩個脈沖或后兩個脈沖重合，造成報頭和報文功率不一致，如圖2b所示；

(3)干擾出現(xiàn)在0～8us之間，其中(2)所述是兩種特殊情況；除了(2)這種特殊情況外的其他情況也會造成報頭和報文功率不一致，如圖2c所示；

(4)干擾出現(xiàn)在8～13us之間，造成DF字段的功率和其他部分的功率不一致，如圖2d所示；

(5)干擾出現(xiàn)在13us之后，造成報頭和報文功率不一致，如圖2e所示。

現(xiàn)有的技術(shù)方案，針對上述五種情況，參考碩士論文《基于1090MHzES數(shù)據(jù)鏈ADS-B關(guān)鍵技術(shù)研究》(王菲)，一般在檢測到報頭后，做如下處理：

對于情況(1)，該幀報文實際上是完整的，卻會因為假報頭的存在使該幀數(shù)據(jù)無法通過DF字段的認(rèn)證而被舍棄。

對于情況(2)(3)(4)，報頭和DF字段功率不一致，無法通過一致性驗證，從而舍棄該幀信號。

對于情況(5)，報頭和DF字段功率一致，從而通過了一致性認(rèn)證。

現(xiàn)有的技術(shù)的缺點在于：

1、易出現(xiàn)虛檢的情況：情況(1)實際可以解調(diào)，但會因為傳統(tǒng)方法的局限性而丟失信息；情況(2)(3)中只要能檢測出報頭，DF字段和后面的非DF字段的功率是一致的，實際大部分也可以解調(diào)，但由于傳統(tǒng)方案僅對比報頭和DF字段的功率一致性，顯然不能通過一致性認(rèn)證，從而丟失信息；

2、易出現(xiàn)漏檢的情況：情況(5)中，DF字段的功率實際上與后面的非DF字段的功率并不一致，該條報文只能夠被舍棄，但是傳統(tǒng)方案中由于僅涉及報頭和DF字段的功率，從而通過了一致性認(rèn)證，因此會造成漏檢，最終會產(chǎn)生誤碼。

發(fā)明內(nèi)容