[發明專利]高動態ADS-B電文的低誤報率報頭檢測方法

有效

• 申請號: 202011007933.5
• 申請日: 2020-09-23
• 公開（公告）號: CN112217584B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 蘇志剛;劉通;郝敬堂;韓冰;張亞娟
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: H04B17/20
• 分類號: H04B17/20;H04B17/336;H04L1/00
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種高動態ADS?B電文的低誤報率報頭檢測方法。本發明提供的高動態ADS?B電文的低誤報率報頭檢測方法根據本地報頭與接收信號滑動相關的特點，利用本地報頭不同位置對應的接收信號的樣本分別形成關注信號和背景信號，分別針對關注信號與背景信號給出了恒虛警檢測門限和第二檢測門限，使得該方法不僅可以適用于低信噪比環境，還可以顯著地提高算法的誤報抑制能力。仿真結果表明，本方法在低信噪比區間具備與恒虛警方法相似的檢測性能，在高信噪比區間具有較低的平均樣本誤報概率，因此為一種適用于高動態信噪比范圍的具備誤報抑制能力的ADS?B電文報頭檢測方法。

技術領域

本發明屬于信息處理技術領域，特別是涉及一種高動態ADS-B電文的低誤報率報頭檢測方法。

背景技術

廣播式自動相關監視(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)技術是重要的現代空中交通監視手段。ADS-B系統通過接收機載應答機自動廣播發送包含航空器態勢信息的電文，以實現對航空器的監視。

由于地空數據鏈上傳送的信息具有突發性、異步性的特點，因此，ADS-B接收機需要從接收的信號中識別出ADS-B電文。識別ADS-B電文的基本方法就是從接收的信號中檢測出具有固定波形的ADS-B電文的報頭。經典的ADS-B電文報頭檢測方法主要包括3dB檢測方法和脈沖位置(Valid Pulse Position,VPP)檢測方法，這些方法通常是用固定門限對接收信號的基帶波形進行檢測。為提高接收信號的信噪比，改善檢測性能，可將本地信號與接收信號進行匹配濾波相干累積后再進行檢測，基于匹配濾波的方法主要包括單脈沖匹配濾波和多脈沖匹配濾波方法。然而經典方法和匹配濾波方法均易受環境噪聲強度的影響，基于報頭單元平均的恒虛警(Constant False Alarm Rate，CFAR)檢測方法可以較好地使報頭檢測的虛警概率免受信噪比的影響。恒虛警檢測方法可以在更低的信噪比區間工作，且具有恒定的虛警概率。然而，無論是恒虛警檢測方法抑或其它傳統方法，均無法有效地抑制在ADS-B電文報頭檢測過程中的誤報問題。由于以上每種檢測方法都需要對信號序列中的每一個采樣點或者一段采樣位置進行逐個的連續檢測，因此將非報頭位置報告為報頭或將報頭位置報告為非報頭均屬于誤報，ADS-B電文采用循環冗余校驗(Cyclic RedundancyCheck，CRC)方式校驗和修正一段電文的準確性，過高的誤報率會導致計算設備調用循環冗余校驗次數過多，由于循環冗余校驗本身的計算復雜度較高，故而會加重設備的處理負荷，低信噪比環境又進一步影響了誤報率。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供高動態ADS-B電文的低誤報率報頭檢測方法。

為了達到上述目的，本發明提供的高動態ADS-B電文的低誤報率報頭檢測方法包括按順序進行的下列步驟：

(1)從接收機得到采樣后的ADS-B電文離散信號，從中依次取出報頭長度的接收信號并放入移位寄存器的S1階段；

(2)將本地報頭與步驟(1)中放入移位寄存器中的接收信號進行匹配濾波，獲得當前時刻的關注信號的S2階段；

(3)利用步驟(1)移位寄存器中接收信號的部分樣本估計出噪聲標準差，并根據ADS-B系統要求設定虛警概率，進而得到恒虛警檢測門限的S3階段；

(4)利用步驟(3)中得到的恒虛警檢測門限對步驟(2)中得到的關注信號進行過門限檢測判決，并利用過門限關注信號計算出第二檢測門限的S4階段；

(5)利用放入移位寄存器中接收信號的部分樣本累加得到背景信號的S5階段；

(6)利用步驟(4)中得到的第二檢測門限對步驟(5)中得到的背景信號進行過門限檢測判決，進而判定報頭是否存在的S6階段。