星載ADS-B中頻接收機(jī)分離算法的、研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、ADS-B技術(shù)是目前航空監(jiān)視的主要技術(shù)，飛機(jī)通過(guò)對(duì)外廣播位置、身份、速度等信息，實(shí)現(xiàn)信息共享和空中交通監(jiān)視。目前的ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)以地面基站為主，由于地面接收站的覆蓋范圍小、部署成本高，地面ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)部分重點(diǎn)區(qū)域的監(jiān)視。隨著對(duì)空管監(jiān)控要求的提高，地面監(jiān)視系統(tǒng)難以滿足當(dāng)前的需求。而低軌衛(wèi)星系統(tǒng)依托于衛(wèi)星的高度優(yōu)勢(shì)，對(duì)地覆蓋范圍廣，綜合部署成本低，可以對(duì)全球進(jìn)行覆蓋，相對(duì)于地面ADS-B監(jiān)視系統(tǒng)有較大的優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，星載A

2、DS-B系統(tǒng)同樣面臨著巨大的技術(shù)難題，衛(wèi)星運(yùn)行軌道距離飛機(jī)較遠(yuǎn)，信號(hào)的傳輸損耗大；衛(wèi)星天線的覆蓋范圍廣，信號(hào)密集度大，存在信號(hào)交疊等問(wèn)題。
　　本文針對(duì)星載ADS-B系統(tǒng)中如何對(duì)交疊信號(hào)處理的問(wèn)題進(jìn)行研究。分析了在一定飛機(jī)密度下信號(hào)的竄擾概率和飛機(jī)容量；研究了交疊信號(hào)的波形畸變；采用重觸發(fā)技術(shù)和FastICA算法對(duì)交疊信號(hào)進(jìn)行分離和處理，并得到不同條件下交疊信號(hào)的檢測(cè)概率；最后，提出了一種基于干擾抵消的ADS-B1090ES交疊信

3、號(hào)分離方法，并在硬件上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。
　　由于1090ES信號(hào)間存在著相差，信號(hào)在交疊的時(shí)候并不是簡(jiǎn)單的基帶脈沖疊加，還有可以能出現(xiàn)波形抵消的情況。特別是在，波形抵消的情況下，交疊信號(hào)會(huì)被嚴(yán)重的干擾，難以辨別脈沖，從而導(dǎo)致交疊信號(hào)無(wú)法被有效檢測(cè)。
　　對(duì)于1090ES信號(hào)的交疊問(wèn)題，RTCA DO-260B中推薦了重觸發(fā)技術(shù)。重觸發(fā)技術(shù)通過(guò)拾取大功率信號(hào)，丟棄小功率信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)在一定功率比下對(duì)交疊信號(hào)中大功率信號(hào)的檢測(cè)。而獨(dú)

4、立分量分析利用源信號(hào)的獨(dú)立性，通過(guò)求解解混矩陣，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交疊信號(hào)的分離。文中對(duì)兩種交疊處理技術(shù)進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并得到了相應(yīng)條件下交疊信號(hào)的檢測(cè)概率。
　　由于重觸發(fā)技術(shù)的性能較差，獨(dú)立分量分析的算法復(fù)雜度高，本文提出了一種基于干擾抵消的交疊信號(hào)處理算法，在大功率信號(hào)被成功檢測(cè)的前提下，對(duì)大功率信號(hào)的脈沖位置和波形等參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，根據(jù)這些參數(shù)和信號(hào)的比特信息進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)。然后，從交疊信號(hào)中去除重構(gòu)信號(hào)，最終得到小功率信號(hào)。