專利名稱：基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及信號檢測技術，特別涉及一種基于廣播式自動相關監視的信
號檢測方法及裝置；屬于航空技術領域。
背景技術：
隨著航天技術的快速發展，使航線上的飛機安全、有效和有計劃地在空域中飛行是空中交通管制的重要內容，空中交通管制需要對空域內飛機的飛行動態進行實時監視。
傳統的雷達監視手段采用詢問應答方式對目標進行探測，但是雷達系統自身具有很多局限性，限制了監視性能的提高，雷達波束的直線傳播形成了大量雷達盲區，無法覆蓋海洋和荒漠等地區；雷達旋轉周期限制了數據更新率的提高，從而限制了監視精度的提高；無法獲得飛機的計劃航路、速度等態勢數據，限制了跟蹤精度的提高和短期沖突檢測告警(STCA)的能力。因此，需要開發新的監視手段。
廣播式自動相關監視(ADS-B)利用航空器自動廣播由機載星基導航和定位系統生成的精確定位信息，由地面設備和其他航空器通過航空數據鏈接收此信息，衛星系統、飛機以及地基系統通過高速數據鏈實現空天地一體化協同監視。ADS-B不僅克服了傳統雷達監視手段的一些問題，并且具有精度高、更新率高、應用范圍廣、地面設備建設和維護費用低等優勢。
作為未來新航行系統中的一項重要監視技術，在雷達覆蓋區域，ADS-B將作為雷達監視手段的有效補充，對其校準或補盲；在非雷達覆蓋區域，ADS-B將成為一種獨立的監視手段，提供一種新的監視手段。目前的ADS-B可采用1090擴展斷續振蕩(1090ES)、通用訪問收發UAT和甚高頻數據鏈模式4 (VDL4)等幾種數據鏈來實現，尤其是采用1090ES數據鏈成本低、系統兼容性好，且應用范圍廣；但是，現有的對1090ES擴展斷續振蕩信號的檢測方法，通過檢測前導頭來判斷信號的有效性，容易將虛假的前導頭確定為有效地前導頭，大大降低了有效信號的檢測成功率。
發明內容
本發明實施例提供一種基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法及裝置，以提高有效信號的檢測成功率。
本發明實施例提供了 一種基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，該方法包括
對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；對所述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；對所述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后的脈沖前沿指示信號；
對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為有效的前導頭；
對所述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
本發明實施例提供了 一種基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置，該裝置包括
寬度檢測模塊，用于對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；
前沿檢測模塊，用于對所述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；
校準模塊，用于對所述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并校準后的脈沖前沿指示信號；
前導頭檢測模塊，用于對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭 檢測，確定是否為有效的前導頭；
前導頭驗證模塊，用于對所述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效 的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
上述基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法及裝置，通過對接收的擴 展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；通過對上述脈沖信號進行前 沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；對上述脈沖前沿指示信號的位置進行時間 校準；并對校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為有效的 前導頭；并對上述有效的前導頭進行進一步地驗證，以確定前導頭有效的擴 展斷續振蕩信號是否為最終有效的擴展斷續振蕩信號；從而有效地提高了信 號的檢測成功率。
圖1為本發明基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法實施例的流程圖； 圖2為本發明中待檢測的擴展斷續振蕩信號的波形圖； 圖3為本發明對脈沖寬度檢測實施例的流程圖； 圖4為本發明對脈沖前沿指示信號進行檢測實施例的流程圖； 圖5為本發明對脈沖前沿指示信號進行校準實施例的流程圖； 圖6為本發明對前導頭指示信號進行檢測實施例的流程圖； 圖7為本發明對前導頭指示信號進行驗證實施例的流程圖； 圖8為本發明基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置實施例的結構示 意圖。
具體實施例方式
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
8如圖1所示，為本發明基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法實施例
的流程圖，該方法包括
步驟IOI、對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度^r測，獲得脈沖信號；
上述接收的待檢測的擴展斷續振蕩信號的波形圖如圖2所示，其中，前 8. 0微秒(us)為該信號的前導頭；
步驟102、對上述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；
步驟103、對上述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后 的脈沖前沿指示信號；
步驟104、對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是 否為有效的前導頭；
步驟105、對上述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效的擴展斷續振 蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
其中，上述對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號的 過程如圖3所示，該過程包括
步驟201、對接收的擴展斷續振蕩信號進行采樣，得到每個脈沖的幅度信
自
,&，
接收來自接收機的模擬視頻信號，并對其以10MHz的速率進行10位的A/D
采樣，得到每個脈沖的幅度信息；
步驟202、根據上述每個脈沖的幅度信息獲取第一動態門限； 將上述每個脈沖的幅度信息延遲第一預定值例如2個時鐘，并對相鄰兩
點的模/數(A/D)釆樣值進行比較，獲取出第一動態門限；其中，上述第一
預定值可以根據需要進行設置；
步驟2 0 3 、根據上述第 一動態門限獲得脈沖的實際寬度； 將上述動態門限與延遲后的幅度信息進行比較，找出當前脈沖的半幅度
點，并測量出脈沖的實際寬度；
步驟204、通過對獲得的脈沖的實際寬度進行檢測，獲得符合要求的脈沖信號。
將此寬度的脈沖進行寬度檢測，分別與最大允許寬度和最小允許寬度進 行比較，如果落在最小允許寬度和最大允許寬度之間，則認為此脈沖符合要
求，允許其通過；否則將其濾除；當然，上述最大允許寬度和最小允許寬度 可以根據需要進行設置。
其中，上述對上述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號的過 程如圖4所示，該過程包括
步驟301、獲取整個脈沖信號的最大幅度值；
將當前脈沖的幅度值延遲第二預定值例如4個時鐘，將相鄰4個點的幅 度值進行比較，得出這幾個點的幅度變化趨勢，根據這一變化趨勢獲取整個 脈沖信號的最大幅度值；其中，上述第二預定值可以根據需要進行設置； 步驟302、根據上述最大幅度值獲取第二動態門限； 根據獲取到的上述最大幅度值，可以獲取出第二動態門限； 步驟303、根據上述第二動態門限得到脈沖前沿指示信號； 將該第二動態門限與延遲后的脈沖信號進行比較，得到比較后的脈沖前 沿指示信號；
步驟304、判斷脈沖前沿指示信號是否有效，若是，則執行步驟305,否 則，執行步驟306;
步驟305、允許脈沖前沿信號通過； 步驟306、濾除脈沖前沿指示信號。
對得到的脈沖前沿指示信號進行判斷，獲取正確的脈沖前沿指示信號， 并發送上述脈沖前沿指示信號和與上述脈沖前沿指示信號對應的幅度信息。
其中，上述對脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后的 脈沖前沿指示信號的過程如圖5所示，該過程包括
步驟401、對接收的脈沖前沿指示信號和與上述脈沖前沿指示信號對應的 幅度信息進行譯碼預處理操作，得到譯碼預處理指示信號；將脈沖前沿指示信號和與上述脈沖前沿指示信號對應的幅度信息都延遲
第三預定值例如45個時鐘，并可以將當前輸入的脈沖前沿指示信號與3例如 第45、第35和第IO個延遲信號一起進行譯碼預處理搮:作，得到譯碼預處理 指示信號；當然，上述延遲信號的個數可以根據需要進行設置；
步驟402、如果個別脈沖前沿指示信號的位置發生了錯誤，則產生前沿校 準使能信號；
步驟403、根據上述譯碼預處理指示信號判斷各個脈沖前沿指示信號的位 置是否正確，若是則執行步驟404,否則，濾除脈沖前沿指示信號；
當譯碼預處理指示信號無效時，濾除脈沖前沿指示信號；
步驟404、根據上述前沿校準使能信號的狀態判斷各個脈沖前沿指示信號 的位置是否正確，若是，則執行步驟405,否則執行步驟406;
步驟405、根據標準脈沖前沿指示信號的位置對該脈沖前沿指示信號的真 實位置進行校準，發送脈沖前沿指示信號和與上述脈沖前沿指示信號對應的 幅度信息；
步驟406、發送脈沖前沿指示信號和與上述脈沖前沿指示信號對應的幅度 信息。
當譯碼預處理信號有效且前沿校準使能信號無效時，發送脈沖前沿指示 信號和與上述脈沖前沿指示信號對應的幅度信息；當譯碼預處理指示信號和 前沿校準使能信號都有效時，則根據標準脈沖前沿指示信號的位置對該脈沖 前沿指示信號的真實位置進行校準，發送脈沖前沿指示信號和與上述脈沖前 沿指示信號對應的幅度信息。
其中，上述對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定 是否為有效的前導頭的過程如圖6所示，該過程包括
步驟501、檢測譯碼預處理指示信號是否有效，若是，執行步驟502;否 則，轉向步驟501;
步驟502、從前導頭的4個脈沖中分別提取出每個脈沖的有效幅度點；200
按照特定的時序分別提取出1090ES擴展斷續振蕩信號前導頭中前四個脈 沖的有效幅度點，每個脈沖提取2個幅度點，共8個幅度點；
步驟503、根據上述有效幅度點的幅度值來確定當前的1090ES擴展斷續 振蕩信號前導頭的幅度基準；
對上述8個幅度點的幅度值進行比較，去掉最大幅度值和最小幅度值， 對剩余的6個點的幅度值進行計算得到平均值，將該平均值作為1090ES擴展 斷續振蕩信號前導頭的幅度基準；
步驟504、將上述8個幅度點的幅度值與幅度基準進行比較，按預定的時 序進行譯碼，并判斷幅度相關性，若相關，則執行步驟505，否則執行步驟 506;
步驟505、產生前導頭指示信號并發送； 步驟506、確定是一個虛假的前導頭，將其濾除。
將8個點的幅度與幅度基準進行比較，并按預定的時序進行譯碼，如果 各點的幅度都在容許范圍內且時序關系滿足要求，則給出前導頭指示信號并 發送，且確認是一個潛在有效的1090ES擴展斷續振蕩信號前導頭；如果各點 的幅度不在容許范圍內或時序關系不滿足要求，則認為是一個虛假的前導頭， 將其濾除。
其中，上述對上述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效的擴展斷續 振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號的過程如圖7所示，該過程包括
步驟601、檢測接收的前導頭指示信號是否有效，若是，則執行步驟602, 否則，則轉向步驟601;
步驟602、將前導頭指示信號延遲8us，并檢測前導頭后下行格式(DF) 字段的第一個比特的位置是否有數據，若是，則執行步驟603，否則執行步驟 605;
步驟603、繼續檢查DF字段的第2-5個比特的位置是否有數據，若是， 則執行604，否則，執行步驟605;步驟604、確定上述擴展斷續振蕩信號為一個有效的信號； 如果從第一個比特位置到第五個比特位置的每個位置上都有數據，則判
斷當前前導頭一個有效的前導頭，從而正確的4企測出一個1090ES的擴展斷續
振蕩信號；
步驟605、確定當前前導頭為虛假的前導頭，將其濾除。
如果從第一個比特位置到第五個比特位置，任意一個比特位置上沒有數 據，則認為當前前導頭不是一個有效的前導頭，將其濾除。
上述基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，通過對接收的擴展斷續 振蕩信號進行寬度^r測，獲得脈沖信號；通過對上述脈沖信號進行前沿檢測， 獲得脈沖前沿指示信號；對上述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準；并 對校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為有效的前導頭； 并對上述有效的前導頭進行進一步地驗證，以確定接收的擴展斷續振蕩信號 是否為有效的擴展斷續振蕩信號；從而有效地提高了信號的檢測成功率。
如圖8所示，為本發明基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置實施例 的結構示意圖，該裝置包括寬度檢測模塊l，用于對接收的擴展斷續振蕩信 號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；前沿檢測模塊2，用于對上述脈沖信號進行 前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；校準模塊3，用于對上述脈沖前沿指示信 號的位置進行時間校準，并發送校準后的脈沖前沿指示信號；前導頭檢測模 塊4,用于對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為 有效的前導頭；前導頭驗證模塊5，用于對所述有效的前導頭進行驗證，確定 前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
為了獲得有效的脈沖信號，上述寬度檢測模塊可以包括采樣單元，用 于對接收的擴展斷續振蕩信號進行采樣，得到每個脈沖的幅度信息；第一獲 取單元，用于根據所述采樣單元獲得的每個脈沖的幅度信息獲取第一動態門 限；寬度獲得單元，用于根據所述第一獲取單元獲取的第一動態門限獲得脈 沖的實際寬度；寬度檢測單元，用于通過對所述寬度獲得單元獲得的脈沖的實際寬度進行檢測，獲得脈沖信號。
為了判斷擴展斷續振蕩信號的前導頭是否有效，上述前導頭檢測模塊4
包括提取單元41，用于接收校準后的脈沖前沿指示信號和與所述脈沖前沿 指示信號對應的幅度信息，按照預定的時序關系從擴展斷續振蕩信號前導頭 的4個脈沖中分別提取出每個脈沖的幅度點，并根據所述幅度點的幅度值確 定當前的擴展斷續振蕩信號的幅度基準；前導頭檢測單元42,用于根據所述 提取單元41確定的幅度基準和所述時序關系進行前導頭的譯碼，并計算幅度 相關性，若相關，確定是否為有效的前導頭，產生前導頭指示信號并發送。
為了進一步驗證上述前導頭是否是有效的，上述前導頭驗證模塊5可以 包括前導頭驗證單元51,用于當檢測到的接收的前導頭指示信號有效時， 將前導頭指示信號延遲預定時間，并檢測前導頭指示信號后下行格式DF字段 的第一個比特位置到第五個比特位置的每個位置上是否都有數據，若是，確 定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。另外， 若上述前導頭指示信號后下行格式DF字段的第一個比特位置到第五個比特位 置的一個位置上沒有數據，則確定上述前導頭為虛，I的前導頭，并將其濾除。
上述基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置，通過寬度檢測模塊對接 收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；通過前沿檢測模塊對 上述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；通過校準模塊對上述 脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準；并利用前導頭檢測^t塊對校準后的 脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為有效的前導頭；并通過前導 頭驗證模塊對上述有效的前導頭進行進一步地驗證，以確定接收的擴展斷續 振蕩信號是否為有效的擴展斷續振蕩信號；從而有效地提高了信號的檢測成 功率。
最后所應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制， 盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當 理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技 術方案的精神和范圍。
權利要求
1、一種基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，其特征在于包括對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；對所述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；對所述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后的脈沖前沿指示信號；對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為有效的前導頭；對所述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
2、 根據權利要求1所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，其 特征在于所述對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號包括對接收的擴展斷續振蕩信號進行采樣，得到每個脈沖的幅度信息； 根據所述每個脈沖的幅度信息獲取第一動態門限； 根據所述第 一動態門限獲得脈沖的實際寬度； 通過對獲得的脈沖的實際寬度進行檢測，獲得脈沖信號。
3、 根據權利要求1或2所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測方 法，其特征在于所述對所述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號 包括獲取整個脈沖信號的最大幅度值； 根據所述最大幅度值獲取第二動態門限； 根據所述第二動態門限得到脈沖前沿指示信號。
4、 根據權利要求3所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，其 特征在于所述對所述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后 的脈沖前沿指示信號包括對所述脈沖前沿指示信號進行譯碼預處理操作，得到譯碼預處理指示信2號；產生前沿校準使能信號；當所述譯碼預處理指示信號和前沿校準使能信號都有效時，對所述脈沖 前沿指示信號的進行校準，并發送校準后的脈沖前沿指示信號和與所述脈沖 前沿指示信號對應的幅度信息。
5、 根據權利要求4所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，其 特征在于所述對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是 否為有效的前導頭包括接收校準后的脈沖前沿指示信號和與所述脈沖前沿指示信號對應的幅度 信息，按照預定的時序關系從擴展斷續振蕩信號前導頭的4個脈沖中分別提 取出每個脈沖的幅度點，并根據所述幅度點的幅度值確定當前的擴展斷續振 蕩信號的幅度基準；根據所述幅度基準和所述時序關系進行前導頭的譯碼，并計算幅度相關 性，若相關，確定是否為有效的前導頭，產生前導頭指示信號并發送。
6、 根據權利要求5所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法，其 特征在于所述對所述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號包括當檢測到的接收的前導頭指示信號有效時，將前導頭指示信號延遲預 定時間，并檢測前導頭指示信號后下行格式DF字段的第一個比特位置到 第五個比特位置的每個位置上是否都有數據，若是，確定前導頭有效的擴 展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
7、 一種基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置，其特征在于包括 寬度檢測模塊，用于對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；前沿檢測模塊，用于對所述脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；校準模塊，用于對所述脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后的脈沖前沿指示信號；前導頭檢測模塊，用于對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭 檢測，確定是否為有效的前導頭；前導頭驗證模塊，用于對所述有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效 的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
8、 根據權利要求7所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置，其 特征在于所述寬度檢測模塊包括采樣單元，用于對接收的擴展斷續振蕩信號進行采樣，得到每個脈沖的 幅度信息；第一獲取單元，用于根據所述采樣單元獲得的每個脈沖的幅度信息獲取 第一動態門限；寬度獲得單元，用于根據所述第 一獲取單元獲取的第 一動態門限獲得脈 沖的實際寬度；寬度檢測單元，用于通過對所述寬度獲得單元獲得的脈沖的實際寬度進 行檢測，獲得脈沖信號。
9、 根據權利要求7或8所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝 置，其特征在于所述前導頭檢測模塊包括提取單元，用于接收校準后的脈沖前沿指示信號和與所述脈沖前沿指示 信號對應的幅度信息，按照預定的時序關系從擴展斷續振蕩信號前導頭的4 個脈沖中分別提取出每個脈沖的幅度點，并根據所述幅度點的幅度值確定當 前的擴展斷續振蕩信號的幅度基準；前導頭檢測單元，用于根據所述提取單元確定的幅度基準和所述時序關 系進行前導頭的譯碼，并計算幅度相關性，若相關，確定是否為有效的前導 頭，產生前導頭指示信號并發送。
10、 根據權利要求9所述的基于廣播式自動相關監視的信號檢測裝置，其特征在于所述前導頭驗證模塊包括前導頭驗證單元，用于當檢測到的接收的前導頭指示信號有效時，將 前導頭指示信號延遲預定時間，并檢測前導頭指示信號后下行格式DF字 段的第一個比特位置到第五個比特位置的每個位置上是否都有數據，若是， 確定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。
全文摘要
本發明涉及一種基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法及裝置，其中上述信號檢測方法包括對接收的擴展斷續振蕩信號進行寬度檢測，獲得脈沖信號；對脈沖信號進行前沿檢測，獲得脈沖前沿指示信號；對脈沖前沿指示信號的位置進行時間校準，并發送校準后的脈沖前沿指示信號；對接收的校準后的脈沖前沿指示信號進行前導頭檢測，確定是否為有效的前導頭；對有效的前導頭進行驗證，確定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號為最終有效的擴展斷續振蕩信號。上述基于廣播式自動相關監視的信號檢測方法及裝置，通過對有效的前導頭進行進一步地驗證，以確定前導頭有效的擴展斷續振蕩信號是否為最終有效的擴展斷續振蕩信號；從而有效地提高了信號的檢測成功率。
文檔編號H04L1/00GK101499880SQ20091007914
公開日2009年8月5日 申請日期2009年3月3日 優先權日2009年3月3日
發明者劉志剛, 強 安, 朱衍波, 汪曉明, 莉 謝, 超 鄭, 曦 陳 申請人:四川九洲電器集團有限責任公司