一種ads-b系統(tǒng)中s模式應(yīng)答信號的報頭定位方法
【專利摘要】一種ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，步驟如下：高斯噪聲功率預(yù)測步驟、報頭的平均功率計算步驟、信噪比判斷步驟、微弱信號定位步驟和非微弱信號定位步驟。本發(fā)明的優(yōu)點在于較好地消除了高斯噪聲、多徑干擾、串?dāng)_導(dǎo)致的報頭定位誤差，使得后續(xù)數(shù)據(jù)位提取的成功率得到提升，從而極大地提升了系統(tǒng)的抗干擾能力。
【專利說明】—種ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，涉及信號檢測技術(shù)，尤其是涉及到ADS-B信號的報頭檢測技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]廣播式自動相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)是國際民航組織確定的未來主要監(jiān)視技術(shù)，這種技術(shù)讓航空器能夠?qū)⒗萌驅(qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)和機載設(shè)備系統(tǒng)獲得的位置、速度、狀態(tài)信息以一定間隔向外廣播，從而完成空中監(jiān)視和信息傳播。ADS-B擴大了監(jiān)視的覆蓋范圍，提高了空域容量，是更安全、更高效的空中交通監(jiān)視手段。
[0003]S模式(Mode S)是一種新型雷達詢問系統(tǒng)，它將二次監(jiān)視雷達(SSR)與數(shù)據(jù)鏈結(jié)合，支持自動化空中交通管理。S模式是一種地址選擇型系統(tǒng)，每次詢問包含一個地址，只有對應(yīng)的航空器才應(yīng)答，詢問和應(yīng)答的頻率和格式均不同，其中應(yīng)答信號頻率為1090MHz。
[0004]現(xiàn)有的報頭檢測方法主要為根據(jù)相鄰采樣點的功率差值確定脈沖上升沿的方法，這種方法并沒有顯式進行報頭定位，如果條件過于嚴格，則可能誤殺報頭，反之如果條件放寬，則可能存在多個采樣點同時滿足報頭檢測條件，導(dǎo)致后續(xù)數(shù)據(jù)位提取難度增大。
[0005]在接收S模式應(yīng)答信號時，不僅存在因加性噪聲(可認為是高斯噪聲)導(dǎo)致遠處客機發(fā)出的弱信號信噪比較小的問題，而且存在因多徑干擾、A/C信號串?dāng)_導(dǎo)致信號大幅度波動的情況，現(xiàn)有的報頭檢測方法在這兩種問題的處理上效果較差，容易誤殺報頭且報頭定位不準(zhǔn)確。
[0006]中國專利申請公開說明書CN 103199944 A提供了一套完整的S模式信號的報頭檢測、參考功率計算、數(shù)據(jù)位提取方法，對于信噪比較大的信號提取效果較好，但是其抗干擾性能較差，受到干擾的信號報頭可能定位有偏差甚至被丟棄，本發(fā)明提出了報頭定位的概念，保證了受干擾信號的報頭定位精確度。CN 102833130 A提供了一種S模式信號的報頭檢測方法，抗干擾性能較差，受到干擾的信號報頭可能定位有偏差。CN 103354512A提供了一種S模式信號的報頭檢測方法，抗干擾性能較差，受到干擾的信號報頭可能定位有偏差。
[0007]報頭定位是本發(fā)明提出的概念，非常相關(guān)但沒有特別接近的文件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在報頭模糊檢測完成的基礎(chǔ)上，提供一種ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，實現(xiàn)ADS-B系統(tǒng)S模式應(yīng)答信號的報頭精準(zhǔn)定位。
[0009]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，包括以下步驟:
[0010](I)高斯噪聲功率預(yù)測步驟:地面設(shè)備接收到的實際信號由1090MHz頻段下的ADS-B應(yīng)答信號和高斯噪聲疊加而成，x(t) = S1 (t)+? (t)+…+n (t)，其中應(yīng)答信號包括A/C模式信號、S模式長信號、S模式短信號。假設(shè)高斯噪聲n(t)服從高斯分布Ν(0，σ2)，在沒有應(yīng)答信號影響下，其功率近似服從X 2分布，平均值(E[n2(t)]) = σ2，而如果存在應(yīng)答信號，則功率近似服從非中心X2分布。
[0011]本步驟對無脈沖位(沒有應(yīng)答信號影響的位置)進行實時監(jiān)控，由于噪聲會隨著時間波動，此處參考時間序列分析理論，取歷史功率值的加權(quán)平均值作為下一采樣點噪聲平均功率估計值ΡΝ。
[0012](2)報頭的平均功率計算步驟:枚舉報頭起始時刻即采樣點h，分別計算O μ S、1μ s、3.5μ s、4.5μ s 四個脈沖位置的平均功率 Pa (tQ) = (Pp (t0+0 μ s) +Pp (t0+l μ s) +Pp (t0+3.5“8)+卩1^(|+4.5 4 8))/4，其中Pp(t)為t時刻至t+0.5 μ s時刻范圍內(nèi)10個采樣點的平均功率值，即Pp(t) = (Px (t)+Px(t+0.05)+…+Px (t+0.45))/10，式中Px⑴為采樣點t的功率值；對于不同的起始時刻h，取最大值Pv = max(Pa)作為報頭平均功率值。
[0013](3)信噪比判斷步驟:由于實際信號受噪聲干擾可能非常嚴重，較遠處的客機(200km范圍以外)發(fā)出的應(yīng)答信號很容易淹沒在噪聲中，對于此類信噪比小的信號，本身識別報頭和數(shù)據(jù)位已經(jīng)有難度，不可能以100%概率全部正確識別，應(yīng)忽略其受到串?dāng)_的可能性，利用概率統(tǒng)計理論盡可能提高識別成功率，而對于信噪比大的信號，若因串?dāng)_相互交疊，也可能分離出功率較大的報頭。信號信噪比SNR(dB) = 1log10 ( / X2 (t)dt/ / n2(t)dt),其中 f n2(t)dt — Pn / dt 由步驟 I 給出，f x2(t)dt ^ Pv / dt 由步驟 2給出，故SNR(dB)?1logltl(PV/PN)。這里需要注意，Pv與原應(yīng)答信號功率Ps略有不同，假設(shè)原信號為 s (t) = Ae^jwt, x(t) = s(t)+n(t),則 Pv = [ / x2(t)dt]/ / dt = [ / s2(t)dt]/ f dt+[ f n2 (t) dt]/ f dt+[2 f s(t)n(t)dt]/ f dt — PS+PN,即報頭平均功率約等于應(yīng)答信號功率和噪聲平均功率之和。
[0014]信噪比(SNR)小的信號，因識別報頭難度較大，忽略其受到串?dāng)_的可能性，利用概率統(tǒng)計理論盡可能提高識別成功率，而信噪比大的信號，若因串?dāng)_相互交疊，也可能分離出功率較大的報頭；因此，對SNR進行判斷，若SNR不超過6dB，則為微弱信號，進入步驟(4)，否則SNR超過6dB，則為非微弱信號，進入步驟(5)。
[0015](4)微弱信號定位步驟:
[0016]本步驟的任務(wù)是在接收到實際信號為X的條件下求報頭起始位置k使得條件概率 P (start = k IX)最大，根據(jù)貝葉斯定理 p (start = k | X) = p (X start = k).p (start=k) /p (X),任務(wù)等價于最大化 p (XI start = k) = TI p (x (t) | start = k),為簡化計算，這里將 p(s(ti)+n(ti) = x(ti) start = k)近似為 p (I (Pso (t)+Pno (t) >MTL)=I (Pxai)H) I start = k)，式中PstlUi)為原信號的預(yù)測值(在脈沖位取平均功率值Ps，否則取O)，Pno Ui)為噪聲功率，Px Ui)為采樣點功率，I (.)為指示函數(shù)。
[0017]門限值MTLh = m.Pn根據(jù)實際信號情況選取，如m = 2。于是p (PN0 Ui) >MTLH)為可直接得到的常數(shù)，還需要根據(jù)實際測試結(jié)果確定不同Ps情況下P (PS+PNCIUiDMTL11)的分布結(jié)果，這里假設(shè)此步驟事先在參數(shù)調(diào)整時已完成。
[0018]具體處理時，由于m、Ps已知，上述兩個概率值也已確定，分別稱為P (HO)和P(Hl)，則目標(biāo)概率Π p(x(ti) I start = k) = p (HO)a.[1-p (H0)]b.p(Hl)c.[1-p (Hl)]d, a、b 分別為非脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)，c、d分別為脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)。為避免浮點運算和指數(shù)運算，將上式取對數(shù)后變?yōu)閍.Ig (P (HO))+b.Ig(1-p(HO))+c *lg(p(HI))+d ^lgQ-P(Hl)),然后進行整數(shù)化步驟,整數(shù)化步驟的計算可由軟件事先完成，已知不同的Ps取值下(如Ps= (O, PN], Ps= (Pn，2Pn]，Ps= (2Pn，4Pn]，…)P (HO)和 P (Hl)的值，然后計算將對數(shù)值 Ig(P (HO)) Ugd-p (HO))、Ig(p (HI))、Ig(l_p (HI))同時乘以2，并重復(fù)此步驟直到其中某個值不小于128，然后舍去四個浮點數(shù)的小數(shù)部分，生成的四個整數(shù)稱為A、B、C、D，其范圍為(O，256)，在FPGA中可用一個字節(jié)存儲。于是目標(biāo)概率值可近似為F (k) = a*A+b *B+c.C+d.D，需要FPGA支持256*20范圍內(nèi)的乘法、力口法運算，即可實現(xiàn)FPGA編程計算(若不支持，可適當(dāng)調(diào)小整數(shù)化的基數(shù)，如重復(fù)乘以2直到某個值不小于32)，這里F(k)稱為報頭起始位置為k的評估函數(shù)。
[0019]枚舉k，計算評估函數(shù)F(k)，當(dāng)其取到最大值時，對應(yīng)的k作為報頭的起始位置。微弱信號的報頭定位過程至此結(jié)束。
[0020](5)非微弱信號定位步驟:與步驟⑷不同的是，本步驟的信噪比較大，信號的報頭幾乎不會因噪聲影響而檢測失敗，故需要重點考慮同頻串?dāng)_和尖峰雜波的干擾。這里只考慮以下三種情況，第一種為尖峰串?dāng)_，特別是非脈沖位的尖脈沖，第二種為A/C串?dāng)_，由于其脈沖特點，可將其視為若干寬度為0.8 μ s的單個脈沖，第三種為報頭與另一個S模式信號的脈沖交疊的情況，目前技術(shù)在處理功率近似的交疊信號時難度很大，故這里只考慮待處理報頭功率較大的情形，例如至少為另一個信號功率的兩倍，PV>2PV’。
[0021]對于前兩種情況，干擾脈沖功率可以強于報頭，此時可以對采樣點數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，除去干擾脈沖的影響，但是實際效果往往不理想。為避免這一復(fù)雜過程，采用無脈沖位計數(shù)法，具體過程在下一段中描述。
[0022]對第三種情況，在兩個信號共同的脈沖位上，是兩個同頻正弦信號疊加，在復(fù)平面上即為兩個向量的相加，相加后仍為正弦信號，其幅度值A(chǔ)落在[IA1-A21，AjA2]范圍內(nèi)，其中ApA2為原信號的幅度。根據(jù)前提假設(shè)，報頭功率強于其他信號功率的兩倍，選定合適的門限MTLJ如MTk = Ps/2，Ps為信號報頭脈沖功率)，枚舉報頭起始位置k，統(tǒng)計非脈沖位采樣點功率低于門限MTU的個數(shù)C(k)，取使C(k)最小的k為報頭的起始位置。非微弱信號的報頭定位過程至此結(jié)束。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于:本發(fā)明提出一種報頭定位的方法，在檢測到報頭后，能夠快速準(zhǔn)確的定位信號的起始位置，提高信號的接收的準(zhǔn)確率。如圖6所示為一個信噪比較小的報頭波形，如圖7為一個受到多徑干擾的報頭波形，本發(fā)明根據(jù)信噪比不同將信號分為微弱信號和較強信號，分別對兩種情況進行了建模。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點在于較好地消除了高斯噪聲、多徑干擾、串?dāng)_導(dǎo)致的報頭定位誤差，使得后續(xù)數(shù)據(jù)位提取的成功率得到提升，從而極大地提升了系統(tǒng)的抗干擾能力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明方法實現(xiàn)流程圖；
[0025]圖2為S模式應(yīng)答信號格式圖；
[0026]圖3為一個高信噪比的S模式應(yīng)答信號功率波形圖；
[0027]圖4為模式應(yīng)答信號接收總體流程圖；
[0028]圖5為信號報頭定位流程圖；
[0029]圖6為一個信噪比較小的報頭功率波形圖；
[0030]圖7為一個受到同頻干擾的報頭功率波形圖；
[0031]圖8為高信噪比信號采用上升沿法報頭定位誤差分布圖；
[0032]圖9為低信噪比信號采用上升沿法報頭定位誤差分布圖。

【具體實施方式】
[0033]下面通過附圖和示例對本發(fā)明的技術(shù)方法做進一步的詳細描述。
[0034]如圖1所示，本發(fā)明方法對噪聲功率進行實時檢測，在檢測到疑似報頭后進行報頭功率計算，并與噪聲功率比較確定為微弱信號還是非微弱信號，然后進行相應(yīng)報頭起始位置計算，完成報頭定位。
[0035]如圖2為待檢測的ADS-B信號的發(fā)射功率波形模型，包括Sys的報頭部分和112 μ s的數(shù)據(jù)位部分。報頭部分由4個矩形的脈沖組成，脈沖起始時間分別為O μ s、l μ S、
3.5 μ s、4.5 μ S。
[0036]如圖3為ADS-B信號實際接收波形圖，與圖1模型有所不同的是，每個脈沖實際上近似于梯形，根據(jù)民航局對發(fā)送設(shè)備提出的要求，每個脈沖總持續(xù)時間為0.5μ S、上升階段時間不超過0.1 μ S，下降階段不超過0.2 μ s (實際數(shù)據(jù)顯示下降沿約0.1 μ s)。
[0037]如圖4為ADS-B信號接收總體流程圖，圖中的“報頭定位”步驟以及其實現(xiàn)方法即為本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0038]如圖5為信號報頭定位流程圖，包括高斯噪聲檢測、報頭平均功率計算、信噪比判斷、微弱信號報頭定位、非微弱信號報頭定位。
[0039]如圖6和圖7為樣本信號報頭的功率-時間圖，圖6為較弱信號(SNR〈12dB)，圖7為強信號(SNR彡12dB)。
[0040]①高斯噪聲功率預(yù)測的處理步驟如下:
[0041]采用時間序列分析方法對高斯噪聲的功率變化規(guī)律進行建模，本步驟只考慮無脈沖位置的采樣點，跳過并忽略有脈沖的采樣點。噪聲功率估計會有一個初始值Pn(O)，通過以下策略實時更新噪聲功率估計值^(0。首先，若當(dāng)前信號為S模式應(yīng)答信號的數(shù)據(jù)位部分，則容易知道其非脈沖位的位置，可以立即更新。其次，若當(dāng)前信號不包含任何應(yīng)答信號，且功率值與PN(t-l)接近(如±3dB范圍內(nèi))，則更新PN(t)，更新方法如下。取最近若干點(如最近16個無脈沖位采樣點)的功率均值作為當(dāng)前高斯噪聲平均功率Pn(t)=(P (t-1i) +P (t-12) +*..+P (t-116) )/16,其中 ik> = O,則更新后的功率估計值 PN(t)=α.PN(t-l) + (l_a ).Pn(t),系數(shù)α為O?I之間的實數(shù)(如0.7),由實際效果確定。
[0042]②報頭平均功率計算的處理步驟如下:
[0043]為了控制誤殺率，報頭檢測算法可能存在較大的偏差X，即檢測到的報頭起始位置在O?X μ S范圍內(nèi)，信噪比較高的情況下X —般小于0.2。由于X不可能超過I，報頭定位只需要保存前5 μ S的四脈沖部分，故需要保存的采樣點數(shù)量為(1μ s+5y s)*20MHz = 120，每個采樣點的功率值為16位無符號整數(shù)(范圍O?65535)，即需要長度為120*16 = 1920的移位寄存器。
[0044]計算報頭起始位置在第一個采樣點時的脈沖能量:S(1) = ΣΡχ(?)，Px(i)表示第i個采樣點的功率值，式中i取值2，3，…，9，22，23，…，29，72，73，…，79，92，93，…，99。
[0045]枚舉起始位置k從2?X*20，例如X = 0.5，枚舉位置為2，3，…，10。計算S(k)=S (k-1) -Px (k) +Px (k+8) - Px (k+20) +Px (k+28) - Px (k+70) +Px (k+78) - Px (k+90) +Px (k+98)。
[0046]取S(k)中的最大值作為報頭平均功率值計算結(jié)果Pv。
[0047]③信噪比判斷的處理步驟如下:
[0048]計算SNR(dB) = 1log10 (PV/PN)。Pv和Pn分別為步驟2和步驟I的計算結(jié)果。若SNR在(0，6dB]范圍內(nèi)，定義為微弱信號，進入步驟4，否則SNR>6dB定義為非微弱信號，進入步驟5 ；
[0049]④微弱信號報頭定位的處理步驟如下:
[0050]取合適的門限MTLh = m.ΡΝ,ηι可取2,枚舉報頭的起始時刻k,對采樣點進行以下計數(shù)。a、b表示非脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)，c、d表示脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)。計數(shù)完成后計算評估函數(shù)F(k) =a*A+b*B+c*C+d*D,取使F(k)取到最大值的k為報頭起始時刻。
[0051]式中A，B, C，D的取值事先由以下步驟獲得。首先，對于特定的Pn，查找對應(yīng)噪聲功率的X 2分布的自由度n，并計算P (HO) = P (PN0 Ui) >MTLh) = p ( x 2 (η) >2ΡΝ)的值，另外根據(jù)實際測試結(jié)果確定不同己情況下P(Hl) =p(Ps+PN0(ti)>MTLH)的分布結(jié)果，Ps取值可按倍增法劃分區(qū)間(如 Ps = (O, PN],PS = (PN, 2Pn] , Ps = (2Pn, 4Pn],…)。確定了 p (HO)和 P(Hl)在不同 PN, Ps 下的取值后，目標(biāo)概率Π p(x(ti) I start = k) = p (HO)a.[1-p (H0)]b.p(Hl)、[l_P(Hl)]d，a、b分別為非脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)，c、d分別為脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)。將上式取對數(shù)后變?yōu)閍.1g(POlO)Hb.Ig(1-p (HO)) +c *lg(p (Hl))+d *lg(l-p (HI)),然后進行整數(shù)化步驟,整數(shù)化步驟的計算可由軟件事先完成，已知不同的Ps取值下P(HO)和P(Hl)的值，然后計算將對數(shù)值Ig (P (HO))、Ig (1-p (HO))、Ig (P (HI))、lg(l-p(Hl))同時乘以2，并重復(fù)此步驟直到其中某個值不小于128,然后舍去四個浮點數(shù)的小數(shù)部分,生成的四個整數(shù)稱為A、B、C、D,其范圍為(0，256),在FPGA中可用一個字節(jié)存儲。于是目標(biāo)概率值可近似為F (k) = a*A+b *B+c.C+d.D，需要FPGA支持256*20范圍內(nèi)的乘法、加法運算，即可實現(xiàn)FPGA編程計算(若不支持，可適當(dāng)調(diào)小整數(shù)化的基數(shù),如重復(fù)乘以2直到某個值不小于32)。
[0052]⑤非微弱信號報頭定位的處理步驟如下:
[0053]選定合適的門限MTU (如MTU = Ps/2)，枚舉報頭起始位置k，統(tǒng)計非脈沖位采樣點功率低于門限MTU的個數(shù)C(k)，取使C(k)最小的k為報頭的起始位置。
[0054]國內(nèi)目前采用基于上升沿的方法判斷報頭起始位置，根據(jù)上升沿算法期刊，取判定門限2.4dB。圖8顯示信號功率較強、信噪比較大時(SNR>9dB)采用上升沿算法的報頭定位誤差分布情況，可見上升沿偏差0.05 μ s (即一個采樣點)以內(nèi)的報頭約占60 %，而使用本發(fā)明提出的報頭定位方法后，該比例超過90%。圖8顯示信噪比較小(SNR〈6dB)的弱信號采用上升沿算法的報頭定位誤差分布情況，結(jié)果顯示40%報頭識別出錯或者定位完全失準(zhǔn)，而使用本發(fā)明提出的報頭定位方法后，識別出錯率小于10%，且定位誤差在0.05μ s內(nèi)的比例仍有75%以上。
[0055]另外，在脈沖上升、下降階段，雖然邊緣處波形的變化率(斜率絕對值)比靠近中心部分的小，但在不受干擾的情況下仍滿足上升沿條件(Px(i)>Px(i_l)+2.4dB)，而此時若高斯噪聲較強，此條件便不再成立，故報頭滿足上升沿條件的位置受高斯噪聲影響很大，尤其是因噪聲導(dǎo)致上升沿判斷延后，這點可以通過比較圖8和圖9直觀地體現(xiàn)，圖8對應(yīng)較強信號(SNR彡12dB)，圖9對應(yīng)較弱信號(SNR〈12dB)，由圖可知上升沿檢測算法對于強信號會有0.1微秒左右的偏差，而弱信號則出現(xiàn)了大量的檢測失敗(40% )，由此可知報頭定位步驟能夠提升弱信號的檢測能力，且能夠提高強信號的定位精確度。
[0056]本發(fā)明將微弱信號和較強信號分開處理，微弱信號采用信號+高斯噪聲模型，遵循保守定位原則，對應(yīng)使用高功率計數(shù)法，而較強信號采用信號+多徑(或串?dāng)_)模型，對應(yīng)使用低功率計數(shù)法，能夠在受到同頻干擾時有效地對報頭進行定位。
[0057]結(jié)果顯示本發(fā)明提出的方法對微弱信號和受到多徑、串?dāng)_的報頭的定位更加準(zhǔn)確，電路實現(xiàn)也比較簡單，大大降低了數(shù)據(jù)位提取難度，提高了解碼成功率。
[0058]提供以上實施例僅僅是為了描述本發(fā)明的目的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下: (1)高斯噪聲功率預(yù)測步驟:對無脈沖位即沒有應(yīng)答信號影響的位置進行實時監(jiān)控，根據(jù)時間序列分析理論，取歷史功率值的加權(quán)平均值作為下一采樣點的噪聲平均功率估計值Pn; (2)報頭的平均功率計算步驟:枚舉報頭起始時刻即采樣點，分別計算相應(yīng)的Oμ S、1μ s、3.5μ s、4.5μ s四個脈沖位置的平均功率，對于不同的起始時刻，取平均功率取到最大值時的功率作為報頭平均功率值； (3)信噪比判斷步驟:若SNR不超過6dB，則為微弱信號，按照步驟⑷進行處理，否則SNR超過6dB，則為非微弱信號，按照步驟(5)進行處理； (4)微弱信號定位步驟:選定高門限MTLh= m.Pn, m表示高門限和噪聲平均功率Pn的比值，枚舉報頭的起始位置k，對采樣點進行計數(shù)，計數(shù)完成后計算評估函數(shù)F(k)=a.A+b.B+c.C+d.D，其中a、b表示非脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)，c、d表示脈沖位采樣點超過門限的個數(shù)和低于門限的個數(shù)，A、B、C、D為相應(yīng)概率值系數(shù)經(jīng)過整數(shù)化后的系數(shù)；取使F(k)取到最大值的k為報頭起始時刻； (5)非微弱信號定位步驟:選定低門限MTLy枚舉報頭起始位置k，統(tǒng)計非脈沖位采樣點功率低于門限MTU的個數(shù)C(k)，取使C(k)最小的位置k為報頭的起始時刻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，其特征在于:所述步驟⑷中m = 2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ADS-B系統(tǒng)中S模式應(yīng)答信號的報頭定位方法，其特征在于:所述步驟(5)中的低門限MTk = 0.5PS，Ps為報頭脈沖平均功率。
【文檔編號】H04L12/26GK104378253SQ201410490402
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】倪亦帥, 王寶會, 劉曉東 申請人:北京航空航天大學(xué)