专利名称：一种接收机的前导检测方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种广播式自动相关监视(ADS-B)接收机的前导信号的检测方法。
背景技术：
ADS-B接收机接收飞机广播的数据链内容，提供给空管系统实现空中交通监视。ADS-B的主要信息是飞机的4维位置信息(经度、纬度、高度和时间)和其它可能附加信息(冲突告警信息、飞行员输入信息、航迹角、航线拐点等)以及飞机的识别信息和类别信息。此外，还可能包括一些别的附加信息，如航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等。ADS-B的信号如图2所不,信号分为两部分,前导(Preamble)部分和数据(Data)部分。Data部分用 于承载飞机的信息，每个Data占用112 μ s, Data前为8 μ s的固定格式的Preamble,用于接收端检测数据的起始位置。
发明内容
本发明提出了一种接收机的前导检测方法，所述接收机为ADS-B接收机，该方法包含以下步骤a.以特定的步长滑动计算当前位置的信噪比，若信噪比超出信噪比门限1，则执行步骤b ；b.以当前位置为参考点，分别计算其后第1、2、3、4个脉冲的功率，并判断是否都超过功率门限；c.计算步骤b中4个脉冲之间的功率差，并判断是否都小于功率差门限；d.计算步骤b中4个脉冲的平均功率，计算第2个脉冲和第3个脉冲之间的无脉冲部分的平均功率I1以及第4个脉冲之后的无脉冲部分的平均功率12，并判断平均功率分别与I1和I2的比是否均高出信噪比门限2 ；e.在满足步骤b、c、d条件的当前位置附近，根据一定原则选择最优的前导开始位置。优选的，步骤a中的特定的步长可以根据系统对运算量的要求进行调整。优选的，步骤a中计算信噪比时，信号的功率取当前位置起一个脉冲宽度内的平均功率，噪声的功率取当前位置之前的一段时间的平均功率。优选的，步骤b中的功率门限由当前位置之前一段时间内的底噪和期望的脉冲信噪比共同决定。优选的，步骤c中所述4个脉冲之间的功率差，可以是任意两两脉冲之间的功率差，也可以是特定两两脉冲之间的功率差。优选的，步骤a的信噪比门限I和步骤d的信噪比门限2可以相同，也可以不同。优选的，步骤e中选择最大的功率对应的位置作为前导开始位置；也可以选择最大的信噪比对应的位置作为前导开始位置。
采用本发明提供的方法，可以在不影响检测精度的同时降低检测运算量。
图1是本发明的实现流程图2是本发明实施例的ADS-B信号的示意图3是本发明实施例的判决门限列表图4是本发明实施例的接收信号的功率值序列图。
具体实施方式
本发明所述方法的实现流程如图1所示，其基本思想是滑动计算每个位置的信噪比，以信噪比高出门限的位置为起点，分别计算各个脉冲位置的功率，功率平衡度，前导中脉冲位置与无脉冲位置的功率比(即平均信噪比)，判决其是否达到门限要求，并在满足以上要求的位置附近搜索最佳的前导开始位置。
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作详细的说明。
如图2所示，ADS-B信号分为前导(Preamble)部分和数据(Data)部分。前导部分为8μ S，为固定格式。本实施例接收信号采样率是8MHz，则每个脉冲对应于8MHz Χ0. 5μ s =4个样点，与判决有关的门限如图3所示。本实施例的前导检测方法如下
(I)采用步长为1，滑动计算当前位置的信噪比，判断信噪比是否超出信噪比门限I。信号功率取当前位置起一个脉冲宽度O. 5μ s内的平均功率，噪声功率取当前位置之前 2μ s的平均功率。
本实施例接收信号的功率值序列如图4所示,记为X。在当前位置为第17个点时,20 16 信号功率为[外+)/4=(9 +13 + 13 + 11V4 = 11.5，噪声功率为[外)/16=2.375，则当前位!=17,=1置的信噪比为11. 5/2. 375 ^ 4. 8，超过了脉冲信噪比门限I (3)，则进入下一步的判决。
(2)以当前位置为参考点，分别计算其后第1、2、3、4个脉冲的功率，判断是否都超过功率门限。将当前位置之后的四个脉冲分别记为P1、p2、P3和匕。
本实施例中，第17点之后的四个脉冲Pp P2> P3和P4的功率分别为11. 5,11. 25、 10. 75和11. 5，这四个脉冲的功率都超过功率门限(9)，则进入下一步的判决。
(3)计算Pp P2, P3和P4之间的功率差，判断是否小于功率差门限。本实施例的四个脉冲两两之间的功率差都不超过功率差门限(2)，则进入下一步的判决。
(4)计算4个脉冲的平均功率，计算当前位置之后的前导时间长度内无脉冲部分的平均功率，判断两者的比是否高出信噪比门限。P2和P3之间的无脉冲部分记为I1, P4之后的的3us时间内无脉冲部分记为12。
本实施例的4个脉冲信号的平均功率为(11. 5+11. 25+10. 75+11. 5)/4 = 11. 25，再分别计算I1和I2的平均功率，都是3. 25，则信噪比均为11. 25/3. 25 乂 3. 4，均超出信噪比门限2。因此可以判定该位置附近很大概率上存在一个ADS-B前导信号，则进入下一步根据一定原则选择最优的前导开始位置。
(5)为了找到最优的位置，在当前位置(即第17个点)附近搜索多个点，选择信噪比或功率最大的点作为可信的前导起始位置。在本实施例中，第16个点的位置的信噪比和功率为2. 9和9. 5，第18个点的位置的信噪比和功率为2. 8和9. 05，因此第17个点的功率和信噪比都较高，所以将第17个点的位置作为一个前导起始位置。在上述实施例中，假如第(I)步滑动计算信噪比的步长为2，则在第(I)步计算时可能会错过17个点的位置，但由于第16个点的位置的信噪比、功率等也满足各项判决门限，则会在最后一步，在第16个点附近搜索最优位置时选择第17个点为最佳参考点。因此本发明在在降低检测运算量的同时可以不影响检测精度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种接收机的前导检测方法，其特征在于，所述接收机为ADS-B接收机，所述方法包含以下步骤 a.以特定的步长滑动计算当前位置的信噪比，若信噪比超出信噪比门限1，则执行步骤b ; b.以当前位置为参考点，分别计算其后第1、2、3、4个脉冲的功率，并判断是否都超过功率门限； c.计算步骤b中4个脉冲之间的功率差，并判断是否都小于功率差门限； d.计算步骤b中4个脉冲的平均功率，计算第2个脉冲和第3个脉冲之间的无脉冲部分的平均功率I1以及第4个脉冲之后的无脉冲部分的平均功率12，并判断所述平均功率P分别与I1和I2的比是否均高出信噪比门限2 ； e.在满足步骤b、C、d条件的当前位置附近，根据一定原则选择最优的前导开始位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a，根据系统对运算量的要求，对所述特定的步长进行调整。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤a，计算信噪比时，信号的功率取当前位置起一个脉冲宽度内的平均功率，噪声的功率取当前位置之前的一段时间的平均功率。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤b，功率门限由当前位置之前一段时间内的底噪和期望的脉冲信噪比共同决定。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C，所述4个脉冲之间的功率差是指，4个脉冲中任意两两脉冲之间的功率差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤C，所述4个脉冲之间的功率差是指，4个脉冲中特定两两脉冲之间的功率差。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤e，选择最大的功率对应的位置作为前导开始位置。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤e，选择最大的信噪比对应的位置作为前导开始位置。
全文摘要
本发明提出了一种接收机的前导检测方法，所述接收机为ADS-B接收机，方法包含以下步骤a.以特定步长滑动计算当前位置的信噪比，若信噪比超出信噪比门限1，则执行步骤b；b.以当前位置为参考点，计算其后第1、2、3、4个脉冲的功率，判断是否都超过功率门限；c.计算4个脉冲之间的功率差，判断是否都小于功率差门限；d.计算4个脉冲的平均功率，计算第2个脉冲和第3个脉冲之间的无脉冲部分的平均功率I1以及第4个脉冲之后的无脉冲部分的平均功率I2，判断平均功率分别与I1和I2的比是否均高出信噪比门限2；e.在满足步骤b、c、d条件的当前位置附近，选择最优的前导开始位置。本发明可以在不影响检测精度的同时降低检测运算量。
文档编号H04B17/00GK103023585SQ20111027943
公开日2013年4月3日 申请日期2011年9月20日 优先权日2011年9月20日
发明者俞岚, 李健, 李一鸣 申请人:北京信威通信技术股份有限公司