[发明专利]脉冲位置调制ADS‑B消息的并行频率部分相干接收方法

说明书

背景技术

广播式自动相关监视(ADS-B)是最近定义并且实现的国际航空系统，其中航空器使用GPS信息来确定它们的位置并且在以标称1秒间隔发射的120微秒持续时间的短(112位)突发脉冲群中广播它。用来发射消息的频率1090 MHz是被航空器发送应答器用来响应来自基于地面监视雷达的询问或来自机载防撞系统的询问(TCAS/ACAS)的相同频率。ADS-B发射可以被装配有ADS-B IN接收机的其他航空器或者被在多达100 NM范围内的地面站监控以获取、跟踪并且显示其他航空器的位置。

发明内容

一个实施例针对用于接收用1090 MHz ADS-B发射机所发射的脉冲位置调制信号的RF接收机，其中所述脉冲位置调制信号前面有符合ADS-B协议的4个脉冲的前同步码。所述接收机能够用与预期前同步码序列的较早一半中的脉冲相匹配的滤波器对数字样本流进行滤波以产生第一匹配滤波器输出样本流。所述接收机还能够用与所述预期前同步码序列的后面一半中的脉冲相匹配的滤波器对所述数字样本流进行滤波以产生第二匹配滤波器输出样本流。所述接收机能够基于当所述第一匹配滤波器输出样本流和所述第二匹配滤波器输出样本流同时高于最小触发电平时来确定脉冲的序列和所述预期前同步码序列匹配。

附图说明

理解图仅描绘示例性实施例并且因此将不被认为在范围上限制，将通过利用附图用附加的特性和细节对示例性实施例进行描述，其中

图1是实现1090 MHz ADS-B消息的并行频率部分相干前同步码检测和部分相干二进制脉冲位置位解调的示例射频(RF)接收机的框图。

图2是图1的接收机的软件模块和前端之间的功能交互的示例的框图。

图3是4脉冲前同步码的格式和能够被图1的接收机接收的112位ADS-B消息的二进制脉冲位置调制编码的框图。

图4是通过能够接收具有在1089 MHz与1091 MHz之间范围内的未知中心/载波频率的ADS-B消息的前同步码检测器所实现的功能程序的示例的框图。

图5是通过图4的前同步码检测器的前同步码检测模块所实现的高级功能程序的示例的框图。

图6是通过图5的前同步码检测模块的部分相干前同步码相关滤波器所实现的详细功能程序的示例的框图。

图7是针对通过图5的前同步码检测模块的部分相干前同步码相关滤波器所实现的详细功能程序的等效可替换布局的示例的框图。

图8是来自图6和7的部分相干前同步码相关滤波器的输出流的示例的框图。

图9是通过图5的前同步码检测模块的门限比较器、脉冲峰值与相位误差检测器所实现的详细功能程序的示例的框图。

图10是通过图1的接收机的位解调模块所实现的详细功能程序的示例的框图。

依照惯例，各种描述的特征未按比例绘制，而是被绘制成强调与示例性实施例有关的特定特征。

具体实施方式

最近，对实现其中安装在近地轨道(LEO)卫星中的ADS-B接收机将从在其中表面雷达监视是不可用的海洋和遥远区域中飞行的航空器接收ADS-B发射的空基监视系统有浓厚兴趣。具有板上处理能力的空基监视系统将要解码、解调ADS-B消息并且将其中继到空中导航服务提供商。然而，因为LEO卫星是在比典型的航空器ADS-B IN接收机远7至14倍的距离处，所以卫星需要能够接收大量较弱的ADS-B信号。

典型的ADS-B IN接收机的灵敏度当前受RTCA-DO-260B的要求限制，RTCA-DO-260B要求接收机能够在已分配的1090 MHz频率 +/- 1 MHz上从航空器发射接收ADS-B消息。ADS-B发射由作为112个脉冲的序列而发射的112微秒持续时间的112 位消息构成，每个脉冲具有使用二进制脉冲位置调制的2 MHz带宽(0.5微秒持续时间)。消息前面有先于消息在8微秒间隔期间发送的4脉冲前同步码。因为+/- 1 MHz频率不确定性现有技术水平接收机采用4MHz的脉冲检测带宽来接收2 MHz带宽的脉冲。此外，因为ADS-B IN接收机必须能够接收来自附近以及来自遥远航空器的ADS-B IN消息，所以接收机必须具有大动态范围。因此，接收机采用对数接收机-检测器以及仅使用振幅信息的非相干前同步码检测和位解调技术。这些连同4 MHz检测带宽一起限制接收机的灵敏度。