[发明专利]高动态ADS-B电文的低误报率报头检测方法

说明书

一种高动态ADS‑B电文的低误报率报头检测方法。本发明提供的高动态ADS‑B电文的低误报率报头检测方法根据本地报头与接收信号滑动相关的特点，利用本地报头不同位置对应的接收信号的样本分别形成关注信号和背景信号，分别针对关注信号与背景信号给出了恒虚警检测门限和第二检测门限，使得该方法不仅可以适用于低信噪比环境，还可以显著地提高算法的误报抑制能力。仿真结果表明，本方法在低信噪比区间具备与恒虚警方法相似的检测性能，在高信噪比区间具有较低的平均样本误报概率，因此为一种适用于高动态信噪比范围的具备误报抑制能力的ADS‑B电文报头检测方法。

技术领域

本发明属于信息处理技术领域，特别是涉及一种高动态ADS-B电文的低误报率报头检测方法。

背景技术

广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)技术是重要的现代空中交通监视手段。ADS-B系统通过接收机载应答机自动广播发送包含航空器态势信息的电文，以实现对航空器的监视。

由于地空数据链上传送的信息具有突发性、异步性的特点，因此，ADS-B接收机需要从接收的信号中识别出ADS-B电文。识别ADS-B电文的基本方法就是从接收的信号中检测出具有固定波形的ADS-B电文的报头。经典的ADS-B电文报头检测方法主要包括3dB检测方法和脉冲位置(Valid Pulse Position,VPP)检测方法，这些方法通常是用固定门限对接收信号的基带波形进行检测。为提高接收信号的信噪比，改善检测性能，可将本地信号与接收信号进行匹配滤波相干累积后再进行检测，基于匹配滤波的方法主要包括单脉冲匹配滤波和多脉冲匹配滤波方法。然而经典方法和匹配滤波方法均易受环境噪声强度的影响，基于报头单元平均的恒虚警(Constant False Alarm Rate，CFAR)检测方法可以较好地使报头检测的虚警概率免受信噪比的影响。恒虚警检测方法可以在更低的信噪比区间工作，且具有恒定的虚警概率。然而，无论是恒虚警检测方法抑或其它传统方法，均无法有效地抑制在ADS-B电文报头检测过程中的误报问题。由于以上每种检测方法都需要对信号序列中的每一个采样点或者一段采样位置进行逐个的连续检测，因此将非报头位置报告为报头或将报头位置报告为非报头均属于误报，ADS-B电文采用循环冗余校验(Cyclic RedundancyCheck，CRC)方式校验和修正一段电文的准确性，过高的误报率会导致计算设备调用循环冗余校验次数过多，由于循环冗余校验本身的计算复杂度较高，故而会加重设备的处理负荷，低信噪比环境又进一步影响了误报率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供高动态ADS-B电文的低误报率报头检测方法。

为了达到上述目的，本发明提供的高动态ADS-B电文的低误报率报头检测方法包括按顺序进行的下列步骤：

(1)从接收机得到采样后的ADS-B电文离散信号，从中依次取出报头长度的接收信号并放入移位寄存器的S1阶段；

(2)将本地报头与步骤(1)中放入移位寄存器中的接收信号进行匹配滤波，获得当前时刻的关注信号的S2阶段；

(3)利用步骤(1)移位寄存器中接收信号的部分样本估计出噪声标准差，并根据ADS-B系统要求设定虚警概率，进而得到恒虚警检测门限的S3阶段；

(4)利用步骤(3)中得到的恒虚警检测门限对步骤(2)中得到的关注信号进行过门限检测判决，并利用过门限关注信号计算出第二检测门限的S4阶段；

(5)利用放入移位寄存器中接收信号的部分样本累加得到背景信号的S5阶段；

(6)利用步骤(4)中得到的第二检测门限对步骤(5)中得到的背景信号进行过门限检测判决，进而判定报头是否存在的S6阶段。