[发明专利]一种基于星载场景的ADS-B信号交叠重构分离方法

说明书

本发明公开了一种基于星载场景的ADS‑B信号交叠重构分离方法，属于信号处理技术领域。本方法首先对交叠信号的检测判决，分别完成二重交叠中的强ADS‑B信号和弱ADS‑B信号的起始时间检测，截取包含两个交叠信号长度的信号采样点，并完成对交叠中的强信号的解调，然后利用强ADS‑B信号的幅值和信息位进行信号调制重构，从原始波形中剥离强信号，最后对弱ADS‑B信号进行解调，得到交叠信号中的全部ADS‑B信息。本发明方法可用于星载场景ADS‑B信号监视领域，实现密集区域的ADS‑B信号交叠分离，提升信息解调成功率。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，特别是指一种基于星载场景的ADS-B信号交叠重构分离方法。

背景技术

随着世界各国航空器目标的日益增多，使用星载ADS-B监视手段完成全球航班监视已成为主用手段。但是，由于星载场景的广域特性，与地面ADS-B监视同时监视几百架不同，低轨卫星可以同时监视目标数量达到几千架以上。由于ADS-B信号采用随机广播式发射，自飞行器密集区域具有非常严重的信号时间域交叠概率，造成非常严重的解调失败，从而引发大量的目标监视信息丢失。因此，需要采取相应措施，提升信号分离成功率，提升系统监视容量。

但是，传统的盲源信号分离方法在星载场景上会引入大量的计算开销，并不适合在卫星平台硬件上实现。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于星载场景的ADS-B信号交叠重构分离方法。该方法能够解决星载场景下监视接收飞机密集区域时，ADS-B信号帧在时间域重叠严重而造成大量监视信息丢失的问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种基于星载场景的ADS-B信号交叠重构分离方法，包括以下步骤：

(1)对接收的星载ADS-B信号进行AD量化，剥离AD量化后的ADS-B信号的载波，并生成包络波形；

(2)利用相关序列对ADS-B信号进行循环相关，并完成帧头的检测，当检测到帧头后的112μs内无其他帧头时，则完成对该帧信号解调，如果发现另一个帧头，则截取两个帧完整的信号包络；

(3)对两个帧对应的信号幅度进行检测，确定二重交叠中的强ADS-B信号和弱ADS-B信号；

(4)对强ADS-B信号进行解调，得到强ADS-B信号的信息位，并结合帧头的起始时间和幅度重构调制后的ADS-B信号；

(5)从截取的信号包络中剥离重构调制后的ADS-B信号，并使用低通滤波滤除剥离后信号中的码片边缘毛刺，然后对剥离滤波后的信号进行解调，得到弱ADS-B信号的信息，完成交叠信号的信息分离。

进一步的，步骤(1)的具体方式为：

(101)对接收的星载ADS-B信号进行AD量化，AD量化后输出信号为ADS-B中频信号S(n)，剥离中频信号载波，得到ADS-B零中频复信号S₀(n)，剥离方法为：

其中，F_s为中频信号的采样频率，f_c为中频信号的中心频率，n为采样点数，j为虚数单位；

(102)计算ADS-B零中频复信号S₀(n)的包络波形S_L(n)，计算方法为：

其中，Re()为取实部运算，Im()为取虚部运算。

进一步的，步骤(2)的具体方式为：