通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通用平台上基于并行计算的ADS‑B分布式处理系统，该系统通过采用并行处理架构，系统的硬件基础通用，功能和性能由软件定义，使得整个系统的实时性有了很大的保证；针对抗干扰和弱信号等新的应用需求，对原有算法进行了改进和补充，在译码方面增加了脉冲位置判断方法用于精确检测脉冲从而提高译码精度，在纠错方面采用了综合纠错方法提高了纠错位数从而使数据利用率有了较大提升，在算法实现方面，采用了通用平台上并行计算的方式对数据进行全软件化处理，该处理方法具有很强的灵活性和可扩展性，易于升级、维护、改动，可以大大减少升版周期，容易扩展新的功能。本发明专利技术能够极大提高系统的灵活性、可靠性、可扩展性。

【技术实现步骤摘要】
通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统。
技术介绍
ADS-B(AutomaticDependentSurveillance-Broadcast,广播式自动相关监视)系统通过全球卫星导航系统(GNSS)、惯性导航系统(INS)、惯性参考系统(IRS)以及其它机载传感器获得飞机的位置(经纬度，高度等)、速度、工作状态等空中交通态势信息，并把这些信息连同飞机的身份和类别信息按照固定的格式组成ADS-B信息帧，之后以一定的速率通过机载的ADS-B发射装置广播。由于每架飞机是独立地向地面发送广播，这就造成了两个信息甚至多个信息交织的可能性；另外，近年来空域流量的迅速增加使得交织概率越来越大，这将导致接收机无法解出正确的飞机信息，从而严重影响整个系统的性能，据统计，通过报头检测等预处理过程的空中ADS-B信号经接收机译码后，全部bit为高置信度且通过校验的报文只占30％左右。除此之外，星基ADS-B等新技术已经被提出用以解决海洋、沙漠以及其它特殊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统，其特征在于，包括多台计算机，其中一台计算机作为控制机，其他计算机与控制机相连，所述计算机包括采样单元、基带提取单元、脉冲解析单元、报头检测单元、功率计算单元、DF认证单元、功率检测单元、重触发单元、码位检测单元和纠错单元；/n所述控制机用于接收中频信号，并选择一台计算机作为目标计算机，将所述中频信号发送至目标计算机，所述中频信号由接收机对空中ADS-B信号进行处理得到；/n所述目标计算机的采样单元用于对中频信号进行采样得到中频采样信号；/n所述基带提取单元用于从所述中频采样信号中提取出基带信号；/n所述脉冲解析单元用于确定所述基带信号中...

【技术特征摘要】
1.一种通用平台上基于并行计算的ADS-B分布式处理系统，其特征在于，包括多台计算机，其中一台计算机作为控制机，其他计算机与控制机相连，所述计算机包括采样单元、基带提取单元、脉冲解析单元、报头检测单元、功率计算单元、DF认证单元、功率检测单元、重触发单元、码位检测单元和纠错单元；
所述控制机用于接收中频信号，并选择一台计算机作为目标计算机，将所述中频信号发送至目标计算机，所述中频信号由接收机对空中ADS-B信号进行处理得到；
所述目标计算机的采样单元用于对中频信号进行采样得到中频采样信号；
所述基带提取单元用于从所述中频采样信号中提取出基带信号；
所述脉冲解析单元用于确定所述基带信号中的当前目标的有效脉冲位置和前沿采样点；
所述报头检测单元用于根据有效脉冲位置和前沿采样点检测当前目标的4个报头脉冲；
所述功率计算单元用于提取4个报头脉冲所对应上升沿后的2个采样点得到8个采样点，将8个采样点中的最大值作为重触发参考值、最小值作为参考功率值；
所述DF认证单元用于判断4个报头脉冲所对应上升沿后的前5个比特数据的采样点与所述参考功率值的差值是否在预定范围内；
所述功率检测单元用于在DF认证单元判定为在预定范围内时，计算4个报头脉冲所对应上升沿后的4个采样点的功率平均值，判断是否存在1个以上的报头脉冲对应的功率平均值与所述参考功率值的差值在3dB之内；
所述重触发单元用于在功率检测单元的判断结果为是时，在预设时间内继续寻找新目标，在寻找到新目标，并且新目标的重触发参考值超过当前目标的重触发参考值3dB时，将新目标代替当前目标、抛弃原目标；
所述码位检测单元用于计算4个报头脉冲的幅度参考值，根据所述基带信号、4个报头脉冲、幅度参考值得到当前目标的原始报文；
所述纠错单元用于对所述原始报文进行保守纠错或并行暴力纠错，再将所述原始报文发送给控制机。


2.根据权利要求1所述的ADS-B分布式处理系统，其特征在于，所述采样单元的采样率为10MHz，所述基带提取单元具体用于将中频采样信号中的I、Q路信号分别写入数组I(t)和数组Q(t)，对数组I(t)和数组Q(t)进行平方求和然后开方并行运算得到基带信号AMP(t)，基带信号AMP(t)的计算公式为：



其中，t表示采样点。


3.根据权利要求2所述的ADS-B分布式处理系统，其特征在于，所述基带提取单元还用于将基带信号AMP(t)与预设噪底阈值S进行并行比较及并行乘法计算，以去除基带信号AMP(t)的噪声，计算公式为：
Amp＝Amp*(Amp＞S)。


4.根据权利要求3所述的ADS-B分布式处理系统，其特征在于，所述脉冲解析单元具体用于判断基带信号的当前采样点及其之后连续3个采样点是否大于噪底阈值S，在大于噪底阈值S，确定当前采样点为当前目标的有效脉冲位置；以及在当前采样点的功率超过其前一个采样点4.8dB，而与其后一个采样点的差值在4.8dB之内，并且当前采样...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩然，李武旭，段煜，陈鹏宇，
申请(专利权)人：四川九洲空管科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51