飞机使用ads - b信号跟踪

所需的硬件和软件

使用信号捕获运行这个例子,您需要以下软件:

实时接收信号,你需要一个特别提款权设备和相应的支持包插件:万博1manbetx

通信工具箱支持SDR平台的完整列表,请参见支持硬件部分万博1manbetx软件定义无线电(SDR)发现页面。

介绍

ads - b是一种合作监视技术跟踪飞机。这种技术使飞机能够周期性地广播其位置信息,如高度,GPS坐标,和标题,使用的s型信号方案。

s模式是一种航空转发器审讯模式。当飞机收到一个审讯请求,返回应答器的故障代码。这被称为模式3。s模式(选择)是另一种类型的审讯方式,旨在帮助避免询问应答器的次数太多了。可以找到更多细节的s型(1]。这种模式被广泛采用在欧洲和北美正在分阶段。

的s型信号方案使用断续振荡器消息,它被定义为一个索取信息用于航空无线电系统。s模式具有这些属性:

短唠叨消息包含这些字段:

扩展断续振荡器(ads - b)消息包含的所有信息在一个短的唠叨,这些值之一:

s模式有一个同步脉冲的信号格式8微秒长紧随其后的是56和112微秒的数据,如这个图所示。

接收机结构

这个代码块图总结了接收机结构。处理有四个主要部分:信号源、物理层、消息解析器和数据查看器。

信号源

您可以指定其中一个信号来源:

如果你设置“RTL-SDR”或“ADALM-PLUTO”或“USRP电台”作为信号源,示例搜索你的电脑的RTL-SDR广播电台的广播讲话中“0”或一个ADALM-PLUTO广播在广播讲话中usb: 0,使用它作为信号源。

扩展的唠叨消息120微秒长,信号源是配置过程足够的样本含有180扩展唠叨消息同时,并设置SamplesPerFrame信号的相应属性。其余的算法搜索的s型包在这个框架的数据和返回所有正确识别数据包。这种类型的处理是reffered批处理。另一种方法是处理一个扩展唠叨一次消息。这个单一的数据包处理方法比批处理开销180倍,而少180倍延迟。由于ads - b接收机是延迟容忍,在本例中您使用批处理。

物理层

物理层(体育)处理基带信号样本来源产生数据包包含PHY层位头信息和原始消息。这个图表显示了物理层结构。

RTL-SDR无线电可以使用一个采样率范围内(200年e3, 2.8 e6)赫兹。当源是一个RTL-SDR广播,这个例子使用2.4 MHz的采样率和篡改的5倍的实际采样率12 MHz。

ADALM-PLUTO无线电可以使用一个采样率范围内(520年e3, 61.44 e6)赫兹。当源是一个ADALM-PLUTO,示例样本输入直接12 MHz。

USRP收音机能够使用不同的采样率。USRP广播源时,示例样本输入直接在20 MHz采样率的收音机。N310 / N300无线电接收到的数据为2.4 MHz采样率和篡改的5倍的实际采样率12 e6。

例如,如果数据率是1 Mbit / s和有效的采样率是12 MHz,每个符号的信号包含12个样品。接收处理链使用复杂的符号的大小。

包的子帧同步器工作数据相当于两个扩展唠叨包,也就是说,1440个样本120 12 MHz或微秒。这个子帧长度确保整个子帧包含扩展的唠叨。第一数据包同步器相关的接收信号8微秒序言,找到了峰值。同步器然后验证同步点通过检查它是否匹配的序言序列,[1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0],值为1表示一个高值和值0代表一个较低的值。

的s型PPM方案定义了两个符号。每个符号有两个芯片,一个有高价值,另一个在一个较低的值。如果第一个芯片是高和随后的芯片很低,符号是1。另外,如果第一个芯片是低和随后的芯片是高芯片,然后象征是0。有些解析器解调接收芯片和创建一个二进制消息。CRC检查器然后验证二进制信息。有些解析器的输出是一个向量的s型的物理层头包包含这些字段:

消息解析器

消息解析器从原始比特提取数据中描述基于数据包类型(2]。这个例子可以解析短唠叨包和扩展唠叨数据包含有空气速度、识别、和机载位置数据。

数据查看器

数据查看器显示接收到的消息在一个图形用户界面(GUI)。对于每个数据包类型,数据查看器显示检测到的数据包的数量,正确解码数据包的数量,包错误率(每)。随着无线电捕获数据,应用程序列表信息从表中的这些消息解码。

使用ads - b信号跟踪飞机

接收方提示输入用户输入和初始化变量。后设置输入值调用信号源,物理层、消息解析器和数据查看器在一个循环中。广播时间的循环跟踪使用帧持续时间。

%的缺省配置运行使用捕获数据。你可以设置% | cmdlineInput | | 1 |,然后运行示例来选择性地改变这些%的配置设置:% #接待时间以秒为单位,% #信号源(获取的数据或RTL-SDR电台或ADALM-PLUTO电台或USRP广播),% #可选输出方法(地图和/或文本文件)。%的选项来改变默认设置,设置| cmdlineInput | 1。cmdlineInput = 0;如果cmdlineInput%从命令行应用程序请求用户输入参数userInput = helperAdsbUserInput;其他的负载(“defaultinputsADSB.mat”);结束%计算ads - b系统参数根据用户输入[adsbParam, sigSrc] = helperAdsbConfig (userInput);%创建基于用户输入数据查看器对象和配置观众= helperAdsbViewer (“LogFileName”userInput.LogFilename,…“SignalSourceType”,userInput.SignalSourceType);如果userInput。LogData startDataLog(观众);结束如果userInput。LaunchMap startMapUpdate(观众);结束%创建消息解析器对象msgParser = helperAdsbRxMsgParser (adsbParam);%开始观众和初始化广播时间开始(观众)radioTime = 0;%主循环而radioTime < userInput.Duration如果adsbParam.isSourceRadio如果adsbParam。~,isSourcePlutoSDR (rcv lostFlag] = sigSrc ();其他的(rcv, ~,失去了)= sigSrc ();lostFlag =逻辑(损失);结束其他的rcv = sigSrc ();lostFlag = false;结束%物理层过程信息(物理层)(pkt pktCnt] = helperAdsbRxPhy (rcv, radioTime adsbParam);%解析信息比特(消息解析器)[味精,msgCnt] = msgParser (pkt pktCnt);%查看结果包内容(数据查看器)更新(观众、味精、msgCnt lostFlag);%更新广播时间radioTime = radioTime + adsbParam.FrameDuration;结束%阻止观众和释放的信号来源停止(观众)发布(sigSrc)

这图显示了检测飞机的相关信息。

你也可以观察飞机在地图上如果你有一个映射工具箱许可证。

进一步的探索

你可以调查使用ADSBExampleApp应用ads - b信号。使用这个程序选择信号源和改变时间。启动应用程序,输入ADSBExampleApp在MATLAB命令窗口。

引用