所需硬件和软件

要使用捕获的信号运行这个示例，您需要以下软件:

为了实时接收信号，您还需要以下SDR设备之一和相应的支持包Add-On:金宝app

的“通信工具箱”支持的SDR平台的完整列表，请参阅“受支持的硬件”部分金宝app软件定义无线电(SDR)发现页面．

背景

ADS-B是一种协同跟踪飞机的监视技术。该技术使飞机能够使用Mode-S信号方案定期广播其位置信息(高度、GPS坐标、航向等)。

s模式是一种航空应答机讯问模式。当一架飞机收到审讯请求时，它会传回故障代码应答器的。这被称为模式3A。模式- s(选择)是另一种类型的审问模式，旨在帮助避免审问应答器过于频繁。有关Mode-S的详情，请参阅[1］．这种模式在欧洲被广泛采用，正在逐步向北美推广。

Mode-S信令方案使用squitter消息，它被定义为航空无线电系统中使用的一种非请求消息。Mode-S具有以下属性:

短消息包含以下信息:

扩展消息(ADS-B)包含一个短消息中的所有信息，其中一个是:

Mode-S的信号格式有一个8微秒长的同步脉冲，后面跟着56或112微秒的数据，如下图所示。

运行示例

默认配置使用捕获的数据运行。在后面的示例中，您可以设置cmdlineInput来1，然后运行示例可选地更改这些配置设置:

该示例以表格形式显示了检测到的飞机的信息，如下图所示。

如果您拥有Mapping Toolbox的有效许可证，还可以在地图上观察飞机。

接收机结构

下面的方框图总结了接收方代码结构。该处理过程有四个主要部分:信号源、物理层、消息解析器和数据查看器。

信号源

这个例子可以使用三个信号源:

如果您指定“RTL-SDR”或“ADALM-PLUTO”作为信号源，示例将在计算机中搜索您指定的无线电，在无线电地址‘0’的RTL-SDR无线电或在无线电地址‘usb:0’的ADALM-PLUTO无线电，并将其用作信号源。

在这里，扩展的squitter消息有120微秒长，因此信号源被配置为处理足够的样本以一次包含180个扩展的squitter消息，并进行设置SamplesPerFrame相应的信号属性。算法的其余部分在这一数据帧中搜索Mode-S数据包，并输出所有正确识别的数据包。这种类型的处理被定义为批处理。另一种方法是一次处理一个扩展的squitter消息。这种单包处理方法的开销是批处理的180倍，而延迟是批处理的180倍。由于ADS-B接收机具有耐延迟特性，因此采用了批处理。

物理层

从信号源接收的基带样本由物理层(PHY)处理以产生包含PHY层头信息和原始消息位的包。下面的图表显示了物理层结构。

RTL-SDR无线电能够使用范围为[200e3, 2.8e6] Hz的采样率。当RTL-SDR无线电是源时，示例使用2.4e6 Hz的采样率，并插值5倍到12e6 Hz的实际采样率。

ADALM-PLUTO无线电能够使用范围为[520e3, 61.44e6] Hz的采样率。当ADALM-PLUTO无线电是源时，示例直接在12 MHz对输入进行采样。

数据速率为1mbit /s，实际采样速率为12mhz，每个符号有12个采样。接收处理链使用复杂符号的大小。

包同步器工作在相当于两个扩展的squitter包的数据子帧上，即在12 MHz或120微秒下进行1440个采样。这个子帧长度确保整个扩展的压缩包包含在子帧中。包同步器首先将接收到的信号与8微秒的前导相关联，并找到峰值。然后，它通过检查同步点是否与前导序列[1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0]匹配来验证同步点，其中'1'表示高值，'0'表示低值。

Mode-S PPM调制方案定义了两个符号。每个符号有两个芯片，其中一个有高值，另一个有低值。如果第一个芯片是高芯片，然后是低芯片，这对应的符号是1。或者，如果第一个芯片是低芯片，然后是高芯片，那么符号为0。位解析器解调接收到的芯片并创建一个二进制消息。使用CRC检查器对二进制消息进行验证。位解析器的输出是Mode-S物理层报头包的向量，包含以下字段:

消息解析器

消息解析器根据[所描述的包类型从原始位中提取数据。2］．本例可以解析包含机载速度、识别和机载位置数据的短压缩包和扩展压缩包。

数据查看器

数据查看器在图形用户界面(GUI)上显示接收到的消息。对于每种报文类型，会显示检测到的报文数、正确解码的报文数以及报文错误率(PER)。当数据被捕获时，应用程序以表格形式列出从这些消息解码的信息。

示例代码

接收端请求用户输入并初始化变量。然后循环调用信号源、物理层、消息解析器和数据查看器。循环使用帧持续时间跟踪无线电时间。

如果要更改默认设置，请将|cmdlineInput|设置为1。cmdlineInput = 0;如果cmdlineInput从命令行请求用户输入应用程序参数userInput = helperAdsbUserInput;其他的负载(“defaultinputsADSB.mat”）;结束根据用户输入计算ADS-B系统参数[adsbParam,sigSrc] = helperAdsbConfig(userInput);创建数据查看器对象并根据用户输入进行配置查看器= 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);启动查看器并初始化无线电时间start(viewer) radioTime = 0;%主循环而radioTime < userInput。持续时间如果adsbParam.isSourceRadio如果adsbParam。isSourcePlutoSDR [rcv，~，lostFlag] = sigSrc();其他的[rcv，~，lost] = sigSrc();lostFlag =逻辑(丢失);结束其他的rcv = sigSrc();lostFlag = false;结束%处理物理层信息(物理层)[pkt,pktCnt] = helperAdsbRxPhy(rcv,radioTime,adsbParam);解析消息位(消息解析器)[msg,msgCnt] = msgParser(pkt,pktCnt);查看结果包内容(数据查看器)更新(观众、味精、msgCnt lostFlag);%更新无线电时间radioTime = radioTime + adsbParam.FrameDuration;结束停止查看器，释放信号源。%停止(观众)发布(sigSrc)

进一步的探索

你可以使用ADSBExampleApp进一步探索ADS-B信号。这个应用程序允许你选择信号源和改变持续时间。要启动应用程序，键入DSBExampleApp在MATLAB命令窗口或点击链接。

有关物理层实现的详细信息，您可以探索以下helper函数:

＊helperAdsbRxPhy.m＊helperAdsbRxPhySync.m＊helperAdsbRxPhyBitParser.m＊helperAdsbRxMsgParser.m

选定的参考书目