ADS-B取得データを使用した飛行機追跡

この例では次を使用します:

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この例では、高密度脂蛋白コード生成およびハードウェア実行用に自动相关监视-广播（ADS-B）送受信機を実装する方法を説明します。この例では、飛行機の追跡に使用できる ADS-B拡張スキッタメッセージを復号化します。この例の高密度脂蛋白最適化モデルでは、高密度脂蛋白コード生成をサポートする Simulink®ブロックを使用して ADS-B受信機を実装して金宝appいます。このモデル例は、使用模拟器件AD9361/AD9364的ADS-B接收机的硬件/软件协同设计实现（基于Xilinx Zynq的无线电通信工具箱支金宝app持包）でリアルタイム処理に使用されます。これには、通信工具箱™ 基于Xilinx®Zynq®的无线金宝app电支持包が必要です。

はじめに

ADS-Bは航空交通管理および制御監視システムです。ブロードキャストメッセージ (1 秒あたり約 1.回) には、位置と速度を含む飛行情報が含まれます。ADS-B技術と送信のモードの概要については、[1.] を参照してください。HDLRxサブシステムは高密度脂蛋白コードの生成用に最適化されます。取得した受信信号は、受信機 (HDLRxサブシステム) のフロントエンドにストリーミングされます。受信機のストリーミング出力がバッファーされて関数地图结果MATLAB®に渡され、出力が表示されます。

例の構造

モデルはノーマルとアクセラレータの両方のモードをサポートします。ADS-B受信機モデルの最上位構造を次の図に示します。

受信機の入力データは、Zynq®プラットフォームで実行する使用模拟器件AD9361/AD9364的ADS-B接收机的硬件/软件协同设计实现（基于Xilinx Zynq的无线电通信工具箱支金宝app持包）を使用して取得されます。取得データは、サンプリングレート 4兆赫で受信したベースバンド信号を表します。データには、8.フレームの拡張スキッタメッセージが含まれます。ADS-B送信機は、2.ビットのパルス位置変調を使用して 112ビットの拡張スキッタメッセージを変調し、16ビットの接頭辞を追加します。その後、4兆赫のデータを生成するために、240ビットの各メッセージはゼロパディングされ、2.でアップサンプリングされます。

次の図は、HDLRxサブシステムの構造の詳細です。

ここでリストしたサブシステムの詳細については次の各節で説明します。

1.震级计算- 受信した入力信号の複素絶対値を検出する

2.阈值计算- 受信した入力信号の強度に基づいてしきい値を計算する

3.与前导码的相关性- 受信した信号と基準信号との相関をとってプリアンブルを検出する

4.定时控制- 受信機にタイミング同期を指定する

5.位处理-百万分之一復調を使用してシンボルを復調する

6.计算CRC和帧验证-华润誤差のチェックによってフレームを検証する

高密度脂蛋白最適化 ADS-B受信機

1.震级计算

震级计算サブシステムへの入力は、同相 (実数) と直交 (虚数) 位相のサンプルです。このサブシステムは複素数の絶対値を出力します。sqrt（I^2+Q^2）は、[2.] の 238ページで説明されている “| L |+0.4*| S |アルゴリズム" で近似できます。

$$\sqrt{I^2+Q^2}=|L |+0.4*| S|$

ここで、

|L| は、|我| または |Q| の大きい値です。

|s| は、|我| または |Q| の小さい値です。

ゲインブロックは、受信した入力を 12ビットから 16ビットの語長に変換します。

| L |+0.4 | S |アルゴリズム" の実装については、以下のモデルを参照してください。

2.阈值计算

阈值计算サブシステムは、信号エネルギーを計算してスケーリング係数を適用し、プリアンブル検出のしきい値を作成します。移動平均フィルターは、振幅値で操作する 32の係数をもつシリアル冷杉フィルターアーキテクチャです。冷杉フィルターの係数を選択して、受信した信号の平均エネルギーを検出します。この例では、5.で信号エネルギーをスケーリングして、有効な ADS-Bプリアンブルを検出します。冷杉フィルターの詳細については、离散FIR滤波器（金宝appSimulink）を参照してください。

3.与前导码的相关性

与前导码的相关性サブシステムでは、ピーク検出フィルターを使用して、受信信号と ADS-Bリファレンス/プリアンブルシーケンス [1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0] との相関をとります。ピーク検出フィルターは、プリアンブルシーケンスに一致する係数を使用して設定されたシリアル冷杉フィルターアーキテクチャです。プリアンブル相関は、可能性のある ADS-B伝送を特定し、ビット検出アルゴリズムを最初のメッセージのビットと合わせます。プリアンブルは、ピーク振幅がスケーリングされたしきい値を超えると検出されます。プリアンブルが検出されると、相関値は输入（SyncCorr）として定时控制ブロックに渡されます。

4.定时控制

定时控制ブロックは、プリアンブルを検出し、位处理と计算CRC和帧验证ブロックにフレームの先頭と末尾、およびリセットのステータスを示す制御信号激活EBPと重置を生成するステートマシンです。

5.位处理

位处理サブシステムは、復調して 4兆赫の受信信号を 1兆赫のビットシーケンスにダウンコンバートします。各データビットは 4.つの百万分之一ビットで表現されます。復調するために、ブロックは、各 4.つの組の最初の 2.つのビットと最後の 2.つのビットの合計を検出します。次に、その合計を比較して、元のビット値を決定します。出力の有効な信号は、4.番目のサイクルごとにアサートされ、1兆赫のビットシーケンスに一致させます。

6.计算CRC和帧验证

このサブシステムは、各 88ビットのメッセージの 24ビットチェックサム内の不一致をチェックします。华润ブロックには、どのビットがチェックサムであるかを決定するフレーム境界の指標が必要です。定时控制ブロックから生成された激活EBP信号の立ち上がりエッジは、フレームの先頭を示し、立ち下がりエッジはフレームの末尾を示します。開始信号は復調レイテンシと一致させるために遅延されます。ブロック出力の犯错误信号がゼロの場合、フレームは有効な ADS-Bメッセージです。サブシステムは、メッセージに华润誤差がないことを確認するまでメッセージビットをバッファーします。

マップの起動とデータのログ記録

マップを起動し、2.つのスライダースイッチ (マップの起動とデータのログ記録) を使用してテキストファイルのログ記録を開始することができます。

发射图- 追跡している航空便を表示できるマップを起動します。メモ:この機能を使用するには处理工具箱™ ライセンスが必要です。

数据记录- 取得したデータを文本ファイルに保存します。保存されたデータは、以降に後処理で使用できます。

結果と表示

HDLRxサブシステムは、ADS-Bデータを復調して復号化し、出力は反序列化器1dブロックと地图结果MATLAB関数を経由してストリーミングされます。これによって、航空機についての 16進数の出力情報が作成されます。各拡張スキッタモード sパケットには、飛行機に関する部分的な情報 (飛行機身份证件フライト身份证件高度、速度および位置のいずれか) が含まれ、テーブルは複数のメッセージから設定されます。出力は、以下のダイアグラムに示されるように取得されます。パケットの統計には、検出されたパケット数、正しく復号化されたパケット数、およびパケット誤り率（每）が含まれます。これらの飛行機の詳細は、使用模拟器件AD9361/AD9364的ADS-B接收机的硬件/软件协同设计实现（基于Xilinx Zynq的无线电通信工具箱支金宝app持包）の例から送信された値と一致します。

高密度脂蛋白コード生成と合成結果

パイプラインレジスタがモデルに追加されており、HDLRxサブシステムに長いクリティカルパスがないことを確認できます。HDLRxサブシステムから生成された高密度脂蛋白コードは、デバイス 7z045ffg900-2を搭載したZynqFPGA上で Xilinx®Vivado®を使用して合成されており、その設計は264.2兆赫クロック周波数になります。これは、リアルタイムの ADS-B信号を復調するのに十分です。生成された高密度脂蛋白コードは、リアルタイムの例使用模拟器件AD9361/AD9364的ADS-B接收机的硬件/软件协同设计实现（基于Xilinx Zynq的无线电通信工具箱支金宝app持包）でテストおよび検証されます。この例で参照する高密度脂蛋白コードをチェックして生成するには、HDL编码器™ ライセンスが必要です。以下の表に、この例の合成結果を示します。