JP2011007680A - 信号受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誤検出による信号の検出率の低下を防止する。
【解決手段】受信信号から所定のプリアンブルを検出すると、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、受信信号のデータブロックをデコード処理中には新たなプリアンブルの検出を中止する第１処理手段１２３と、第１処理手段が受信信号のデータブロックをデコード処理中に、新たな受信信号から所定のプリアンブルを検出し、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、デコード処理中には新たなプリアンブルの検出を中止する第２処理手段１２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機に搭載されるモードＳトランスポンダから送信された信号を受信する信号受信装置に関する。

航空機は、地上の監視装置によって監視されているが、ＡＤＳ−Ｂ対応のトランスポンダが搭載され、このＡＤＳ−Ｂ対応トランスポンダによって航空機間で定期的に拡張スキッタを送受信する航空機がある。

一般的には、拡張スキッタは、ＡＤＳ−Ｂ対応のトランスポンダが搭載される航空機間で利用される信号であるが、航空機から送信される拡張スキッタを地上で受信して利用する装置もある（例えば、特願２００９−６１８号参照）。

例えば、図４に示すように、航空機に備えられるＡＤＳ−Ｂ対応のトランスポンダ２は、アンテナ２０を介して拡張スキッタ等の信号を送信するとともに、他の航空機等から送信される信号を受信する送受信部２１と、送受信部２１が送信する信号の生成及び送受信部２１が受信した信号の解析処理等を実行する信号処理部２２を備えている。また、地上で拡張スキッタを受信する拡張スキッタ受信装置１ａは、アンテナ１０を介して航空機のトランスポンダ２から送信される拡張スキッタ等の信号を受信する受信部１１と、信号処理部１２ａが受信する信号の解析処理等を実行する信号処理部１２ａを備えている。

拡張スキッタは、例えば、図５に示すように、拡張スキッタであることを特定する８μｓのプリアンブルと、拡張スキッタの実データである１１２μｓのデータブロックとを有している。プリアンブルは、それぞれパルス幅が０．５μｓの第１パルス乃至第４パルスによって構成され、第１パルスの立ち上がりから第２パルスの立ち上がりまでが１μｓ、第１パルスの立ち上がりから第３パルスの立ち上がりまでが３．５μｓ、第１パルスの立ち上がりから第４パルスの立ち上がりまでが４．５μｓと規定されている。

拡張スキッタ受信装置１ａの信号処理部１２ａは、図６に示すように、拡張スキッタのプリアンブルを検出するプリアンブル検出手段１２１とプリアンブル検出手段１２１の検出結果を利用して受信データに含まれるデータブロックをデコードするデコード処理手段１２２とを備えている。

プリアンブル検出手段１２１は、受信部１１からアンテナ１０が受信した受信データを入力し、デコード処理手段１２２からデコード処理が終了したことを判定する為のデコード完了信号を入力する。また、プリアンブル検出手段１２１は、受信データからプリアンブルを検出し、検出結果としてプリアンブルの有無をデコード処理手段１２２に出力する。ここで、プリアンブル検出手段１２１では、プリアンブルを検出した後、デコード処理手段１２２からデコード処理の終了を通知するデコード完了信号を入力するまで、プリアンブルの検出処理を実行することができない。

デコード処理手段１２２は、受信部１１からアンテナ１０が受信した受信データを入力し、プリアンブル検出手段１２１からプリアンブルの検出結果を入力する。また、デコード処理手段１２２は、プリアンブルの検出有の検出結果を入力すると、受信データから拡張スキッタのデータブロックを検出してデコードする。さらに、デコード処理手段１２２は、データブロックのデコード処理が終了すると、データブロックのデコード処理の終了を通知し、プリアンブル検出の再開を許可するデコード完了信号をプリアンブル検出手段１２１に出力する。ここで、デコード処理の終了は、データブロックの開始から、１１２μｓ分のデータをデコードした時点で終了する。すなわち、拡張スキッタは、図５を用いて説明したように、プリアンブルが８μｓであり、データブロックはこのプリアンブルの後に１１２μｓ続く。したがって、デコード処理手段１２２は、このプリアンブル及びデータブロックのデータ長（１２０μｓ）を利用してデータブロックのデコード処理の終了を判断することができる。

ここで、ＡＤＳ−Ｂに対応しているモードＳトランスポンダは、拡張スキッタの他、例えば拡張スキッタとは異なるデータ長のショート応答を送信することもあるが、このショート応答のプリアンブルも、図５を用いて上述した拡張スキッタと同様のプリアンブルである。したがって、拡張スキッタ受信装置１ａでは、データブロックをデコードするまで、受信した信号が拡張スキッタであるかショート応答であるかを区別することはできない。

そのため、拡張スキッタ受信装置１ａでは、ショート応答を受信した場合であっても、図７（ａ）に示すように、プリアンブル検出手段１２１でプリアンブルが検出されると、デコード処理手段１２２は、プリアンブルから１２０μｓの間拡張スキッタのデータブロックのデコード処理を実行する。しかしながら、このときにデコード処理手段１２２がデコード処理する信号は、図７（ａ）に示すように、ショート応答のデータブロックとその後の不要な信号であり、デコード処理手段１２２では、不要なデコード処理が実行されていることになる。

また、拡張スキッタ受信装置１ａでは、ノイズ信号を受信することがあり、このノイズがプリアンブルと同一のパルス列を有することにより、プリアンブル検出手段１２１がノイズ信号をプリアンブルと誤検出することがある。例えば、図７（ｂ）に示すように、プリアンブル検出手段１２１がノイズ信号をプリアンブルと誤検出した場合、デコード処理手段１２２がその後にデコード処理する信号はデータブロックではないため、デコード処理手段１２２では、不要なデコード処理が実行されていることになる。

一方、このように不要なデコード処理中に拡張スキッタを受信したとしても、プリアンブル検出手段１２１では検出可能な状態（検出待機状態）となっていないため、この拡張スキッタのプリアンブルを検出することはできない。したがって、図７に示すように、拡張スキッタ受信装置１ａでは、不要なデータのデコード処理によって、必要な拡張スキッタのデコード処理が実行できない問題が生じる。

Michael C. Stevens "Secondary Surveillance Radar" 1998, ISBN 0-89006-292-7

一般的に、地上に設置される航空レーダ装置等が航空機と質問応答をする際には、指向性のあるアンテナを利用し、質問応答のスケジュールを設定することができるため、不要な信号処理を制限し、信号の検出効率を上げることができる。

しかしながら、地上に設置される拡張スキッタ受信装置１ａでは、無指向性のアンテナを利用しているため、非同期に拡張スキッタを受信している。このような拡張スキッタ受信装置１ａでは、ガーブル（電波干渉）の頻度が高くなることがある。また、拡張スキッタ受信装置１ａでは、受信スケジュールの存在しないことにより、近距離機等に対するレベルの抑圧処理（ＳＴＣ）を行うこともできない。

そのため、拡張スキッタ受信装置１ａでは、受信する信号の数が多くなると、ますます図７で示したような受信信号の誤検出が増加し、信号の検出率が低下するおそれがあった。

したがって本発明は、誤検出による信号の検出率の低下を防止する信号受信装置を提供する。

本発明に係る信号受信装置は、受信信号から、所定のプリアンブル及びデータブロックを含む信号を検出する信号受信装置であって、受信信号から所定のプリアンブルを検出すると、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、受信信号のデータブロックをデコード処理中に新たなプリアンブルの検出を中止する第１処理手段と、第１処理手段が受信信号のデータブロックをデコード処理中に、新たな受信信号から所定のプリアンブルを検出し、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、デコード処理中には新たなプリアンブルの検出を中止する第２処理手段とを備える。

本発明によれば、誤検出による信号の検出率の低下を防止することができる。

本発明の最良の実施形態に係る拡張スキッタ受信装置を説明する概略図である。 図１に示す拡張スキッタ受信装置の信号処理部の構成を説明する機能ブロック図である。 図２に示す信号処理部における処理について説明する図である。 従来の拡張スキッタ受信装置について説明する概略図である。 拡張スキッタのフォーマットを説明する図である。 図５に示す拡張スキッタ受信装置の信号処理部の構成を説明する機能ブロック図である。 図６に示す信号処理部における処理について説明する図である。

図１及び図２を用いて本発明の最良の実施形態に係る信号受信装置について説明する。以下では、信号受信装置を、拡張スキッタ受信装置１として説明する。以下の説明において、従来と同一の構成については、同一の符号を付して説明する。

図１に示す拡張スキッタ受信装置１は、図４を用いて上述した拡張スキッタ受信装置１ａと同様に、地上局に設置されている。拡張スキッタ受信装置１は、航空機に備えられるトランスポンダ２から送信される拡張スキッタを受信して処理するため、アンテナ１０と、アンテナ１０を介して拡張スキッタ等の信号を受信する受信部１１と、受信部１１に接続され、受信した信号を処理する信号処理部１２とを備えている。

信号処理部１２は、図２に示すように、第１プリアンブル検出手段１２３ａによって受信データから拡張スキッタのプリアンブルを検出し、第１プリアンブル検出手段１２３ａで拡張スキッタのプリアンブルが検出されると、第１デコード処理手段１２３ｂによって拡張スキッタのデータブロックをデコードする第１処理手段１２３と、第１処理手段１２３がデコード処理中に第２プリアンブル検出手段１２４ａによって受信データから拡張スキッタのプリアンブルを検出し、第２プリアンブル検出手段１２４ａで拡張スキッタのプリアンブルが検出されると、第２デコード処理手段１２４ｂによって拡張スキッタのデータブロックをデコードする第２処理手段１２４と、第１処理手段１２３又は第２処理手段１２４からのデコードデータを選択して出力するデコードデータ選択手段１２５と、有効なデコードデータの選択に利用するイネーブル信号を出力するイネーブル信号出力手段１２６と、イネーブル信号に従ってデコードデータを出力するデコードデータ出力手段１２７とを有している。

第１プリアンブル検出手段１２３ａは、受信部１１からアンテナ１０が受信した受信データを入力し、第１デコード処理手段１２３ｂからデコード処理が終了したことを判定する為の第１デコード完了信号を入力する。また、第１プリアンブル検出手段１２３ａは、「検出処理中」に設定されているとき、受信データからプリアンブルを検出し、プリアンブルの有無を第１検出結果として第１デコード処理手段１２３ｂ及び第２プリアンブル検出手段１２４ａに出力する。

ここで、第１プリアンブル検出手段１２３ａでは、第１デコード処理手段１２３ｂがデコード処理中は「検出処理待機中」であって、プリアンブルの検出を行うことができない。すなわち、第１プリアンブル検出手段１２３ａは、プリアンブルを検出後、第１デコード処理手段１２３ｂからデコード処理の終了を通知する第１デコード完了信号を入力するまでの間、検出禁止に設定し、プリアンブルの検出処理を実行しない。

一方、第１プリアンブル検出手段１２３ａでは、第１デコード処理手段１２３ｂがデコード処理中ではない場合は、「検出処理中」であって、プリアンブルの検出処理を行うことができる。したがって、第１プリアンブル検出手段１２３ａは、第１デコード処理手段１２３ｂから第１デコード完了信号を入力後、新たにプリアンブルを検出するまでの間、検出処理中に設定し、プリアンブルの検出処理を実行する。

第１デコード処理手段１２３ｂは、受信部１１からアンテナ１０が受信した受信データを入力し、第１プリアンブル検出手段１２３ａからプリアンブルの検出結果を入力する。また、第１デコード処理手段１２３ｂは、第１プリアンブル検出手段１２３ａからプリアンブルの検出有の検出結果を入力すると、受信データから拡張スキッタのデータブロックを検出してデコードする。

さらに、第１デコード処理手段１２３ｂは、デコード処理が終了したことを表わす第１デコード完了信号を出力する。具体的には、第１デコード処理手段１２３ｂは、データブロックのデコード処理が終了時に、データブロックのデコード処理の終了を通知し、プリアンブル検出の再開を許可する第１デコード完了信号をプリアンブル検出手段１２１に出力する。図５を用いて説明したように、拡張スキッタのプリアンブルは８μｓであり、データブロックはこのプリアンブルの後に続く１１２μｓのデータである。したがって、第１デコード処理手段１２３ｂは、このプリアンブル及びデータブロックのデータ長（１２０μｓ）を利用してデータブロックのデコード処理の終了を判断することができる。

第２プリアンブル検出手段１２４ａは、受信部１１からアンテナ１０が受信した受信データを入力し、第１プリアンブル検出手段１２３ａからプリアンブルの検出結果を入力し、第２デコード処理手段１２４ｂからデコード処理が終了したことを判定する為の第２デコード完了信号を入力する。また、第２プリアンブル検出手段１２４ａは、「検出禁止」に設定されていないとき、受信データからプリアンブルを検出し、検出結果としてプリアンブルの有無を第２デコード処理手段１２４ｂに出力する。

ここで、第２プリアンブル検出手段１２４ａよりも第１プリアンブル検出手段１２３ａが優先するため、第２プリアンブル検出手段１２４ａは、第１プリアンブル検出手段１２３ａが「検出処理中」には「検出禁止」であり、プリアンブルの検出を行うことができない。また、第２プリアンブル検出手段１２４ａは、第２デコード処理手段１２４ｂがデコード処理中にも、第２プリアンブル検出手段１２４ａは「検出禁止」であって、プリアンブルの検出を行うことができない。すなわち、第２プリアンブル検出手段１２４ａは、第１プリアンブル検出手段１２３ａが「検出禁止」であっても、第２デコード処理手段１２４ｂからデコード処理の終了を通知する第２デコード完了信号を入力するまでの間は、プリアンブルの検出処理を実行しない。

一方、第１プリアンブル検出手段１２３ａが「検出禁止」であって、第２デコード処理手段１２４ｂがデコード処理中でない場合、第２プリアンブル検出手段１２４ａは「検出処理中」であって、プリアンブルの検出処理を行なうことができる。すなわち、第２プリアンブル検出手段１２４ａは、第２デコード処理手段１２４ｂから第２デコード完了信号を入力後、新たにプリアンブルを検出するまでの間、検出処理中に設定し、プリアンブルの検出処理を実行する。

第２デコード処理手段１２４ｂは、受信部１１からアンテナ１０が受信した受信データを入力し、第２プリアンブル検出手段１２４ａからプリアンブルの検出結果を入力する。また、第２デコード処理手段１２４ｂは、第２プリアンブル検出手段１２４ａからプリアンブルの検出有の検出結果を入力すると、受信データから拡張スキッタのデータブロックを検出してデコードする。

さらに、第２デコード処理手段１２４ｂは、デコード処理が終了したことを表わす第２デコード完了信号を出力する。具体的には、第２デコード処理手段１２４ｂは、データブロックのデコード処理が終了時に、データブロックのデコード処理の終了を通知し、プリアンブル検出の再開を許可する第２デコード完了信号をプリアンブル検出手段１２１に出力する。第２デコード処理手段１２４ｂでも、統一されている拡張スキッタ（プリアンブル及びデータブロック）のデータ長（１２０μｓ）を利用してデータブロックのデコード処理の終了を判断することができる。

デコードデータ選択手段１２５は、第１デコード処理手段１２３ｂでデコードされた第１デコードデータと、第２デコード処理手段１２４ｂでデコードされた第２デコードデータとを入力する。また、デコードデータ出力手段１２５は、第２デコード処理手段１２４ｂから第２デコード完了信号を入力し、第２デコード完了信号によって第２プリアンブル検出手段１２４ａにプリアンブルの検出が許可されたときに第２デコードデータを出力し、それ以外は第１デコードデータを出力する。

イネーブル信号出力手段１２６は、第１デコード処理手段１２３ｂから第１デコード完了信号を入力し、第２デコード処理手段１２４ｂから第２デコード完了信号を入力する。また、イネーブル信号出力手段１２６は、プリアンブルの検出を許可する第１デコード完了信号又は第２デコード完了信号を入力すると、デコードデータの出力を許可するイネーブル信号を出力する。

デコードデータ出力手段１２７は、イネーブル信号出力手段１２６からデコードデータの出力を許可するイネーブル信号を入力すると、デコードデータ選択手段１２５から入力するデコードデータを検出した拡張スキッタとして監視処理部１３へ出力する。

ここで、図２では、第１処理手段１２３及び第２処理手段１２４の２つの処理手段を備える場合を例に説明したが、信号処理部１２が備える処理手段の数は限定されない。例えば、２つの処理手段を備える場合でも、拡張スキッタの検出率が低い場合には、処理手段ブロックをさらに複数備えることで、検出率を向上させることができる。

図３を用いて、図７（ａ）の一例と同様に、ショート応答受信の後に拡張スキッタを受信した場合の一例を説明する。図３（ａ）では、信号処理部１２が受信部１１から入力する受信データを示しており、ショート応答を受信した直後に拡張スキッタを受信していることが分かる。

ショート応答の受信時には、第１処理手段１２３の状態は、第１プリアンブル検出手段１２３ａで「検出処理中」であったが、ショート応答のプリアンブルが検出されると、第１デコード処理手段１２３ｂで「デコード処理中」になり、第１プリアンブル検出手段１２３ａでは「検出禁止」となる（図３（ｂ））。また、第２処理手段１２４では、第１処理手段１２３が「検出処理中」には第２プリアンブル検出手段１２４ａは「検出禁止」であったが、第１処理手段１２３が「デコード処理中」になると、「検出処理中」となる（図３（ｆ））。

第１プリアンブル検出手段１２３ａにおいてプリアンブルが検出されると（図３（ｃ））、第１デコード処理手段１２３ｂにおいて受信データがデコードされる。デコードデータ出力手段１２７は、第１デコード処理手段１２３ｂでデコードされた受信データを、デコード終了時の第１デコード完了信号に応じてイネーブル信号出力手段１２６が出力するイネーブル信号により（図３（ｋ））、モードＳ信号データ（ショート応答データ）として確定する（図３（ｄ）、（ｅ）、（ｊ））。

また、第２プリアンブル検出手段１２４ａにおいてプリアンブルが検出されると（図３（ｇ））、第２デコード処理手段１２４ｂにおいて受信データがデコードされる。デコードデータ出力手段１２７は、第２デコード処理手段１２４ｂでデコードされた受信データを、デコード終了時の第２デコード完了信号に応じてイネーブル信号出力手段１２６が出力するイネーブル信号により（図３（ｋ））、モードＳ信号データ（拡張スキッタデータ）として確定する（図３（ｈ）、（ｉ）、（ｊ））。

図７（ａ）を用いて説明した従来の拡張スキッタ受信装置１ａでは、ショート応答のデータブロックをデコード処理中に拡張スキッタを受信した場合、拡張スキッタのプリアンブルを検出できなかった。これに対し、本発明の実施形態に係る拡張スキッタ受信装置１では、図２に示すように、第１処理手段１２３及び第２処理手段１２４を利用してプリアンブルの検出処理及びデコード処理を実行している。すなわち、図３に示すように、第１処理手段１２３の第１デコード処理手段１２３ｂでデコード処理中には、第２処理手段１２４の第１プリアンブル検出手段１２４ａでプリアンブルが検出される。したがって、ショート応答受信の直後に拡張スキッタを受信した場合であっても、拡張スキッタを検出し、デコードすることができる。

上述したように、本発明の実施形態に係る拡張スキッタ受信装置１では、第１処理手段１２３と、第１処理手段１２３でデコード処理中のときにプリアンブルを検出する第２処理手段１２４とを備えている。これにより、第１処理手段１２３がすでに受信した拡張スキッタを処理中で新たな拡張スキッタを処理することができない場合には、第２処理手段１２４で拡張スキッタの検出及び解析を処理することができる。したがって、本発明の実施形態に係る拡張スキッタ受信装置１では、誤検出による信号の検出率の低下を防止することができる。

１…拡張スキッタ受信装置
１０…アンテナ
１１…受信部
１２…信号処理部
１２３…第１処理手段
１２３ａ…第１プリアンブル検出手段
１２３ｂ…第１デコード処理手段
１２４…第２処理手段
１２４ａ…第２プリアンブル検出手段
１２４ｂ…第２デコード処理手段
１２５…デコードデータ選択手段
１２６…イネーブル信号出力手段
１２７…デコードデータ出力手段
１３…監視処理部
２…トランスポンダ
２０…アンテナ
２１…送受信部
２２…信号処理部

Claims (3)

1. 受信信号から、所定のプリアンブル及びデータブロックを含む信号を検出する信号受信装置であって、
   受信信号から所定のプリアンブルを検出すると、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、受信信号のデータブロックをデコード処理中には新たなプリアンブルの検出を中止する第１処理手段と、
   前記第１処理手段が受信信号のデータブロックをデコード処理中に、新たな受信信号から所定のプリアンブルを検出し、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、デコード処理中には新たなプリアンブルの検出を中止する第２処理手段と、
   を備えることを特徴とする信号受信装置。
2. 受信信号から、所定のプリアンブル及びデータブロックを含む信号を検出する信号受信装置であって、
   受信信号から所定のプリアンブルを検出すると、検出したプリアンブルに続くデータブロックをデコードするとともに、受信信号のデータブロックをデコード処理中には新たなプリアンブルの検出を中止する処理手段を複数備え、
   各処理手段には優先順位が定められ、各処理手段は、優先順位の高い他の処理手段がデータブロックをデコード処理中の場合にのみプリアンブルの検出を実行することを特徴とする信号受信装置。
3. 各処理手段では、モードＳ拡張スキッタのプリアンブルを検出すると、受信信号から、プリアンブルの終了から、モードＳ拡張スキッタのデータブロックに規定されるデータ長の受信信号をデコードすることを特徴とする請求項１又は２に記載の信号受信装置。

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