基于S模式的1090ES数据链是ADS-B系统的一种数据链形式,其数据链容量可通过扩容技术实现扩展。基于相位调制的1090ES扩容技术,在不改变1090ES数据链标准信号格式的前提下,对现有1090ES信号中PPM数据位高电平子脉冲进行脉内调相,通过充分利用PPM高电平数据位脉冲的相位信息,有效增加1090ES数据链的信息承载容量。本文主要研究基于8PSK相位调制的1090ES扩容技术中的关键技术,所涉及的主要内容包括扩容信号的系统调制解调、信道编码、载波同步以及扩容信号的解码算法等,主要工作如下:(1)探讨分析了1090ES数据链的扩容方案,设计了基于8PSK相位调制的1090ES扩容信号的调制解调系统架构,给出了1090ES扩容信号的数学模型及扩容数据链模型。(2)研究了基于8PSK相位调制的1090ES扩容系统中的RS码校验技术,设计了RS码的码元总长度为54,并通过探讨不同RS码编码效率下的差错性能及其对1090ES扩容系统性能的影响,确定了RS码编码效率的最佳选取范围为0.6~0.7,进而,通过具体分析所选定编码效率范围内RS码的差错性能,进一步确定了信息码元个数可选择为32、34或36。(3)提出了一种适用于1090ES扩容信号的载波频偏粗估计与精确估计相结合的载波同步方法。载波频偏粗估计采用频偏捕获技术,将频偏缩小在5k Hz范围内;频偏粗估计之后的剩余频率偏差则通过相位误差跟踪环路或基于分段前馈差分的频偏精确估计方法进行估计并补偿。基于相位误差跟踪环路的频偏精确估计方法,在信噪比高于6d B时,相位信息的正确解码概率大于0.91;基于分段前馈差分的频偏估计方法,在信噪比高于1d B时,频偏估计的归一化均方误差收敛于克拉美罗界,并且,当信噪比为3d B时,相位信息的正确解码概率可以达到0.91。(4)分析了1090ES扩容信号的系统解码算法,分别采用基线多点判决法及基于PPM位同步的相干解调法提取1090ES扩容信号中的PPM信息和相位信息,当信噪比高于3d B时,PPM信息的正确解码概率达到0.9917,相位信息的解码正确率达到0.9134。