基于L频段数字航空通信系统1的F-OFDM波形设计

随着航空飞行器种类和数量的激增以及第五代(5G)移动通信系统和物联网(Io T)时代的到来,下一代航空无线通信系统面临着高安全性、大传输容量、低延时、强鲁棒性、高灵活性和综合业务提供等新的挑战。为此,提出了一种基于L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)的滤波正交频分复用(F-OFDM)波形设计方法并探讨了可能的技术演进路径。首先引入了认知无线电、非连续载波干涉码OFDM和滤波器的思想,然后针对不同航空飞行器用户动态自适应配置波形参数。仿真结果表明,该方法得到的系统波形具有较低的带外辐射功率、优良的块误码率性能和较高的吞吐量增益。

一种基于L-DACS1系统上行链路帧同步方法

针对未来民航空地宽带通信系统,国际民航组织(ICAO)推荐了一种由德国宇航局研究中心起草的运作于L波段的航空数字通信系统1(L-DACS1)方案。但是,当前运行于该波段的无线电导航设备会对L-DACS1系统产生剧烈干扰,对同步系统的影响尤为显著。文章提出了一种新颖的针对该系统上行链路的帧同步方法,在测距仪强烈干扰的航空高速移动环境下能实现准确、快速、高效的帧同步。

联合压缩感知与干扰白化的脉冲干扰抑制方法

针对L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)以内嵌方式部署在航空无线电导航频段而产生的测距仪脉冲干扰(DME)正交频分复用(OFDM)接收机的问题,提出联合压缩感知与残留干扰白化的测距仪脉冲干扰抑制方法.首先接收机通过空子载波信道来观测测距仪脉冲干扰,并利用测距仪脉冲干扰在时域的稀疏特性,基于l1范数最小化约束的凸优化方法重构测距仪脉冲干扰;然后将重构的脉冲干扰转换到频域进行干扰消除;最后,接收机通过信号解交织器与逆正交变换器将残留的脉冲干扰转换为高斯白噪声,避免了残留干扰信号造成的突发性解调错误.仿真研究表明:联合干扰抑制方法可有效消除测距仪脉冲信号干扰,显著提高L-DACS1系统链路传输的可靠性.

联合小波变换与残留干扰白化的测距仪脉冲干扰抑制方法

针对测距仪(DME)脉冲信号对L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)接收机产生干扰的问题,提出一种联合小波变换与残留干扰白化的测距仪脉冲干扰抑制方法。首先通过小波变换将正交频分复用(OFDM)接收机接收的信号转换到小波域;然后利用有用信号与干扰信号小波系数的差别提取DME信号小波系数,重构DME信号,并在时域进行脉冲干扰消除;最后,接收机通过信号解交织器与逆正交变换器将残留的脉冲干扰转换为白噪声,避免了残留干扰信号造成的突发性解调错误。仿真结果显示:所提出的联合干扰抑制方法可有效消除DME信号干扰,在相同误比特率(10^(-2))条件下,本文方法较常规脉冲熄灭方法可获得5 dB以上的性能改善,提高了L-DACS1系统链路传输的可靠性。

测距仪干扰信号频域特性研究

测距仪(DME, distance measuring equipment)信号是L波段数字航空通信系统1(L-DACS1, L-band digital aeronautical communication system 1)的主要干扰源。为寻求有效的DME干扰抑制算法,对DME信号的频域干扰特性研究十分必要。首先建立归一化的DME信号模型,通过理论推导出基带DME信号、载波偏置DME信号的频谱和功率谱闭合数学表达式;再利用理想低通滤波器的传输特性,给出经低通滤波后的载波偏置DME信号频谱和功率谱数学表达式;最后计算滤波后DME信号的平均功率。仿真结果表明:经过低通滤波的载波偏置DME信号功率衰减约33 dB,验证了理论推导的正确性。

联合压缩感知与接收分集的DME干扰抑制方法

针对L波段数字航空通信系统(L-DACS1)反向链路测距仪(DME)信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机的问题,提出基于联合压缩感知与接收分集的干扰抑制方法。在地面基站各接收支路中,首先通过压缩感知重构DME干扰信号,随后将重构的DME信号在时域进行干扰消除,消除干扰后各支路信号最终通过最大比值合并提高OFDM解调器输出信噪比,以克服测距仪残留信号的影响。仿真结果表明:该方法可有效抑制DME信号的干扰,提高L-DACS1系统的可靠性。

基于OFDM符号特征的干扰抑制与盲波束形成方法

为了抑制L波段数字航空通信系统1正交频分复用接收机中的测距机脉冲干扰信号的影响,提出基于正交频分复用符号特征的盲波束形成方法.阵列天线接收的数据首先经正交投影抑制测距机干扰,然后根据正交频分复用符号中循环前缀的延迟重复特征,将波束形成的权值求解问题转化为瑞利商的最大化问题,通过对延迟协方差矩阵的特征值分解获得阵列天线的波束形成权矢量,不需要预先知道期望信号的来向信息.仿真结果表明:所提出方法能够将波束主瓣对准期望信号来向,同时在干扰信号来向上形成深零陷,从而提高阵列输出端信噪比.所提出方法在低信噪比环境下波束形成性能优于内积最大化方法,随着信噪比增大,两种方法波束形成的性能逐渐接近.