基于智能天线的测距仪脉冲干扰抑制技术研究

发布时间：2017-07-30 19:05

  本文关键词：基于智能天线的测距仪脉冲干扰抑制技术研究

  更多相关文章： L波段数字航空通信系统1 正交频分复用 测距仪 脉冲干扰 智能天线

【摘要】：L波段数字航空通信系统1(LDACS1)是一个基于正交频分复用(OFDM)技术的空地蜂窝通信系统,为未来空中交通服务(ATS)以及航空运营管理(AOC)等业务提供数据通信服务。2007年世界无线电大会批准LDACS1系统部署于航空无线电导航频段,且以内嵌方式工作于测距仪(DME)波道中央。针对L-DACS1以内嵌方式部署在航空无线电导航频段而产生的高强度、密集DME脉冲信号干扰OFDM接收机的问题,论文开展了基于智能天线的DME脉冲干扰抑制方法的研究。论文研究内容如下:第一,对链路干扰预算进行了分析。论文首先阐述了DME系统工作原理,并对其信号进行建模;然后通过对干扰链路路径损耗的分析,给出了典型环境下LDACS1系统接收端的信干比;进一步对射频前端邻道干扰抑制分析,得到了OFDM解调器之前的信干比预算;最后仿真验证了DME信号会显著恶化LDACS1系统的比特差错性能。第二,提出了一种联合DOA估计与主波束成型的DME脉冲干扰抑制方法。OFDM接收机首先通过2D-MUSIC方法估计阵列信号的来向;然后利用频域强度与时域强度比较的方法区分OFDM直射径、散射径及脉冲干扰信号的来向,基于信号来向信息通过线性约束最小方差波束成型方法进行阵列天线波束成型,消除DME脉冲干扰及OFDM散射径干扰;最后通过对OFDM直射径信号的多普勒频偏进行预补偿,消除了航空器高速运动带来的子载波间干扰(ICI)。仿真实验表明:所提出方法可显著克服DME脉冲干扰与散射径干扰,改善LDACS1系统链路传输的可靠性。第三,提出了一种联合正交投影与盲波束成型的DME脉冲干扰抑制方法。接收机首先将接收信号矢量投影到干扰信号矢量的正交补空间,以此消除高强度DME脉冲干扰,然后利用OFDM信号循环前缀的对称特性,基于期望信号与参考信号矢量内积度-量最大化准则得到波束成型权值,并通过波束成型方法提取出OFDM直射径信号。计算机仿真表明:论文提出方法可有效克服DME脉冲及OFDM散射径信号的干扰,提高LDACS1系统链路传输的可靠性。
【关键词】：L波段数字航空通信系统1 正交频分复用 测距仪 脉冲干扰 智能天线
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V243.1;TN821.91
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 缩略词表11-13
• 第一章 绪论13-17
• 1.1 课题研究背景13-14
• 1.2 国内外研究现状14-15
• 1.3 论文研究工作及贡献15-16
• 1.4 组织结构16-17
• 第二章 L波段数字航空通信系统 117-27
• 2.1 系统概述17-18
• 2.2 物理层帧结构及子信道18-25
• 2.2.1 广播子信道19-21
• 2.2.2 公共控制/业务子信道21-23
• 2.2.3 随机接入子信道23-24
• 2.2.4 专用控制/业务子信道24-25
• 2.3 前向链路物理层系统模型25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 测距仪信号对LDACS1系统的干扰分析27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 LDACS1内嵌频谱部署27-29
• 3.3 测距仪系统29-32
• 3.3.1 系统概述29-30
• 3.3.2 测距仪信号模型30-32
• 3.4 LDACS1链路预算分析32-40
• 3.4.1 干扰链路分析32-35
• 3.4.2 干扰链路信干比预算35
• 3.4.3 射频前端邻道干扰抑制分析35-40
• 3.5 干扰链路差错性能影响40-42
• 3.5.1 干扰链路仿真环境参数40-41
• 3.5.2 干扰性能仿真结果41-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章 联合DOA估计与主波束成型的干扰抑制方法43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 联合DOA估计与主波束成型的接收机43-51
• 4.2.1 DOA估计单元44-45
• 4.2.2 主波束成型单元45-47
• 4.2.3 信号分类器单元47-49
• 4.2.4 下采样单元49-51
• 4.3 干扰抑制仿真结果51-54
• 4.3.1 仿真环境参数51
• 4.3.2 DOA估计算法性能51-52
• 4.3.3 主波束成型算法性能52-53
• 4.3.4 信号分类器性能53
• 4.3.5 链路比特差错性能53-54
• 4.4 本章小结54-56
• 第五章 联合正交投影与盲波束成型的干扰抑制方法56-66
• 5.1 引言56
• 5.2 联合正交投影与盲波束成型的接收机56-61
• 5.2.1 正交投影干扰抑制单元57-58
• 5.2.2 盲波束成型单元58-61
• 5.3 干扰抑制仿真结果61-65
• 5.3.1 仿真环境参数61
• 5.3.2 正交投影算法性能61-63
• 5.3.3 盲波束成型算法性能63-64
• 5.3.4 链路比特差错性能64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 总结与展望66-68
• 6.1 论文总结66-67
• 6.2 进一步工作计划67-68
• 参考文献68-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间公开发表论文73

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