在当今民航领域内,VHF地空通信的抗干扰情况一直是一个重点问题。通过调查分析,明确了主要干扰源及其产生机理以便提出有效的算法进行抗干扰研究。简单介绍了几种抗干扰算法并选择合适有效的算法进行仿真实验。第一,采用MUSIC(multiple signal classification)算法对信号的来向进行估计,从而在估计出的波达方向上用固定波束形成的方法形成高增益波束,然后分析波束输出的信号特性来判断是否为干扰,仿真实验表明,该算法具有良好的估计性能,复杂度低,容易实现。第二,采用最速下降恒模算法,通过对权值的不断更新,在阵列输出端得到具有恒定包络的恒模信号,有效地提取干扰,达到抗干扰目的,仿真实验表明,该算法具有一定的局限性,仿真条件比较苛刻,需要改进以达到更好的准确性和稳定性。
空中交通管理的首要任务是保障所有飞机在航线上按时、安全、有效的在空域中飞行,对于管制员,则要时刻监视其负责空域内每个飞机的飞行情况。传统的检测方式是通过雷达与飞行员通讯,采取询问/应答的方式来了解飞机的状况。从长远的发展来看,这种雷达系统还存在一些不足:在海洋与荒漠等地区存在许多雷达盲区,这些盲区的形成主要是因为雷达波束直线传播的方式;对于飞机的计划航路、速度等态势数据,雷达系统目前还不能得到,这直接影响跟踪精度以及短期冲突告警的能力。因此,寻找一种新的监视方法以及势在必行。 ADS-B全称为Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,中文翻译为广播式自动相关监视,对于空管领域,ADS-B系统是同时具备监视与通信功能的信息系统。目前,国际民航组织已经把ADS-B技术作为未来主流的监视技术之一。随着这项技术的发展以及广泛使用,ADS-B中所存在的问题也日益严重,链路中的干扰直接影响ADS-B系统对飞机的监视以及导航工作。 本文将从ADS-B系统的起源开始,逐步介绍它的工作原理、使用区域、所存在的风险以及目前国内外的研究和发展情况。ADS-B系统进行信号传播使用到三种链路:1090ES数据链路(1090MHz Mode S Extended Squitter,1090ES)、通用访问收发机(Universal Access Transceiver,UAT)、模式4甚高频数据链路(VHF Data Link MODE4,VDL-4),通过比较的方式找到各种链路的优势和劣势。 本文以1090ES数据链路为例,对它存在的干扰问题进行了分析研究。最后论文采用恒模算法和盲信号提取两种算法分别去解决ADS-B链路中存在的干扰问题。在这个过程中,选取调频信号和C模式应答信号分别作为1090ES中的干扰信号,通过Matlab进行仿真实验,使得采用恒模算法可以从1090ES与调频信号组成的混合信号中提取出1090ES和调频信号,采用盲信号提取法可以从混合信号中分别提取出1090ES应答信号与C模式应答信号,验证两种算法对于解决链路中干扰问题可行性和有效性。此外,本文对ADS-B系统未来的发展趋势进行了展望。
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