随着全球航空运输的发展,空中交通管制与航空公司运控等航空业务对航空通信系统的数据传输速率、频谱利用率、航空通信网容量等性能提出了更高的要求。虽然现阶段基于甚高频的航空通信系统得到了迅速的发展,但仍受限于标准体制、技术壁...随着全球航空运输的发展,空中交通管制与航空公司运控等航空业务对航空通信系统的数据传输速率、频谱利用率、航空通信网容量等性能提出了更高的要求。虽然现阶段基于甚高频的航空通信系统得到了迅速的发展,但仍受限于标准体制、技术壁垒等因素,难以满足持续增长的运行需求。L波段数字航空通信(L-band digital aeronautical communication system,L-DACS)数据链技术作为新一代航空通信系统的预选方案,是有效解决频谱资源饱和难题、满足高速率传输需求的有效途径。本文在总结L-DACS数据链技术发展现状的基础上,阐述了该通信系统现阶段的技术标准,分析了L-DACS发展所面临的挑战,提出了对应的发展建议,为面向航空宽带通信L-DACS的研究提供了参考与借鉴。展开更多
L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正...L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正交投影干扰抑制与单快拍稀疏分解的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法。通过子空间投影抑制DME干扰,然后使用单快拍数据构建伪协方差矩阵,对伪协方差矩阵求高阶幂,之后进行奇异值分解,并利用约束条件求解稀疏解得到期望信号来向的估计值。所提方法使用高阶伪协方差矩阵降低了噪声影响,仅用单快拍就可以准确估计LDACS信号的入射方向。仿真结果表明,改进单快拍高级幂(improved single snapshot high order power,ISS-HOP)L1-SVD算法的估计精度优于ISS-HOP-MUSIC算法。该方法可以有效抑制DME干扰,提高OFDM接收机性能。展开更多
针对L-DACS1(L-band Digital Aeronautical Communication System Type 1)与DME(Distance Measuring Equipment)信号在时域、频域和低阶统计域干扰抑制不理想的问题,本文将L-DACS1与DME时频域交叠的干扰场景建模为确定性信号叠加高斯有...针对L-DACS1(L-band Digital Aeronautical Communication System Type 1)与DME(Distance Measuring Equipment)信号在时域、频域和低阶统计域干扰抑制不理想的问题,本文将L-DACS1与DME时频域交叠的干扰场景建模为确定性信号叠加高斯有色噪声的干扰量化模型,根据两者在高阶统计域的差异特性,提出基于三阶累积量的自适应滤波算法,并引入对数螺线函数改进变步长机制,实现自适应DME干扰消除.仿真结果表明:所提算法具有更高的干扰抑制比和更低的误比特率,但复杂度较高.相关结论可为L-DACS1系统的实际部署提供参考.展开更多
针对通信导航识别系统(Communiction,Navigation and Identification,CNI)中L波段多功能射频综合化的需求,对L波段接收机射频前端电路进行综合化设计。通过分析CNI中航管、塔康、精密测距等L波段功能对接收机的性能需求,结合接收机主要...针对通信导航识别系统(Communiction,Navigation and Identification,CNI)中L波段多功能射频综合化的需求,对L波段接收机射频前端电路进行综合化设计。通过分析CNI中航管、塔康、精密测距等L波段功能对接收机的性能需求,结合接收机主要工作原理和技术指标选取二次变频超外差接收机结构作为实现方案,并对接收机射频前端下变频电路和中频电路进行设计,通过复用前级下变频电路,在中频放大电路中分功能处理实现射频前端综合化设计。计算了两种放大模式下各级器件的增益、噪声系数等指标,结论表明各项指标满足功能设计需求,该射频前端综合化设计方案可以满足CNI系统L波段接收机射频综合化需求。展开更多
针对当前航空甚高频(VHF,very high frequency)技术在报文传输方面存在明文传输、实体认证和消息认证体系不健全的问题,基于飞机通信寻址与报告系统(ACARS,aircraft communication addressing and reporting system)数据链并结合国产密...针对当前航空甚高频(VHF,very high frequency)技术在报文传输方面存在明文传输、实体认证和消息认证体系不健全的问题,基于飞机通信寻址与报告系统(ACARS,aircraft communication addressing and reporting system)数据链并结合国产密码算法,提出了应用性较强的报文加密及数字认证解决方案。该方案对报文的正文内容进行加密处理,并利用公钥密码算法对密文进行签名以得到对应签名值,最后将密文和签名值按特定格式组合后填充至原报文正文部分。实验结果表明,对称加密算法在报文载荷大小、加解密时间等方面均优于非对称加密算法,更加适用于航空甚高频数据链;将加密算法和数字认证同时引入航空甚高频数据链通信技术中,可保证数据链的保密性、完整性,提高了报文传输的安全性,对航空信息安全具有重大意义。展开更多
L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)以内嵌方式工作在测距仪(DME)波道间,会产生测距仪信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机的问题,针对此提出联合非线性最小二乘法(NLS)与压缩感知(CS)信号重构的测距仪干扰抑制方法(简称联合DME干扰抑制方法...L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)以内嵌方式工作在测距仪(DME)波道间,会产生测距仪信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机的问题,针对此提出联合非线性最小二乘法(NLS)与压缩感知(CS)信号重构的测距仪干扰抑制方法(简称联合DME干扰抑制方法)。首先,接收机通过非线性最小二乘法重构DME信号,并在时域消除DME信号;然后,通过低通滤波器进一步消除残留DME信号及带外噪声的影响;最后,利用压缩感知方法重构残留DME信号,并转换到频域消除残留的DME信号。仿真结果表明:所提出的联合干扰抑制方法可衰减DME信号功率达45 d B,显著地提高了OFDM系统链路传输可靠性。展开更多
L-band Digital Aeronautical Communications System 1(L-DACS1)是一种基于正交频分复用传输技术的宽带航空通信系统。依据L-DACS1系统规范,在USRP N210软件无线电平台设计实现了L-DACS1前向链路发射机与接收机,并在实验室环境下开展...L-band Digital Aeronautical Communications System 1(L-DACS1)是一种基于正交频分复用传输技术的宽带航空通信系统。依据L-DACS1系统规范,在USRP N210软件无线电平台设计实现了L-DACS1前向链路发射机与接收机,并在实验室环境下开展了前向链路传输试验。所设计的L-DACS1前向链路传输性能与计算机仿真结果一致,验证了前向链路发射机与接收机的正确性,为后续L-DACS1系统测距仪干扰抑制的研究提供了思路。展开更多
文摘随着全球航空运输的发展,空中交通管制与航空公司运控等航空业务对航空通信系统的数据传输速率、频谱利用率、航空通信网容量等性能提出了更高的要求。虽然现阶段基于甚高频的航空通信系统得到了迅速的发展,但仍受限于标准体制、技术壁垒等因素,难以满足持续增长的运行需求。L波段数字航空通信(L-band digital aeronautical communication system,L-DACS)数据链技术作为新一代航空通信系统的预选方案,是有效解决频谱资源饱和难题、满足高速率传输需求的有效途径。本文在总结L-DACS数据链技术发展现状的基础上,阐述了该通信系统现阶段的技术标准,分析了L-DACS发展所面临的挑战,提出了对应的发展建议,为面向航空宽带通信L-DACS的研究提供了参考与借鉴。
文摘L波段数字航空通信系统(L band digital aeronautical communication system,LDACS)是未来航空宽带通信重要的基础设施之一,针对LDACS信号容易受到相邻波道大功率测距仪(distance measuring equipment,DME)信号干扰的问题,提出了联合正交投影干扰抑制与单快拍稀疏分解的波达方向(direction of arrival,DOA)估计方法。通过子空间投影抑制DME干扰,然后使用单快拍数据构建伪协方差矩阵,对伪协方差矩阵求高阶幂,之后进行奇异值分解,并利用约束条件求解稀疏解得到期望信号来向的估计值。所提方法使用高阶伪协方差矩阵降低了噪声影响,仅用单快拍就可以准确估计LDACS信号的入射方向。仿真结果表明,改进单快拍高级幂(improved single snapshot high order power,ISS-HOP)L1-SVD算法的估计精度优于ISS-HOP-MUSIC算法。该方法可以有效抑制DME干扰,提高OFDM接收机性能。
文摘针对L-DACS1(L-band Digital Aeronautical Communication System Type 1)与DME(Distance Measuring Equipment)信号在时域、频域和低阶统计域干扰抑制不理想的问题,本文将L-DACS1与DME时频域交叠的干扰场景建模为确定性信号叠加高斯有色噪声的干扰量化模型,根据两者在高阶统计域的差异特性,提出基于三阶累积量的自适应滤波算法,并引入对数螺线函数改进变步长机制,实现自适应DME干扰消除.仿真结果表明:所提算法具有更高的干扰抑制比和更低的误比特率,但复杂度较高.相关结论可为L-DACS1系统的实际部署提供参考.
文摘针对通信导航识别系统(Communiction,Navigation and Identification,CNI)中L波段多功能射频综合化的需求,对L波段接收机射频前端电路进行综合化设计。通过分析CNI中航管、塔康、精密测距等L波段功能对接收机的性能需求,结合接收机主要工作原理和技术指标选取二次变频超外差接收机结构作为实现方案,并对接收机射频前端下变频电路和中频电路进行设计,通过复用前级下变频电路,在中频放大电路中分功能处理实现射频前端综合化设计。计算了两种放大模式下各级器件的增益、噪声系数等指标,结论表明各项指标满足功能设计需求,该射频前端综合化设计方案可以满足CNI系统L波段接收机射频综合化需求。
文摘针对当前航空甚高频(VHF,very high frequency)技术在报文传输方面存在明文传输、实体认证和消息认证体系不健全的问题,基于飞机通信寻址与报告系统(ACARS,aircraft communication addressing and reporting system)数据链并结合国产密码算法,提出了应用性较强的报文加密及数字认证解决方案。该方案对报文的正文内容进行加密处理,并利用公钥密码算法对密文进行签名以得到对应签名值,最后将密文和签名值按特定格式组合后填充至原报文正文部分。实验结果表明,对称加密算法在报文载荷大小、加解密时间等方面均优于非对称加密算法,更加适用于航空甚高频数据链;将加密算法和数字认证同时引入航空甚高频数据链通信技术中,可保证数据链的保密性、完整性,提高了报文传输的安全性,对航空信息安全具有重大意义。
文摘L频段数字航空通信系统1(L-DACS1)以内嵌方式工作在测距仪(DME)波道间,会产生测距仪信号干扰正交频分复用(OFDM)接收机的问题,针对此提出联合非线性最小二乘法(NLS)与压缩感知(CS)信号重构的测距仪干扰抑制方法(简称联合DME干扰抑制方法)。首先,接收机通过非线性最小二乘法重构DME信号,并在时域消除DME信号;然后,通过低通滤波器进一步消除残留DME信号及带外噪声的影响;最后,利用压缩感知方法重构残留DME信号,并转换到频域消除残留的DME信号。仿真结果表明:所提出的联合干扰抑制方法可衰减DME信号功率达45 d B,显著地提高了OFDM系统链路传输可靠性。
文摘L-band Digital Aeronautical Communications System 1(L-DACS1)是一种基于正交频分复用传输技术的宽带航空通信系统。依据L-DACS1系统规范,在USRP N210软件无线电平台设计实现了L-DACS1前向链路发射机与接收机,并在实验室环境下开展了前向链路传输试验。所设计的L-DACS1前向链路传输性能与计算机仿真结果一致,验证了前向链路发射机与接收机的正确性,为后续L-DACS1系统测距仪干扰抑制的研究提供了思路。
