联合压缩感知与干扰白化的脉冲干扰抑制方法.pdf

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1、2015年8月第41卷第8期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsAugust2015Vol_4lNo．8http：／／bhxb．buaa．edu．cnjbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001-5965．2014．0545联合压缩感知与干扰白化的脉冲干扰抑制方法刘海涛“，张智美1，成玮1，张学军2(1．中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室，天津300300；2．北京航空航天大学电子信息工程学院，北京1

2、00191)摘要：针对L频段数字航空通信系统1(L-DACSl)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11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

3、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-DACSl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(L-DACSI)；正交频分复用(OFDM)；测距仪脉冲干扰(DME)；压缩感知；凸优化中图分类号：V243．1；TN929．5文献标识码：A文章编号：1001．5965(2015)08．1367-07为保障民航新一代空中交通管理系统安全、可靠、高效的运行，国际民航组织(InternationalCivilAviationOrganization，ICAO)提出了两种地空数据链候选技术方案⋯：L频段数字航空通信系统1(L

4、-bandDigitalAeronauticalCommunicationsSystem1，L-DACSl)怛1与L频段数字航空通信系统2(L—DACS2)¨1，其中，L．DACSl系统采用多载波正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM)传输方案，L．DACS2系统采用单载波高斯最小移频键控(GaussianfilteredMinimumShiftKeying，GMSK)传输方案．相对于L—DACS2系统，L．DACSl系统具有频谱利用率高、抗多径能力强、传输容量大的优势，因

5、此L—DACSl系统获得民用航空界的广泛关注”。．与此同时，为解决L波段频率资源匮乏的问题，2007年世界无线电大会(WorldRadio—communicationConference，WRC)批准L-DACSl以内嵌方式部署在导航测距仪(DistanceMeasureEquipment，DME)频道问⋯(DME频道间隔为1MHz，L．DACSl系统部署在DME频道的中央，传输带宽0．5MHz)．由于测距仪与L-DACSl信号频谱存在部分重叠，且测距仪发射机以高功率、突发脉冲方式工作，不可避免地出现DME脉冲信号干扰L—DACSl系统

6、OFDM接收机的问题．因此针对DME脉冲信号干扰OFDM接收机的问题，开展L—DACSl系统OFDM接收机测距仪脉冲干扰抑制的研究具有重要意义．在L—DACSl系统OFDM接收机脉冲干扰抑制研究方面，文献[5-6]首先给出了测距仪脉冲干扰的信号模型，并仿真研究了测距仪脉冲干扰对L．DACSl系统OFDM接收机传输可靠性的影响，研究结果表明测距仪脉冲干扰显著恶化链路传输收稿日期：2014-09-05；录用日期：2014—10-24；网络出版时间：2014-12-0210：23网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／doi／10．

7、13700／j．bh．10016965．2014．0545．html基金项目：国家自然科学基金(u1233117，61271404)+通讯作者：刘海涛(1966一)，男，河北沧州人，教授，主要研究方向为航空移动通信系统，htliucauc@qq．com．引用格式：刘海涛，张智美，成玮，等．联合压缩感知与干扰白化的脉冲干扰抑制方法Ⅳj．北京航空航天大学学报，2015，41(8)：1367-1373．LiuHT，ZhangZM，ChengW，eta1．Impulseinterferencemitigationmethodbasedonjoi

8、ntcompressedsensingandwhiteningofinterference￡j]．JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics