[发明专利]民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于民航地空通信的单通道自适应干扰抑制方法。特别是涉及一种符合现有民航地空通信体制、实现简单且性能优，可提高通信质量，增强飞行安全系数的民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法及其系统。

背景技术

依国际民航组织公约附件10第I卷规定，在空中交通管制中，地面管制员和空中飞行员之间的联系主要依靠VHF(甚高频)地空通信电台进行，它采用AM(调幅)的工作方式。调幅的优点是占用频带窄，节省频率资源，硬件容易实现，因此早期国际民航组织将其作为地空通信调制方式的标准。虽然在地空通信中AM接收机的背景噪声很低，但AM接收机的抗干扰能力差，且现有的VHF地空通信设备都没有考虑抗干扰问题。

特别地，随着中国电信事业近年来的迅猛发展，民航通信频率被干扰的程度越来越严重，已对航空安全构成了严重的隐患。就干扰源来看，主要有寻呼台发射机、大功率无绳电话、乡村的调频广播电台、车载电台等。这些干扰源均具有恒模特性，而且同一时间一般仅存在一个干扰，其信号非法占用了民航VHF通信频段，造成了在频域上对AM有用信号频谱的混叠，单纯使用带通滤波器不能将其滤除，故现有VHF地空通信设备受干扰情况严重。

在申请号为200710057266.X的专利申请中，公开一种基于单通道的民航地空通信自适应干扰抑制方法及其系统，它是利用恒模算法(CMA)提取恒模干扰信号(对变换后的复信号采用简单的归一化处理)，再将其作为LMS自适应对消器的参考信号，进行自适应对消。但存在有自适应对消器收敛慢，且初始值和步长因子难以选取的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种符合现有民航地空通信体制、实现简单且性能优，可提高通信质量，增强飞行安全系数的民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法及其系统。

本发明所采用的技术方案是：一种民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法，包括有以下步骤：

(1)将通过天线接收的甚高频调幅信号转化为中频信号；(2)对被转化的中频信号进行数字转换、滤波抽取；(3)在调幅信号载频频率范围已知的基础上，对滤波抽取后的信号进行载频估计；(4)以载频频率估计值作为参考信号，进行自适应陷波，将调幅信号中的载波陷掉，从而避免恒模算法出现干扰捕获现象；(5)对去除调幅载波的信号进行正交变换；(6)对正交变换后的信号利用非线性最小二乘方法估计恒模干扰信号；

(7)将步骤5中正交变换后的信号与步骤6中估计的恒模干扰信号一起送入减法器，将两信号进行相减；(8)对步骤7输出的信号取实部，与步骤4输出的载波信号相乘，进行解调，再经低通滤波器滤除高频杂波后输出音频信号。

所述的将甚高频调幅信号转化为中频信号，是通过低噪音高频放大器、三级混频器及自动增益控制电路进行的。

所述的将甚高频调幅信号转化为中频数字信号，是通过A/D转换对模拟中频信号实施数据采集及模数转换。

所述的对滤波抽取后的信号进行载频估计，是利用Goertzel算法进行载频估计。

所述的对去除调幅载波的信号进行正交变换，是对陷波器输出的误差信号进行正交变换，将实信号变换成复信号。

所述的估计恒模干扰信号，是利用非线性最小二乘方法进行恒模信号幅度和相位的实时估计。

一种实现民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法的系统，包括有依次相连的天线、射频前端单元、模/数转换单元、自适应干扰抑制平台、数/模转换单元及音频输出单元；所述的自适应干扰抑制平台包括有：滤波抽取模块；分别与滤波抽取模块相连的自适应陷波器及载频估计模块，自适应陷波器还与载频估计模块相连；与自适应陷波器相连的正交变换模块；分别与正交变换模块相连的恒模干扰信号实时估计模块及减法器，恒模干扰信号实时估计模块还与减法器相连；分别与自适应陷波器及减法器相连的解调模块。

本发明的民航地空通信中单通道最优恒模干扰抑制方法及其系统，充分考虑了民航地空通信的干扰源特性和民航通信实际问题，提出的基于非线性最小二乘的恒模干扰抑制方法，提高了民航地空通信系统的抗干扰能力，且易于维护和升级。本发明基于现有电台结构，无须增加接收天线；无须使用任何参考信号，采用自适应信号处理方法即可对消严重影响电台接收性能的外部恒模干扰。本发明还在提高民航地空通信抗干扰性能的同时，并没大幅度增加整个通信电台的硬件成本，易于维护和升级。本发明的方法也可用于其它调幅接收机中，提高接收性能，实用性强，成本低，市场应用前景广阔。

附图说明

图1是民航地空通信自适应干扰抑制系统；