支持航空通信信號(hào)波形設(shè)計(jì)的頻譜檢測(cè)技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、航空通信環(huán)境復(fù)雜多變，飛行器不同的飛行狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致不同的信道衰落形式，在與其他通信系統(tǒng)處于頻譜共享通信或非協(xié)作通信方式下，其通信信號(hào)波形的設(shè)計(jì)可以根據(jù)實(shí)際頻譜使用狀態(tài)及時(shí)調(diào)整，從而提高通信效率。在對(duì)實(shí)際的頻譜使用狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，頻譜檢測(cè)技術(shù)尤為重要。一般的時(shí)域檢測(cè)技術(shù)只能檢測(cè)干擾信號(hào)的存在與否，而頻域檢測(cè)可檢測(cè)出干擾信號(hào)存在的位置，從而根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)通信信號(hào)波形。因此本文主要針對(duì)支持航空通信波形設(shè)計(jì)的頻域檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究和實(shí)現(xiàn)。

2、>　　首先，本文分析了頻域能量檢測(cè)算法，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的算法推導(dǎo)。由于頻域能量檢測(cè)中的快速傅里葉變換（Fast Fourier Transformation,FFT）會(huì)帶來(lái)頻譜泄露，因此說(shuō)明了頻譜泄露的形成機(jī)理，并給出了幾種能抑制頻譜泄露的窗函數(shù)性能。由于一般的門(mén)限估計(jì)方法存在受信號(hào)特征影響的缺點(diǎn)，因此介紹了可根據(jù)噪聲變化實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化門(mén)限的前向連續(xù)均值去除（Forward Consecutive Mean Excision,FCME）算

3、法，并對(duì)部分帶干擾、單音干擾、多音干擾的檢測(cè)性能進(jìn)行了仿真分析。
　　然后，在不同的干擾信號(hào)下，仿真分析了檢測(cè)對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的影響，實(shí)際檢測(cè)與理想檢測(cè)下的誤碼率曲線基本吻合。分析了干擾信號(hào)到達(dá)接收機(jī)發(fā)送機(jī)兩端的最大路徑損耗，在巡航場(chǎng)景下，對(duì)兩端檢測(cè)得到的頻譜標(biāo)記差異進(jìn)行了仿真分析，并對(duì)不同干擾下的傳輸性能進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明在航空通信中干擾源處于任何位置時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)均具有較好的傳輸性能。
　　最后，完成了基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列

4、（Field Programmable Gate Array,FPGA）的檢測(cè)鏈路實(shí)現(xiàn)，并對(duì)檢測(cè)鏈路的性能進(jìn)行了驗(yàn)證。檢測(cè)鏈路分為基帶處理模塊、頻域求幅值模塊和檢測(cè)模塊，文中對(duì)檢測(cè)鏈路各模塊的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，基帶處理模塊包括下變頻和下采樣；頻域求幅值模塊包括加窗、FFT、幅值計(jì)算和幀累加；檢測(cè)模塊實(shí)現(xiàn)了 FCME算法，包括迭代操作及排序算法，排序中分別對(duì)冒泡排序和堆排序詳細(xì)的說(shuō)明了設(shè)計(jì)過(guò)程，使用堆排序可大幅減少檢測(cè)處