魏煜暉

（中國民用航空華北地區(qū)空中交通管理局，北京，100011）

0 引言

民航空中交通管制包涵諸多的內(nèi)容，如：空中交通服務(wù)、空域管理、空中交通流量管理等，在我國民航飛行流量不斷增大的趨勢之下，民航地空通信成為重要的管控內(nèi)容，為了更好地保證民航飛行安全，要加強(qiáng)地空通信，使之具有較高的通信質(zhì)量，并具有更為穩(wěn)定和可靠的通信性能。然而，電信業(yè)務(wù)不斷擴(kuò)張的狀態(tài)在較大的程度上干擾了民航地空通信，顯現(xiàn)出民航地空通信中的電磁干擾持續(xù)增長的現(xiàn)象和問題。為此，要采用有效的自適應(yīng)干擾技術(shù)，更好地維護(hù)空中電波秩序，凈化電磁環(huán)境，確保航空安全與穩(wěn)定。

1 民航VHF地空通信干擾問題分析

1.1 民航VHF電臺(tái)信號特點(diǎn)

我國現(xiàn)有的民航VHF地空話音通信主要是采用模擬式和數(shù)字式的VHF電臺(tái)，它們主要是以軟件無線電技術(shù)為支撐和依托，在低中頻位置實(shí)現(xiàn)模數(shù)的轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號的處理。其主要構(gòu)件主要有：發(fā)射機(jī)模塊（TX）、接收機(jī)模塊（RX）、指令與控制模塊（C/C）、電源模塊（PWR）、檢測模塊（BIT）等，在帶載波雙邊帶幅度調(diào)制、半雙工通信的工作方式之下，民航VHF地空話音通信的工作頻率為118MHz-136.975MHz，頻道的間隔為25kHz或8.33kHz，并最多可以高達(dá)2200個(gè)的通信信道。

1.2 民航VHF干擾源及干擾產(chǎn)生機(jī)理分析

由于我國廣播、移動(dòng)通信的發(fā)展與普及，市場上出現(xiàn)一些劣質(zhì)發(fā)射機(jī)，無線電頻率資源顯現(xiàn)出日趨緊張的態(tài)勢，而民航空管VHF電臺(tái)的帶載波雙邊帶幅度調(diào)制工作方式，受到較為嚴(yán)重的電磁干擾，如：噪聲干擾、話音干擾、電流聲、卡阻、寬頻段干擾、機(jī)組反映弱信號、通信失效、發(fā)報(bào)聲干擾等，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，民航VHF干擾源主要來自于以下方面：（1）大功率無繩電話。這是允許用戶進(jìn)入到公用電話網(wǎng)的通信設(shè)備，然而，大多數(shù)為非法大功率無繩電話，它擅自加大發(fā)射功率、非法占用無線電頻率，極大地干擾了民航飛行安全。（2）調(diào)頻廣播電臺(tái)。廣播發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率較大，通常都會(huì)超過1KW之上，它與民航VHF通信頻段相鄰，對民航通信難免產(chǎn)生干擾，加上廣播發(fā)射機(jī)的濾波器容易因設(shè)備老化而出現(xiàn)問題，極大地干擾了民航通信。（3）有線電視設(shè)備。有線電視增補(bǔ)頻道會(huì)占用民航通信專用頻率，當(dāng)其出現(xiàn)傳輸線路屏蔽不良或異常故障的狀態(tài)時(shí)，就會(huì)對民航通信產(chǎn)生同頻干擾。（4）大型非無線電電子設(shè)備。這主要是指工、科、醫(yī)、農(nóng)等大型電子設(shè)備，這些無線電信號的頻段極寬、強(qiáng)度較大，也會(huì)在一定程度上干擾民航通信頻率。（5）個(gè)人用電子設(shè)備。人們隨身攜帶的手機(jī)、電腦、游戲機(jī)、PDA等設(shè)備會(huì)在工作狀態(tài)下向外輻射電磁波，在一定程度上產(chǎn)生噪音影響民航通信質(zhì)量和精度。（6）無線尋呼發(fā)射機(jī)。這個(gè)單頻單向的傳輸系統(tǒng)的工作頻段較雜，通常是采用頻移鍵控（FSK）的數(shù)字信號調(diào)制方式，他們也會(huì)成為民航專用頻段的干擾源。

從民航通信的干擾源的產(chǎn)生機(jī)理來看，主要有以下內(nèi)容：（1）同頻干擾。在無線通信信道之中有各種不同的干擾信號，它們具有相差不大的不同頻率，也會(huì)產(chǎn)生同頻道干擾，頻率范圍通常為fc±B/2（fc為載波頻率、B為接收機(jī)的中頻帶寬）。（2）互調(diào)干擾。它主要源于傳輸信道中的非線性電路，包括有接收機(jī)互調(diào)、發(fā)射機(jī)互調(diào)、外部互調(diào)等，民航VHF接收機(jī)對于非線性電路表現(xiàn)得極其敏感，在多個(gè)干擾信號同時(shí)饋入接收機(jī)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)互調(diào)干擾的現(xiàn)象。（3）阻塞干擾。民航地空通信的視距范圍內(nèi)有障礙物阻擋時(shí)，通常會(huì)設(shè)置中繼站，然而還有其他業(yè)務(wù)的發(fā)射機(jī)，會(huì)對民航通信產(chǎn)生阻塞干擾。（4）雜散輻射。它是發(fā)射機(jī)內(nèi)頻率源的各種寄生振蕩和輻射，由于存在濾波器輸出輸入阻抗偏離設(shè)計(jì)值或屏蔽接地不良的現(xiàn)象，這就會(huì)出現(xiàn)雜波射頻分量過大的干擾現(xiàn)象，形成對民航VHF通信的干擾。

2 民航地空通信中的自適應(yīng)干擾技術(shù)的運(yùn)用分析

對于民航地空通信中存在的干擾現(xiàn)象和問題，可以采用改頻、監(jiān)測、清查等非技術(shù)性的手段，然而成本較高并且難以從根本上清除干擾，為此，應(yīng)當(dāng)采用盲自適應(yīng)信號處理的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對民航地空通信中的干擾抑制，并根據(jù)不同的干擾源采用不同的干擾抑制技術(shù)方案。通常來說，對于具有恒定包絡(luò)的民航VHF地空通信常見干擾，可以采用單通道恒模干擾抑制技術(shù)、多通道恒模干擾抑制技術(shù)；對于一般的非恒模干擾信號，則可以采用多通道非恒模干擾抑制技術(shù)。

2.1 單通道最優(yōu)恒模干擾抑制技術(shù)

它主要應(yīng)用于對民航地空通信信號的分離和估計(jì)，無須訓(xùn)練序列，而只是以信號恒模特征為前提，采用時(shí)域?yàn)V波的方式，對通信信號進(jìn)行恢復(fù)的半盲信號處理技術(shù)，可以在這一技術(shù)中采用基于信號恒模特性的盲自適應(yīng)算法，以解決具有恒定包絡(luò)的通信信號在多徑衰落環(huán)境下的變化問題。

2.2 雙通道恒模干擾抑制技術(shù)

在雙通道恒模干擾抑制技術(shù)之中，采用恒模陣列的算法，它無須發(fā)射訓(xùn)練序列或已知信號的波達(dá)方向，僅是利用原始信號的恒模特性恢復(fù)恒模信號，考慮到恒模算法輸出的恒模信號為干擾信號，為此要由對消器對消掉接收信號中的恒模信號，使之轉(zhuǎn)化為有用信號進(jìn)行輸出。同時(shí)，這種自適應(yīng)技術(shù)要先載波抑制之后再進(jìn)行恒模信號的提取，采用基于信號屬性判斷的誤捕獲解決方案，可以有效地避免恒模陣列誤捕獲的調(diào)幅信號，從而增強(qiáng)民航地空通信系統(tǒng)的抗干擾能力。

2.3 雙通道非恒模干擾抑制技術(shù)

這一技術(shù)主要適用于針對非恒模干擾的現(xiàn)象和問題，是基于高階累積量和信息論的視角，采用全盲信號處理技術(shù)，較好地將干擾信號和有用信號進(jìn)行分離。該技術(shù)主要是利用基于高階累積量的盲信號提取算法，提取代價(jià)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)算法的簡化，然后再針對獨(dú)立性的等變性自適應(yīng)分解算法收斂性問題進(jìn)行分析，采用EASI算法以提高其收斂性能。

3 結(jié)語

針對民航地空通信中的干擾問題要采用不同類型的自適應(yīng)干擾技術(shù)，以較好地避免其他信號對民航地空通信的干擾，較好地轉(zhuǎn)變原有的自適應(yīng)波束形成干擾抑制技術(shù)的缺陷和不足，采用盲自適應(yīng)信號處理技術(shù)，以有效地實(shí)現(xiàn)干擾信號與源信號的分離，確保民航飛行安全。

[1]王純.衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)自適應(yīng)抗干擾方法研究[D].西安電子科技大學(xué).2011.

[2]盧丹.穩(wěn)健的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究[D].西安電子科技大學(xué).2013.