面向航空空管无线通信系统探究

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摘要:为提高航空空管无线通信系统的输出稳定性，提出基于负载均衡调度的冲突广播包功率自动控制方法。构建航空空管无线通信系统传输信道模型，调节传输信道模型中的输出均衡，结合扩频序列重组方法抑制影响输出均衡的冲突广播包，构建冲突广播包功率估计模型，利用负载均衡调度方法实现信道均衡和冲突广播包功率自动控制。仿真结果表明，采用本文方法可实现航空空管无线通信系统的冲突调节和自适应控制，输出信道均衡性较好，冲突广播包功率控制稳定性较强。

关键词:航空空管；无线通信系统；冲突广播包；功率；自动控制

1引言

航空空管无线通信系统是保障航空空管信息安全的关键，在航空空管无线通信系统设计中，常受到信道的多径干扰和电磁波干扰等因素的影响[1]，导致航空空管无线通信系统易出现信道冲突。国内有学者提出基于无线通信的高可靠信息流优化设计方法，编制无线通信数据链路层LDPC纠错编码，优化应用层CRC校验重传设计[2]，但该方法自适应均衡控制能力不强。针对上述问题，本文提出基于负载均衡调度的航空空管无线通信系统冲突广播包功率自动控制方法。构建航空空管无线通信系统的传输信道模型，采用信道均衡调度方法[3]，优化分配航空空管无线通信系统的传输链路，调节传输信道模型中的输出均衡，结合扩频序列重组方法抑制影响输出均衡的冲突广播包；构建冲突广播包功率估计模型，通过负载均衡调度方法，进行航空空管无线通信的多径补偿和信道自适应分配，实现航空空管无线通信信道均衡和冲突广播包功率自动控制。仿真测试分析结果表明，本文方法在航空空管无线通信系统中信道均衡性较好，冲突广播包功率控制稳定性较强，性能较优越。

2信道均衡控制及干扰抑制

2.1航空空管无线通信系统实现信道均衡控制

为实现航空空管无线通信系统冲突广播包功率自动控制优化，首先构建航空空管无线通信系统信道传输模型。在航空空管无线通信系统通信信道中，采用信道均衡调度方法，优化分配航空空管无线通信系统的传输链路，假设通信系统的传输节点是N=2P个传感节点，在航空空管无线通信系统的输出端，通过抽头间隔均衡调节，得到抽头间隔为MT/N，其中M和N为整数，且M＜N，航空空管无线通信系统冲突广播包的输出码元间隔为d，采用T/2抽头均衡调节方法，构建航空空管无线通信系统的码元特征匹配模型为：(1)式中，si(t)为航空空管无线通信系统传输广播包的多径分量，xm(t)为航空空管无线通信信道的冲突谱特征量，给出航空空管无线通信系统的冲激响应模型为：(2)式中，θi表示航空空管无线通信信道中的多径成分，T为时间采样的长度。通过时延参数估计，得到航空空管无线通信信道的有效成分分量和多径分量，构建航空空管无线通信信道的均衡调度模型，得到多径扩展信道中的动态特征量为：(3)式中，an(t)是第n条路径上航空空管无线通信系统的多径特征量，τn(t)为第n条通信信道的信道参数测量模型，得到航空空管无线通信信道的多径分量为：(4)采用判决反馈均衡调度的方法，构建航空空管无线通信系统的信道，采用信道参数测量方法，进行航空空管无线通信系统的频率响应特征分解，实现信道均衡控制。

2.2航空空管无线通信系统的信道干扰抑制

基于判决反馈均衡的航空空管无线通信系统冲突广播包功率自动控制优化算法[4]，在信道扩频过程中，得到航空空管无线通信系统的共轭特征解为：(5)式中，P为信道测量方法参数。结合多频载波加载方法，构建通信系统的信道均衡调度模型[5]，利用奇异值分解方法，得到无线通信系统的信道判决反馈均衡控制误差函数为：(6)其中，为无线通信网络的输出信号，为输入信号。将载波频率固定，则无线通信系统接收端的判决反馈扩频序列为c'(t)，分路、插零处理航空空管无线通信系统的输出码元，建立航空空管无线通信系统的散射路径模糊估计模型，可得无线通信系统散射路径的传递误比特率估计误差e(n)，得到判决反馈匹配滤波输出，提取航空空管无线通信系统传输信号的空间波谱特征量，根据信道多径特征，混频处理后得到混频信号c(t)，航空空管无线通信系统在散射簇的传输时延为：(7)均衡配置航空空管无线通信系统传输信道，结合误差修正算法，得到均衡控制器如图1所示。

3冲突广播包功率自动控制优化

3.1冲突信道均衡处理

在结合扩频序列重组方法对航空空管无线通信系统的冲突广播包实行干扰抑制的基础上，在扩展信道中自动控制网络冲突广播包功率，采用前馈滤波调制和直接序列扩频方法，自适应均衡调节航空空管无线通信系统信道，空间均衡调度和抑制航空空管无线通信系统的码间干扰，采用自适应的梯度跟踪学习方法[6]，配置冲突广播包功率，航空空管无线通信系统信道的线性均衡迭代函数为：式中，xn为航空空管无线通信系统的输入数据，dn为期望响应。得到航空空管无线通信系统冲突广播包的扩频序列分量为：(9)式中，n(k)为冲突广播包功率因素子分量，h(k)为第k条传输信道的空间扩展频率特征量，a(k)为对冲突广播包功率自动调节的特征分量。采用频域并行均衡调度的方法[7]，得到航空空管无线通信系统冲突广播包的扩展损失，根据信道的多径分配，得到航空空管无线通信系统冲突广播包的功率重组输出为：()根据提取的航空空管无线通信系统在信道冲突中的误差分量，配置功率，得到优化的功率输出为：(11)式中，hi(t)为航空空管无线通信信道中的特征匹配分量。根据航空空管无线通信系统的冲突广播包的输出参数模型进行自适应调节，实现航空空管无线通信系统的信道均衡处理。

3.2冲突广播包功率自动控制输出

结合扩频序列重组方法[8]，抑制航空空管无线通信系统中的冲突广播包干扰。构建通信信道的均衡调度模型，抽头间隔为MT/N，其中M和N为整数，航空空管无线通信系统信道传输码元的输出子序列{Xv,v=1,2,…,V}，得到传输码元的输出函数为：(12)式中，b'v为输出子序列的扩频序列。线性均衡处理x'，通过负载均衡调度方法，冲突广播包功率估计输出为：()结合动态负载均衡调度方法，得到航空空管无线通信系冲突特征量表示构建超高频通信的码间干扰抑制模型，对通信的频率参数进行优化参数估计，得到输出的参数模型为：(14)根据信道参数调节结果，通过负载均衡调度方法，得到冲突广播包功率自适应分配自动调节输出为：(15)根据上述分析，实现了航空空管无线通信系统的信道均衡和冲突广播包功率自动控制，以期提高控制稳定性。

4仿真测试

仿真测试中，设定航空空管无线通信系统的传输节点的最大传输半径Rmax为0m，航空空管无线通信信道的调制序列长度为，信道的冲突信噪比为-dB，多径传输时延为0.28s，得到航空空管无线通信系统的冲突广播包的码元传输序列时域波形如图2所示。对上述广播包进行功率自动控制，得到能量分布函数如图3所示。结合航空空管无线通信系统冲突广播包的能量分布，进一步功率自动控制，得到传输功率的控制输出，如图4所示。分析上述结果得知，采用本文方法优化后，输出稳定性较好，能有效实现航空空管无线通信系统的航空空管无线通信系统的冲突广播包功率自动控制。测试无线通信系统的传输量优化效果，得到对比结果如图5所示。

5结束语

本文提出基于负载均衡调度的航空空管无线通信系统冲突广播包功率自动控制方法。构建航空空管无线通信系统冲突广播包功率自动控制模型，结合冲突广播包功率调制和自动控制，提高航空空管无线通信信道均衡性，采用信道均衡调度方法，优化分配航空空管无线通信系统的传输链路，建立航空空管无线通信系统的散射路径估计模型，结合扩频序列重组方法，抑制航空空管无线通信系统的冲突广播包干扰，构建冲突广播包功率估计模型，通过负载均衡调度方法，实现航空空管无线通信系统冲突广播包功率自动控制。分析得知，本文方法对航空空管无线通信系统冲突广播包功率控制的输出稳定性较好，均衡调度能力较强。

作者:李靖 刘海涛 郭宏 陈刚 单位:中国飞行试验研究院 西安征途网络科技有限公司