利用双天线相位差的ADS-B欺骗式干扰检测方法

广播式自动相关监视技术相比于传统监视系统具有定位精度高、更新速率快和设备成本低等优点，受到国际民航组织的大力推广。但由于其共享开放式的特点使得系统容易受到各种欺骗式干扰的影响，严重威胁空中交通安全。本文提出了一种利用双天线相位差进行欺骗式干扰检测的方法:对同一信源广播的一组位置消息，首先根据其广播内容计算一组表征目标相对于接收机方向变化的量；其次根据双天线之间的相位差计算一组同样表征此方向变化的量；最后通过两组变量的相关系数判别真实目标和欺骗干扰。此外，针对与空中真实目标ICAO地址相同的虚假ADS-B消息可能导致的误检测，我们也提出了信源一致性检测方法。本文方法不需要估计信号来向，对天线的幅相误差稳健，仿真实验和实测数据均验证了方法的有效性。      

基于信号分离估计理论的GPS多径抑制算法

信号多径效应是全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS)定位误差的主要来源之一.虽然差分技术可以提高导航系统的定位精度,但由于参考站和用户所处的地理环境不同,因此差分GPS系统仍然不能消除由于卫星信号多径所引起的定位误差.根据GPS多径信号模型的特点,本文提出了一种基于信号分离估计理论的GPS时延估计算法.该算法在信号时延未知情况下,先估计出信号的载波频率,然后根据估计得到频率,利用信号分离估计理论估计信号时延.仿真结果表明,该方法具有很好的估计精度,能够准确的估计出信号时延和频率,有效地抑制信号多径.当存在多径时,本文方法效果明显好于常规方法,并在大多数情况下优于常用的窄带相关算法.     

满足高精度测量的GNSS自适干扰抑制算法

日益复杂的电磁环境严重干扰了全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）的正常有效运行.多天线空域自适应处理能够有效抑制电磁干扰,但是空域自适应处理算法可能会引入卫星信号载波相位误差.此外,多天线组成的阵列本身存在各种不理想因素也会引入误差,这些对高精度测量系统来说是不可容忍的.为此,本文首先分析了GNSS中常用的空域自适应处理算法在抑制干扰的同时对载波相位测量的影响,在此基础上提出了一种不需要阵列流形信息的盲波束形成算法——二次解重扩算法.其核心思想是在解重扩（De-spread Re-spread,DR）算法的基础上增加频率精估计环节,并根据精估后的载波频率重新构造本地参考信号与接收数据进行相关,从而最小化波束形成权矢量与卫星信号的导向矢量之间的误差,减小了空域抗干扰对卫星信号载波相位的影响.     

正交中继信道的信道容量及资源分配

 本文研究了一种正交中继信道的信道容量及资源分配问题。其中,源节点到中继节点之间的信道与源节点和中继节点到目的节点之间的信道在时间上相互正交。论文首先求出了系统的信道容量上界及下界,且中继策略为部分译码-转发时,上界和下界相等,从而给出了信道容量。对于高斯正交中继信道,为了最大化信道容量,论文还研究了各种系统资源的优化问题,包括时间、功率等。仿真结果表明,仅对信道的时间分配参数进行优化与优化所有的参数相比,信道容量损失很小,且给出了此时最优时间分配的解析解。     

基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法

压制式干扰和欺骗式干扰是全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)面临的最常见且最有威胁的蓄意干扰。该文提出了一种基于多天线的GNSS压制式干扰与欺骗式干扰联合抑制方法。首先利用子空间技术抑制压制式干扰,然后利用解扩重扩算法获得的加权矢量进行欺骗式干扰识别和抑制,最后对无干扰信号再次使用解扩重扩技术形成指向真实卫星的高增益多波束。仿真结果证明所提方法可以同时抑制压制式干扰和欺骗式干扰。该方法不需要卫星来向信息,对阵列流形误差稳健。     

一种新的GNSS快速定位算法

GNSS定位的经典算法Gauss-Newton迭代法对初始位置依赖性强,若初值设置不当则迭代次数增加,而每次迭代涉及矩阵乘法和矩阵求逆,计算量剧增,直接影响系统冷启动首次定位时间。直接解算定位法无需初值和迭代计算,计算量小但定位精度较差。针对上述问题,本文提出了一种两步快速定位法,首先用直接解算法解算出用户的概略位置,然后将距离方程组在该位置处进行泰勒展开,用加权最小二乘算法计算用户位置的修正量,概略位置修正后即为用户位置。新算法与传统Gauss-Newton迭代定位算法相比,在保证相同定位精度前提下大幅降低运算量,具有重要的工程意义。仿真结果证明了新算法的有效性。      

突发传输中ZP-OFDM的信道估计和跟踪

在缓变信道的突发传输模式中,信道估计通常采用前导(preamble)的方法,并假设在突发过程中信道不变。但是,由于信道实际在不同的OFDM符号中是缓变的,因此这种假设导致了系统性能的下降。在这里,针对ZP-OFDM系统,该文给出了一种低复杂度的信道估计和跟踪方法。它在突发传输的第1个OFDM符号中利用梳状导频的方法进行信道估计,在随后的OFDM符号中利用在时域只插入1位训练位的方法来实现信道的跟踪。仿真结果表明,该方法提高了系统的性能。     

具有空时二维分辨能力的多径干扰抑制算法

针对全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）中的多径干扰抑制问题,本文提出了一种有效的算法,该算法首先对接收到的数据进行捕获,以获得各卫星信号的参数粗估结果,接着利用WRELAX（Weighted RELAXation）技术,在空时二维空间中逐一估计出直达卫星信号和多径干扰的来向、码时延和幅度信息;并根据所估计到的参数来区分多径干扰和直达信号;此外,本文在进行二维参数估计时,根据捕获到的码时延的信息,限定码时延的搜索范围的方法显著降低了算法运算量.由于空时二维处理能够同时从空域和时域区分直达卫星信号和多径干扰,因此能够更好地实现多径干扰抑制.最后,通过仿真实验验证了本文算法较之传统多径干扰抑制算法的优越性.     

基于1DCNN-BiLSTM网络的ADS-B欺骗式干扰检测

在空中交通监视系统中使用的现代技术中,广播式自动相关监视(ADS-B)是当今最引人注目的一种,它具有更高的准确性和更少的人为依赖。但其在没有任何认证和加密的情况下广播消息,信息可能会被恶意伪造或修改。本文介绍了两种基于1DCNN-BiLSTM的网络模型,此模型根据ADS-B时域采样数据提取真实信号与欺骗信号的特征并识别出欺骗信号。在航迹较短时,该模型能提取ADS-B信号详细的时间特征信息;在航迹较长时,先利用一维卷积神经网络(1D-CNN)提取每条航迹内每个空中位置的详细的时间特征信息,然后利用双向长短期记忆网络(BiLSTM)挖掘不同空中位置之间的空间关系。经过仿真实验,1DCNN-BiLSTM网络与只具有时间特征提取的网络相比,例如DNN和LSTM,有更好的检测效果。
      

基于WRELAX的小运算量GNSS多径干扰抑制算法

针对全球卫星导航系统（Global navigation satellite system,GNSS）中的多径干扰抑制问题,本文提出了一种有效的小运算量算法。该算法将多径抑制问题转换为时延估计问题,利用基于信号分离理论的Weighted RELAXation （WRELAX）算法求解非线性最小二乘代价函数。考虑到GNSS信号相关函数的特点,通过对接收数据与参考信号的相关函数及参考信号的自相关函数进行加窗截取,取出相关函数信息量较大的主峰值及其附近的范围,从而减小了数据长度,从根本上减小了WRELAX进行参数估计时的运算量,为工程实现提供了可能。最后通过理论分析和仿真实验验证了本文算法在降低运算量的同时能够保证性能不会受到较大损失,尤其对实际中多径干扰与直达信号相比较弱时,本文算法可获得与现有算法相当的性能。