ISBN 978-3-8439-1967-8

978-3-8439-1967-8, Reihe Kommunikationstechnik

Ulrich Epple
OFDM Receiver Concept for the Aeronautical Communications System LDACS1 to Cope with Impulsive Interference

182 Seiten, Dissertation Universität Ulm (2014), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der empfängerseitigen Unterdrückung impulsförmiger Interferenz für das Luftfahrtkommunikationssystems LDACS1. Durch die weite Verbreitung von Funksystemen, finden sich immer weniger geeignete, ungenutzte Frequenzbereiche für Funkübertragungen. Ein neues System wie LDACS1 muss daher bereits belegte Frequenzbereiche nutzen. Dies führt zu besonderen Anforderungen hinsichtlich des Systemdesigns. So muss LDACS1 eine ausreichende Störfestigkeit gegenüber Signalen der bestehenden Systeme aufweisen. Hierzu verwendet LDACS1 das Modulationsverfahren OFDM; bei diesem Verfahren können die verwendeten Frequenzbereiche flexibel gewählt werden. Die vorgeschlagenen Algorithmen zur Interferenzunterdrückung basieren auf der Impulsausblendung: Hierbei werden empfangene Signalanteile mit einer Amplitude größer als einem vordefinierten Grenzwert ausgeblendet. In dieser Arbeit werden Weiterentwicklungen dieses Verfahrens erarbeitet, um kritische Punkte der Impulsausblendung zu beheben. Bei Verwendung von OFDM ist es schwierig, zwischen gewünschten Empfangssignal und Interferenz zu unterscheiden. Daher kann ein unpassend gewählter Grenzwert zu einer starken Beeinträchtigung des OFDM Signals führen. In der Arbeit wird ein Verfahren zur adaptiven Berechnung des Grenzwerts vorgestellt. Die Berechnung erfolgt über eine Analyse der Amplitudenverteilung des empfangenen Signals. Ein weiterer Nachteil der Impulsausblendung ist die Tatsache, dass bei Überschreiten des Grenzwerts das gesamte Empfangssignal ausgeblendet wird, auch wenn nur ein Teil des Spektrums des OFDM Signals von Interferenz betroffen ist. In der Arbeit wird ein Verfahren beschrieben, um das Spektrum des empfangenen Signals auf Interferenz hin zu untersuchen. Anschließend wird, anhand dieser Schätzung, das empfangene Signal mit dem Signal nach Impulsausblendung kombiniert, was zu einer Minimierung des Informationsverlusts führt. Ein weiterer Aspekt der Arbeit befasst sich mit dem Gesamtkonzept des OFDM Empfängers. Es wird untersucht, wie die verschiedenen Empfangskomponenten an die Interferenz angepasst werden können. Abschließend wird auf iterative Empfängerstrukturen eingegangen, wodurch sich die Leistungsfähigkeit der Interferenzunterdrückung weiter erhöht. Simulationen mit aeronautischen Kanalmodellen und verschiedenen Interferenzmodellen zeigen, dass die vorgestellten Weiterentwicklungen der Impulsausblendung zu einer beträchtlichen Steigerung der Leistungsfähigkeit führen.