基于交替方向乘子法的单天线ADS-B信号分离

作     者：王文益 钟仁伟 WANG Wenyi;ZHONG Renwei

作者机构：中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 

出 版 物：《系统工程与电子技术》 (Systems Engineering and Electronics)

年 卷 期：2023年第45卷第5期

页      面：1286-1296页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(U1833112,U2133204) 中央高校基础科研业务费专项资金(3122014B001)资助课题。 

主　　题：广播式自动相关监视 单天线 矩阵重构 交替方向乘子法 

摘      要：广播式自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)系统是一种针对空中交通管理的监视系统。然而,由于ADS-B信号传输的随机性不可避免地导致多个ADS-B信号之间的重叠。传统的单天线Capon算法由于频率估计误差导致算法性能下降,针对以上问题提出了一种非频率估计的ADS-B信号分离算法。首先,基于矩阵重构,将单天线ADS-B信号分离问题重新表述成一个与Capon算法类似,但是约束条件完全不同的非凸优化问题。然后,针对该非凸优化问题,使用了交替方向乘子法求解了该非凸优化问题。仿真结果表明,当非重叠的数据的长度大于1μs时,提出的算法就能有效地分离出重叠的单天线ADS-B信号。此外,即使在Capon算法已知重叠信号的频率精确而所提算法未知的情况下,所提算法的性能也优于Capon算法。