طراحي و شبيه سازي يك سامانه تطبيقي خطي به منظور حذف اثر جمر تك فركانس در لينك داده هواپيماي جنگي

Design and Simulation of a Linear Adaptive System to Eliminate the Effect of Single-frequency Jammer in Warplane Data Link

در اين مقاله با طراحي يك فيلتر تطبيقي خطي دو مرحله ­اي، سيگنال تداخل تك فركانس (جمر تك فركانسي) از سيگنال پهن باند پيام حذف مي­ گردد. نتيجه، يك سامانه است كه با وجود اثر داپلر، به صورت خودكار فركانس­ تداخلي نامعلوم را در ورودي به ­دست ­آورده و سپس حذف مي­ نمايد. طراحي سامانه تطبيقي در روش پيشنهادي بر اساس ورژني از سيگنال تداخل كه به ميزان نامعلومي شيفت داپلر پيدا كرده، انجام شده است. چون الگوريتم NLMS داراي پيچيدگي محاسباتي بسيار پايين است و از نظر پياده­ سازي عملي مناسب ترين الگوريتم است، سامانه پيشنهادي با استفاده از دو فيلتر تطبيقي خطي NLMS اجرا مي ­گردد. با توجه به اين كه پارامتر اندازه­ گام اجراي الگوريتم را مشخص مي­ نمايد، يك عامل اساسي در تخمين سيگنال بر اساس فيلتر­هاي تطبيقي است. در مرحله اول از يك الگوريتم NLMS با اندازه ­گام بزرگ، و با رفتار متغير در زمان به منظور تخمين اوليه سيگنال تداخل استفاده مي ­شود. در مرحله دوم، الگويتم NLMS با اندازه­ گام كوچك، به عنوان تقريبي از فيلتر وينر استفاده مي­ شود تا فاز و دامنه سيگنال شيفت يافته مرجع را اصلاح نمايد. شبيه­ سازي سامانه حذف تداخل پيشنهادي براي سيگنال پهن باند QPSK كه به تداخل قوي آغشته شده، اجرا گرديده است. نتايج نشان مي ­دهد، براي سيگنال پيام پهن باند QPSK كه جمر تك فركانسي به عنوان يك عامل تداخلي قوي بر روي آن اثر نموده است، سامانه پيشنهادي تا 60 دسي­بل بهبود در SJR را از خود نشان مي­ دهد. بنابراين با وجود يك عامل تداخلي قوي، سامانه پيشنهادي بهبود قابل ملاحظه­ اي در آشكارسازي سيگنال (خطاي بيت) از خود نشان مي­دهد.

In this study a two-stage linear adaptive filtering is designed in order to remove the single-frequency Jammer from the broadband message signal. The result of this suggested approach is a system that despite the Doppler Effect، obtains the unknown interference in inputs automatically and removes it. The design of the adaptive system is based on a version of the interference signal، in which an unknown amount of Doppler shift occurred. The proposed system is implemented based on NLMS two linear adaptive filtering due to the low complexity of NLMS algorithm on the one hand and the possibility of practical implementation on the other hand. Given the parameter µ indicates the step size of the algorithm implementation، is a key factor in signal estimation based on adaptive filter. In the first step، the NLMS algorithm with a large step size and a variable behavior over time is used to initial estimates of the interference signal. Afterwards، the NLMS algorithm with a small step size is used as an approximation of the Wiener filter to correct the reference signal amplitude and the phase shift. The simulation of the proposed interference removal system has been done for the broadband QPSK signal which is mixed with strong interferences. The results have demonstrated that the proposed system has improved the QPSK broadband message signal، which affected by the single-frequency jammer as a strong interference factor، by 60 dB in SJR. Thus، despite a strong interference، the proposed system illustrates significant improvements in signal detection (bit error).