随着航空产业的飞速发展,航空通信在日常生活和军事应用中占据越来越重要的地位。针对特定干扰环境中的航空无线通信,如何有效的对抗干扰,实现可靠的数据传输是需要重点研究的问题。本文将认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统中较为成熟的非连续正交频分复用(Non-Contiguous Orthogonal Frequency Division Multiplexing,NC-OFDM)技术应用于航空通信系统,研究抗干扰航空通信中的波形生成与检测关键技术。第一章简要介绍了多载波通信的特点与本文的研究背景,介绍了OFDM技术并提出将NC-OFDM系统应用于抗干扰航空通信。第二章主要介绍了航空信道模型和NC-OFDM系统,并对NC-OFDM波形生成关键技术进行了分析介绍。针对NC-OFDM系统存在较大峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)的问题,研究了一种高效率的噪声成型PAPR控制算法,仿真验证了其优越性。针对NC-OFDM系统的梳状导频图案,研究了一种低PAPR的导频波形,能够大幅降低导频时域波形的PAPR值,减小PAPR处理对导频的影响。在第三章中,针对现有OFDM同步算法在强干扰衰落信道中同步性能较差的问题,提出了一种新的抗干扰同步算法。本章首先介绍了系统模型,分析了定时同步误差与频偏对系统性能的影响;然后提出在一个OFDM符号内利用两个重复的恒模零自相关(Constant Amplitude Zero Auto Correlation,CAZAC)序列的时间频率同步算法,通过优化训练序列设计算法,达到抑制干扰的目的;通过设置相对门限对多个相关值进行联合判决,提高定时同步稳定性;利用相关值进行频偏估计,既抑制了噪声又抑制了窄带干扰对频率同步的影响。最后,在航空信道下进行了仿真验证,证明了所提出的同步算法具有良好的同步精度与抗干扰性能,能够满足航空通信系统中的抗干扰同步需求。第四章研究干扰环境中的NC-OFDM信号检测关键技术。针对窄带干扰环境中的信号接收,本章首先对干扰泄露的原因进行了分析,并介绍了一种基于接收机窗函数设计的干扰抑制方法,在不改变通信链路结构的情况下,抑制了干扰泄漏对邻近信道的影响。针对航空通信信道下的NC-OFDM系统,介绍了基于梳状导频的信道估计算法,研究了一种修正的IDFT(Inverse Discrete Fourier Transform)降噪插值算法,提高了信道估计精度,同时给出了OFDM系统中的QAM(Quadrature Amplitude Modulation)信号软判决算法。最后,本章针对所提出的NC-OFDM信号检测算法进行了仿真,验证了其优越性。第五章针对航空信道下完整的OFDM链路中对本文提出的算法进行仿真分析。首先介绍了链路结构、各项系统参数和时域帧结构;然后在航空信道的各个场景和各种典型的干扰类型下对系统误码率进行了测试。仿真表明,本文提出的算法能够在航空信道下获得良好的传输性能,有较强的抗干扰能力,满足航空通信大容量、抗干扰的系统需求。第六章对全文进行了总结,并提出了工作展望与方向。