星載高靈敏度UAT接收機(jī)算法研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-05-31 21:54
受限于有限的覆蓋范圍,陸基廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)系統(tǒng)難以對(duì)全球航班進(jìn)行連續(xù)地監(jiān)視和跟蹤。為了構(gòu)建全球無盲區(qū)的ADS-B監(jiān)視網(wǎng),星載ADS-B系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,但是較大的信號(hào)衰減和多普勒頻移也對(duì)星載ADS-B接收系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。在該背景下,本文對(duì)支持通用訪問收發(fā)器(Universal Access Transceiver,UAT)數(shù)據(jù)鏈的星載ADSB系統(tǒng)中的信號(hào)處理算法進(jìn)行了研究,總結(jié)出了一套適用于星載環(huán)境的UAT接收處理算法,并完成了硬件實(shí)現(xiàn)和靈敏度測(cè)試。具體工作如下:(1)根據(jù)衛(wèi)星軌道高度和UAT數(shù)據(jù)鏈DO282-B標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)UAT發(fā)射機(jī)發(fā)射功率的規(guī)定,推導(dǎo)了星載UAT接收機(jī)的靈敏度要求,并將其與DO282-B標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)準(zhǔn)UAT接收機(jī)靈敏度進(jìn)行了對(duì)比分析,得出了標(biāo)準(zhǔn)UAT接收機(jī)靈敏度不能滿足星載環(huán)境UAT接收靈敏度要求的結(jié)論。(2)從信號(hào)檢測(cè)、幀同步、定時(shí)同步、載波同步、解調(diào)五個(gè)方面對(duì)適用于星載環(huán)境的UAT接收處理算法進(jìn)行了研究。首先仿真分析了現(xiàn)有接收處理算法,然后提出了改進(jìn)差分相關(guān)算...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要工作與內(nèi)容安排
第二章 UAT數(shù)據(jù)鏈及星載環(huán)境接收靈敏度要求
2.1 UAT數(shù)據(jù)鏈
2.1.1 信號(hào)傳輸特性
2.1.2 報(bào)文信息結(jié)構(gòu)
2.1.3 接入控制方式
2.1.4 發(fā)射功率及接收靈敏度要求
2.2 CPFSK調(diào)制樣式
2.3 星載UAT系統(tǒng)運(yùn)作模式及接收靈敏度分析
2.3.1 星載UAT系統(tǒng)運(yùn)作模式
2.3.2 星載UAT接收機(jī)靈敏度分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 星載UAT接收算法研究
3.1 信號(hào)檢測(cè)
3.1.1 能量檢測(cè)算法
3.1.2 雙相關(guān)檢測(cè)算法
3.1.3 仿真結(jié)果
3.2 幀同步
3.2.1 雙相關(guān)算法
3.2.2 改進(jìn)差分相關(guān)算法
3.2.3 仿真結(jié)果
3.3 定時(shí)同步
3.3.1 改進(jìn)高倍過采樣相關(guān)算法
3.3.2 仿真結(jié)果
3.4 載波同步
3.4.1 Kay算法
3.4.2 Fitz算法
3.4.3 L&R算法
3.4.4 M&M算法
3.4.5 FFT算法
3.4.6 仿真結(jié)果
3.5 CPFSK信號(hào)解調(diào)
3.5.1 一比特差分解調(diào)算法
3.5.2 最大似然解調(diào)算法
3.5.3 仿真結(jié)果
3.6 RS譯碼
3.6.1 UAT數(shù)據(jù)鏈中的RS碼
3.6.2 RS碼譯碼算法
3.6.3 仿真結(jié)果
3.7 仿真結(jié)果
3.8 本章小結(jié)
第四章 星載UAT接收算法實(shí)現(xiàn)
4.1 硬件平臺(tái)及模塊功能說明
4.1.1 硬件平臺(tái)說明
4.1.2 硬件模塊功能說明
4.2 FPGA端功能實(shí)現(xiàn)
4.2.1 AD9361_Unit模塊
4.2.2 Frame_Sync模塊
4.2.3 Data_Transfer_Ctrl模塊
4.3 DSP端功能實(shí)現(xiàn)
4.3.1 主核Core0功能實(shí)現(xiàn)
4.3.2 從核Core1~Core7功能實(shí)現(xiàn)
4.4 本章小結(jié)
第五章 星載UAT接收算法測(cè)試
5.1 綜合測(cè)試平臺(tái)
5.1.1 軟件測(cè)試平臺(tái)
5.1.2 測(cè)試儀器
5.2 接收算法測(cè)試
5.2.1 基本功能測(cè)試
5.2.2 報(bào)文檢測(cè)概率測(cè)試
5.2.3 靈敏度測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷及攻讀碩士期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于星基的ADS-B系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 王洪全,劉天華,歐陽承曦,姚待艷. 通信技術(shù). 2017(11)
[2]星載ADS-B接收系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 陳利虎,陳小前,趙勇. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(03)
[3]衛(wèi)星系統(tǒng)將為全球航班跟蹤保駕護(hù)航[J]. 馬斌. 中國無線電. 2015(11)
[4]基于UAT數(shù)據(jù)鏈的ADS-B機(jī)載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 李德勝. 航空維修與工程. 2012(02)
[5]ADS-B技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 康南,劉永剛. 中國民用航空. 2011(11)
[6]ADS-B應(yīng)用中UAT技術(shù)介紹[J]. 呂小平. 空中交通管理. 2007(08)
[7]ADS-B在歐洲[J]. 王魯杰. 空中交通管理. 2006(11)
[8]ADS-B在美國[J]. 王魯杰. 空中交通管理. 2006(08)
碩士論文
[1]星載ADS-B中頻接收機(jī)分離算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳為楨.電子科技大學(xué) 2017
[2]星載高靈敏度ADS-B接收機(jī)信號(hào)解算算法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 吳駿.電子科技大學(xué) 2016
[3]突發(fā)通信中的載波同步技術(shù)研究[D]. 曹家華.北京理工大學(xué) 2016
[4]星載ADS-B系統(tǒng)性能分析及可行性研究[D]. 李國圣.電子科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3209031
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:102 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
縮略詞表
第一章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 論文主要工作與內(nèi)容安排
第二章 UAT數(shù)據(jù)鏈及星載環(huán)境接收靈敏度要求
2.1 UAT數(shù)據(jù)鏈
2.1.1 信號(hào)傳輸特性
2.1.2 報(bào)文信息結(jié)構(gòu)
2.1.3 接入控制方式
2.1.4 發(fā)射功率及接收靈敏度要求
2.2 CPFSK調(diào)制樣式
2.3 星載UAT系統(tǒng)運(yùn)作模式及接收靈敏度分析
2.3.1 星載UAT系統(tǒng)運(yùn)作模式
2.3.2 星載UAT接收機(jī)靈敏度分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 星載UAT接收算法研究
3.1 信號(hào)檢測(cè)
3.1.1 能量檢測(cè)算法
3.1.2 雙相關(guān)檢測(cè)算法
3.1.3 仿真結(jié)果
3.2 幀同步
3.2.1 雙相關(guān)算法
3.2.2 改進(jìn)差分相關(guān)算法
3.2.3 仿真結(jié)果
3.3 定時(shí)同步
3.3.1 改進(jìn)高倍過采樣相關(guān)算法
3.3.2 仿真結(jié)果
3.4 載波同步
3.4.1 Kay算法
3.4.2 Fitz算法
3.4.3 L&R算法
3.4.4 M&M算法
3.4.5 FFT算法
3.4.6 仿真結(jié)果
3.5 CPFSK信號(hào)解調(diào)
3.5.1 一比特差分解調(diào)算法
3.5.2 最大似然解調(diào)算法
3.5.3 仿真結(jié)果
3.6 RS譯碼
3.6.1 UAT數(shù)據(jù)鏈中的RS碼
3.6.2 RS碼譯碼算法
3.6.3 仿真結(jié)果
3.7 仿真結(jié)果
3.8 本章小結(jié)
第四章 星載UAT接收算法實(shí)現(xiàn)
4.1 硬件平臺(tái)及模塊功能說明
4.1.1 硬件平臺(tái)說明
4.1.2 硬件模塊功能說明
4.2 FPGA端功能實(shí)現(xiàn)
4.2.1 AD9361_Unit模塊
4.2.2 Frame_Sync模塊
4.2.3 Data_Transfer_Ctrl模塊
4.3 DSP端功能實(shí)現(xiàn)
4.3.1 主核Core0功能實(shí)現(xiàn)
4.3.2 從核Core1~Core7功能實(shí)現(xiàn)
4.4 本章小結(jié)
第五章 星載UAT接收算法測(cè)試
5.1 綜合測(cè)試平臺(tái)
5.1.1 軟件測(cè)試平臺(tái)
5.1.2 測(cè)試儀器
5.2 接收算法測(cè)試
5.2.1 基本功能測(cè)試
5.2.2 報(bào)文檢測(cè)概率測(cè)試
5.2.3 靈敏度測(cè)試
5.3 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 工作總結(jié)
6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡歷及攻讀碩士期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于星基的ADS-B系統(tǒng)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J]. 王洪全,劉天華,歐陽承曦,姚待艷. 通信技術(shù). 2017(11)
[2]星載ADS-B接收系統(tǒng)及其應(yīng)用[J]. 陳利虎,陳小前,趙勇. 衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(03)
[3]衛(wèi)星系統(tǒng)將為全球航班跟蹤保駕護(hù)航[J]. 馬斌. 中國無線電. 2015(11)
[4]基于UAT數(shù)據(jù)鏈的ADS-B機(jī)載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 李德勝. 航空維修與工程. 2012(02)
[5]ADS-B技術(shù)在我國的應(yīng)用和發(fā)展[J]. 康南,劉永剛. 中國民用航空. 2011(11)
[6]ADS-B應(yīng)用中UAT技術(shù)介紹[J]. 呂小平. 空中交通管理. 2007(08)
[7]ADS-B在歐洲[J]. 王魯杰. 空中交通管理. 2006(11)
[8]ADS-B在美國[J]. 王魯杰. 空中交通管理. 2006(08)
碩士論文
[1]星載ADS-B中頻接收機(jī)分離算法的研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 陳為楨.電子科技大學(xué) 2017
[2]星載高靈敏度ADS-B接收機(jī)信號(hào)解算算法研究及實(shí)現(xiàn)[D]. 吳駿.電子科技大學(xué) 2016
[3]突發(fā)通信中的載波同步技術(shù)研究[D]. 曹家華.北京理工大學(xué) 2016
[4]星載ADS-B系統(tǒng)性能分析及可行性研究[D]. 李國圣.電子科技大學(xué) 2015
本文編號(hào):3209031
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/hangkongsky/3209031.html
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