本文關(guān)鍵詞：無人機地空鏈路延時模型分析及驗證系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：由于無人機具有小巧靈活、成本低廉,良好的環(huán)境適應(yīng)性等特點,無人機成為軍事裝備領(lǐng)域的研究熱點。無人機通過地空數(shù)據(jù)鏈與地面操控人員進行信息通信。數(shù)據(jù)鏈是保障武器單元、指揮控制單元和傳感器之間戰(zhàn)術(shù)信息實時傳遞的關(guān)鍵所在,因此信息傳輸?shù)膶崟r性是對數(shù)據(jù)鏈的關(guān)鍵要求。尤其在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中,對信息傳輸?shù)膶崟r性要求更高,通信延時可能會影響戰(zhàn)爭的決策與指揮,甚至影響戰(zhàn)爭的結(jié)果,因此在設(shè)計無人機數(shù)據(jù)鏈時應(yīng)盡量減小延時以保證無人機性能。本文首先分析了無人機系統(tǒng)的構(gòu)成以及無人機地空數(shù)據(jù)鏈路的運行機制,在此基礎(chǔ)上對造成無人機地空數(shù)據(jù)鏈延時的相關(guān)因素進行了詳細分析,并通過對構(gòu)成無人機地空數(shù)據(jù)鏈路的軟件、硬件、組網(wǎng)協(xié)議進行的分析,確立了以時分多址協(xié)議為研究重點的目標。在對時分多址組網(wǎng)協(xié)議的運行原理進行深入研究的基礎(chǔ)上,并結(jié)合現(xiàn)有的建模方法,提出了將理論分析與排隊論理論相結(jié)合的方法,建立了無人機地空數(shù)據(jù)鏈路延時模型。然后,本文設(shè)計了無人機地空鏈路延時模型驗證系統(tǒng)的總體方案。延時測試系統(tǒng)上位機采用Android操作系統(tǒng),方便延時測量操作。下位機控制板核心單元采用STM32家族32位高速嵌入式微處理器作為主控處理器,其指令周期在10ns以下,減少嵌入式處理器對數(shù)據(jù)和信號進行處理時的非確定性延時對測量精度的影響。使用顏色傳感器、位移傳感器,采用模塊化思想設(shè)計了對無人機數(shù)據(jù)鏈上行鏈路、下行鏈路、圖像傳輸、指令回報等延時測量模塊。最后,建立半實物仿真平臺對延時模型和延時測試系統(tǒng)進行測試驗證。對延時模型的對比分析表明無人機地空鏈路延時模型能夠準確描地空數(shù)據(jù)鏈延時特性。對延時測試系統(tǒng)驗證分析表明延時測量系統(tǒng)可以準確測量地空鏈路的通信延時。
【關(guān)鍵詞】：無人機 數(shù)據(jù)鏈 延時模型 排隊論 驗證系統(tǒng)
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V279
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-16
• 1.3.1 本文研究的主要內(nèi)容及工作14-15
• 1.3.2 本文的組織結(jié)構(gòu)安排15-16
• 第2章 無人機地空鏈路組成與延時分析16-26
• 2.1 無人機系統(tǒng)的組織構(gòu)成16-17
• 2.2 無人機地空數(shù)據(jù)鏈信息傳輸過程17-20
• 2.2.1 兩點之間直接傳輸消息17-19
• 2.2.2 通過中繼傳輸消息19-20
• 2.3 無人機地空鏈路延時因素分析20-26
• 2.3.1 數(shù)據(jù)鏈各軟件模塊延時分析21-23
• 2.3.2 數(shù)據(jù)鏈各硬件接口延時分析23-26
• 第3章 無人機地空鏈路延時分析建模26-33
• 3.1 地空鏈路通信延時帶來的影響26-27
• 3.2 無人機地空鏈路延時模型介紹27-29
• 3.2.1 地空鏈路固定延時模型27-28
• 3.2.2 地空鏈路概率延時模型28
• 3.2.3 Markov鏈延時模型28-29
• 3.3 無人機地空數(shù)據(jù)鏈延時分析建模29-33
• 3.3.1 理論分析與排隊模型29-31
• 3.3.2 延時模型分析31-33
• 第4章 延時測試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)33-48
• 4.1 延時測試系統(tǒng)的測試原理33-35
• 4.1.1 輸入輸出總線類測試原理33-34
• 4.1.2 輸入輸出傳感器類測試原理34-35
• 4.2 延時測試系統(tǒng)下位機設(shè)計35-41
• 4.2.1 下位機總體設(shè)計35-36
• 4.2.2 延時測試的模塊設(shè)計36-40
• 4.2.3 延時測試算法分析40-41
• 4.3 上位機軟件系統(tǒng)界面設(shè)計41-45
• 4.3.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境41
• 4.3.2 上位機軟件總體設(shè)計41-42
• 4.3.3 各測試模塊界面設(shè)計42-45
• 4.4 延時測試系統(tǒng)分析與驗證45-48
• 4.4.1 延時測試系統(tǒng)自測試45-46
• 4.4.2 延時模型驗證分析46-48
• 第5章 延時模型與延時測試系統(tǒng)驗證48-53
• 5.1 半實物仿真平臺的建立48-50
• 5.1.1 半實物仿真系統(tǒng)的組成48-49
• 5.1.2 半實物仿真試驗配置49-50
• 5.2 仿真試驗及結(jié)果分析50-53
• 5.2.1 延時模型的對比分析50-51
• 5.2.2 延時測試系統(tǒng)驗證分析51-53
• 結(jié)論53-55
• 參考文獻55-58
• 致謝58-59
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學術(shù)論文59-60

【參考文獻】

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本文編號：647163