本文關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道建模及硬件實(shí)時(shí)模擬研究

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【摘要】：無(wú)人機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、減少人員傷亡等優(yōu)點(diǎn)已得到廣泛應(yīng)用,無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中需要持續(xù)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)與地面控制中心或其他飛行器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。然而,無(wú)人機(jī)通信環(huán)境復(fù)雜多變,對(duì)數(shù)據(jù)鏈設(shè)備的可靠傳輸能力要求較高,因而需要建立合適的傳播信道模型進(jìn)行研究。本文所研究的無(wú)人機(jī)通信信道模型對(duì)物理層算法優(yōu)化及數(shù)據(jù)鏈通信系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)具有重要參考意義,而基于該模型研制與真實(shí)狀況非常接近的信道模擬器,可以在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成對(duì)數(shù)據(jù)鏈設(shè)備的性能測(cè)試驗(yàn)證,對(duì)控制風(fēng)險(xiǎn)、降低成本和減少傷亡事件發(fā)生等具有重要實(shí)用價(jià)值。首先,簡(jiǎn)要介紹了無(wú)線信道基礎(chǔ)理論,并基于無(wú)線信道延遲抽頭線模型建立無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道模型。在此基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了基于無(wú)人機(jī)飛行軌跡的信道參數(shù)估計(jì)算法,并針對(duì)兩種不同飛行場(chǎng)景進(jìn)行了仿真分析。其次,基于高斯變量分解模型提出一種無(wú)人機(jī)信道實(shí)時(shí)模擬方法,詳細(xì)推導(dǎo)了該方法的輸出幅值分布,并針對(duì)無(wú)人機(jī)多天線系統(tǒng)的MIMO信道分析了該方法的空時(shí)相關(guān)特性,同時(shí)提出了一種基于分解模型的MIMO信道仿真方法,并進(jìn)行了仿真分析,數(shù)值仿真結(jié)果表明仿真模型輸出特性均與理論模型吻合。最后,基于前述信道模型及實(shí)時(shí)模擬方法設(shè)計(jì)研制一套無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道仿真器,重點(diǎn)研究了基于FPGA開(kāi)發(fā)平臺(tái)的動(dòng)態(tài)信道實(shí)時(shí)模擬實(shí)現(xiàn);同時(shí)利用不同的測(cè)試方案對(duì)無(wú)人機(jī)信道仿真器的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試,分析結(jié)果表明,無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道仿真器能夠滿足各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人機(jī)信道 統(tǒng)計(jì)特性 信道參數(shù)估計(jì) 分解模型 MIMO 動(dòng)態(tài)信道仿真
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V279
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 注釋表10-11
• 縮略詞11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 無(wú)人機(jī)通信信道模型13-16
• 1.2.2 無(wú)線信道仿真及模擬16-17
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)和主要工作17-19
• 第二章 無(wú)線信道基礎(chǔ)理論19-30
• 2.1 無(wú)線信道簡(jiǎn)介19-20
• 2.2 無(wú)線信道衰落特性20-27
• 2.2.1 大尺度衰落20-23
• 2.2.2 小尺度衰落23-25
• 2.2.3 二階統(tǒng)計(jì)參量25-27
• 2.3 基于延遲抽頭的無(wú)線信道模型27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道建模及參數(shù)估計(jì)30-46
• 3.1 無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道模型30-31
• 3.2 基于飛行軌跡的飛行參數(shù)提取31-37
• 3.2.1 常用坐標(biāo)系及轉(zhuǎn)換31-35
• 3.2.2 飛行參數(shù)提取35-37
• 3.3 基于飛行軌跡的信道參數(shù)估計(jì)37-42
• 3.3.1 幾何場(chǎng)景參數(shù)37-40
• 3.3.2 信道模型參數(shù)40-42
• 3.4 數(shù)值仿真與分析42-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第四章 多天線無(wú)人機(jī)信道實(shí)時(shí)模擬方法研究46-57
• 4.1 基于高斯變量分解的模擬方法46-49
• 4.2 多天線無(wú)人機(jī)信道模型及模擬方法49-54
• 4.2.1 多天線無(wú)人機(jī)信道49-50
• 4.2.2 空時(shí)相關(guān)性矩陣推導(dǎo)50-52
• 4.2.3 空時(shí)相關(guān)衰落模擬方法52-54
• 4.3 數(shù)值仿真與分析54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 無(wú)人機(jī)動(dòng)態(tài)信道硬件模擬實(shí)現(xiàn)57-74
• 5.1 總體方案論證與設(shè)計(jì)57-59
• 5.1.1 性能指標(biāo)57
• 5.1.2 硬件方案論證57-59
• 5.1.3 總體設(shè)計(jì)方案59
• 5.2 基于FPGA的動(dòng)態(tài)信道模擬實(shí)現(xiàn)59-66
• 5.2.1 多徑陰影衰落模塊60-62
• 5.2.2 功率可調(diào)噪聲模塊62-64
• 5.2.3 其他模塊64-66
• 5.3 系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)果分析66-73
• 5.3.1 系統(tǒng)測(cè)試方案66-67
• 5.3.2 測(cè)試結(jié)果與分析67-73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 本文工作總結(jié)74-75
• 6.2 后續(xù)工作展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 致謝81-82
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82-83

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