地空數據傳輸是地面站點與無人機點對點通信的業(yè)務之一,起源于軍用領域。地空數據傳輸環(huán)境復雜多變,面臨著高動態(tài)、多普勒頻移大、通信距離遠等問題。論文針對地空數據傳輸波形關鍵問題展開研究,提出了地空數據傳輸點到點通信方案并驗證了方案的可行性,主要工作如下:第一,分析地空數據傳輸波形功能需求與性能需求,詳細分析了同步精度、頻率偏移與傳輸距離需求項。通過同步精度分析,定時偏差超過1/8個碼片會造成碼間信干比嚴重下降,故在4倍碼片速率上設計粗同步與精同步方案;通過頻率偏移分析,設計合適同步頭結構與同步方案進行可靠同步;通過傳輸距離分析獲得在高斯信道下接收機靈敏度為-110.3dBm,為實驗室與外場測試提供參考值。第二,在理論與需求分析基礎上進行波形設計。為了提高傳輸距離,我們采用擴頻通信技術為基礎并根據需求展開設計;為了在14kHz頻偏內、低信噪比下進行可靠時頻同步,我們設計了8段256序列的同步頭結構,在接收機靈敏度點的捕獲概率大于99.8%、虛警概率小于0.1%;此外,我們提出了一種基于多段同步序列的頻率同步方案,在接收機靈敏度內可以保證殘余頻偏在1kHz以內;為了提升解調性能,采用導引與數據...

【文章頁數】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究內容與意義
    1.3 論文結構及內容安排
第二章 地空數據傳輸波形研究現狀
    2.1 無人機研究現狀
        2.1.1 軍用無人機
        2.1.2 無人機數據鏈
    2.2 地空數據傳輸系統(tǒng)研究現狀
        2.2.1 技術簡介
        2.2.2 常見數據傳輸系統(tǒng)結構
    2.3 時間同步研究現狀
        2.3.1 粗同步
        2.3.2 精同步
    2.4 頻率同步研究現狀
第三章 地空數據傳輸波形需求分析
    3.1 波形功能需求與分析
    3.2 波形性能需求與分析
        3.2.1 同步精度分析
        3.2.2 頻率偏移分析
        3.2.3 傳輸距離分析
        3.2.4 其它指標分析
第四章 地空數據傳輸波形設計
    4.1 方案總體結構
    4.2 基帶發(fā)射機關鍵技術
        4.2.1 卷積編碼
        4.2.2 碼塊交織
        4.2.3 擴頻
        4.2.4 數據導引合并
        4.2.5 組幀
    4.3 基帶接收機關鍵技術
        4.3.1 時間同步
        4.3.2 頻率同步
        4.3.3 解擴
        4.3.4 信道均衡
        4.3.5 QPSK軟解調
        4.3.6 維特比譯碼
    4.4 鏈路性能仿真
        4.4.1 鏈路結構
        4.4.2 時間同步性能
        4.4.3 頻率同步性能
        4.4.4 誤碼率性能
        4.4.5 抗干擾性能
第五章 地空數據傳輸波形實驗驗證
    5.1 波形實現平臺
        5.1.1 硬件平臺
        5.1.2 軟件平臺
    5.2 波形關鍵技術模塊實現
        5.2.1 卷積編碼
        5.2.2 擴頻模塊
        5.2.3 時間同步
        5.2.4 頻率同步
        5.2.5 解擴與信道均衡
        5.2.6 維特比譯碼
    5.3 資源消耗與時序分析
        5.3.1 資源消耗
        5.3.2 時序分析
    5.4 實驗室實驗驗證
        5.4.1 鏈路帶寬測試
        5.4.2 接收機靈敏度測試
        5.4.3 加速度測試
        5.4.4 傳輸延遲測試
        5.4.5 抗干擾測試
    5.5 外場實驗驗證
        5.5.1 傳輸距離測試
        5.5.2 加速度測試
第六章 結束語
    6.1 本文總結
    6.2 下一步工作的建議
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間的研究成果



本文編號：3859325