無(wú)人機(jī)高速通信鏈路物理層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、無(wú)人機(jī)廣泛應(yīng)用在軍事、地質(zhì)、農(nóng)業(yè)等專(zhuān)用領(lǐng)域。在遙感測(cè)繪應(yīng)用場(chǎng)景下，無(wú)人機(jī)更是憑借著輕便的機(jī)身、靈活的探測(cè)軌跡和相對(duì)低廉的成本成為了主流的選擇方案。在基于遙感測(cè)繪應(yīng)用的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)承擔(dān)著高速率、寬頻段的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。由于測(cè)繪地形環(huán)境的復(fù)雜多變，并且無(wú)人機(jī)的飛行姿態(tài)不固定，通信傳輸中存在著較嚴(yán)重的多徑效應(yīng)、陰影衰落和多普勒擴(kuò)展等影響，阻礙了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確傳輸。借鑒LTE在高速通信場(chǎng)景下的解決方案，本文使用了OFDM調(diào)制方式作為通信鏈路

2、物理層的主要方案，在鏈路設(shè)計(jì)上適配了無(wú)人機(jī)通信信道的需求，確保了數(shù)據(jù)高速無(wú)誤地傳輸。
　　本文從無(wú)人機(jī)通信信道入手，構(gòu)建了WSSUS的通信信道模型，并基于信道衰落、多普勒頻偏擴(kuò)展和時(shí)延擴(kuò)展，對(duì)巡航、起飛與降落、滑行和停機(jī)入庫(kù)等四種無(wú)人機(jī)飛行場(chǎng)景下的通信信道進(jìn)行探討，并得出各場(chǎng)景下的信道參數(shù)、完成信道的仿真和驗(yàn)證。
　　利用信道參數(shù)，本文基于OFDM鏈路對(duì)無(wú)人機(jī)通信物理層鏈路進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括CP方案、加窗與插入虛擬子載波方案、信

3、道估計(jì)與均衡方案、定時(shí)同步與載波恢復(fù)方案和OFDM符號(hào)參數(shù)方案等。并給出了鏈路設(shè)計(jì)的總結(jié)，完成Matlab上的鏈路仿真。
　　在鏈路設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，本文在FPGA上對(duì)上述鏈路進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，文中詳述了FPGA中的數(shù)據(jù)傳輸策略、DAC FIFO防寫(xiě)滿(mǎn)讀空策略與交織器等模塊的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。
　　最后，本文對(duì)鏈路進(jìn)行了功能與性能上的測(cè)試。功能測(cè)試包括基于UDP的流媒體傳輸測(cè)試；性能測(cè)試包括信號(hào)功率測(cè)試、誤包率測(cè)試與接收靈敏度測(cè)試等。證明通信