星载高灵敏度UAT接收机算法研究与实现
发布时间：2021-05-31 21:54
受限于有限的覆盖范围,陆基广播式自动相关监视（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）系统难以对全球航班进行连续地监视和跟踪。为了构建全球无盲区的ADS-B监视网,星载ADS-B系统应运而生,但是较大的信号衰减和多普勒频移也对星载ADS-B接收系统的设计提出了新的挑战。在该背景下,本文对支持通用访问收发器（Universal Access Transceiver,UAT）数据链的星载ADSB系统中的信号处理算法进行了研究,总结出了一套适用于星载环境的UAT接收处理算法,并完成了硬件实现和灵敏度测试。具体工作如下:（1）根据卫星轨道高度和UAT数据链DO282-B标准中对UAT发射机发射功率的规定,推导了星载UAT接收机的灵敏度要求,并将其与DO282-B标准中的标准UAT接收机灵敏度进行了对比分析,得出了标准UAT接收机灵敏度不能满足星载环境UAT接收灵敏度要求的结论。（2）从信号检测、帧同步、定时同步、载波同步、解调五个方面对适用于星载环境的UAT接收处理算法进行了研究。首先仿真分析了现有接收处理算法,然后提出了改进差分相关算...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要工作与内容安排
第二章 UAT数据链及星载环境接收灵敏度要求
2.1 UAT数据链
2.1.1 信号传输特性
2.1.2 报文信息结构
2.1.3 接入控制方式
2.1.4 发射功率及接收灵敏度要求
2.2 CPFSK调制样式
2.3 星载UAT系统运作模式及接收灵敏度分析
2.3.1 星载UAT系统运作模式
2.3.2 星载UAT接收机灵敏度分析
2.4 本章小结
第三章 星载UAT接收算法研究
3.1 信号检测
3.1.1 能量检测算法
3.1.2 双相关检测算法
3.1.3 仿真结果
3.2 帧同步
3.2.1 双相关算法
3.2.2 改进差分相关算法
3.2.3 仿真结果
3.3 定时同步
3.3.1 改进高倍过采样相关算法
3.3.2 仿真结果
3.4 载波同步
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 仿真结果
3.5 CPFSK信号解调
3.5.1 一比特差分解调算法
3.5.2 最大似然解调算法
3.5.3 仿真结果
3.6 RS译码
3.6.1 UAT数据链中的RS码
3.6.2 RS码译码算法
3.6.3 仿真结果
3.7 仿真结果
3.8 本章小结
第四章 星载UAT接收算法实现
4.1 硬件平台及模块功能说明
4.1.1 硬件平台说明
4.1.2 硬件模块功能说明
4.2 FPGA端功能实现
4.2.1 AD9361_Unit模块
4.2.2 Frame_Sync模块
4.2.3 Data_Transfer_Ctrl模块
4.3 DSP端功能实现
4.3.1 主核Core0功能实现
4.3.2 从核Core1~Core7功能实现
4.4 本章小结
第五章 星载UAT接收算法测试
5.1 综合测试平台
5.1.1 软件测试平台
5.1.2 测试仪器
5.2 接收算法测试
5.2.1 基本功能测试
5.2.2 报文检测概率测试
5.2.3 灵敏度测试
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于星基的ADS-B系统现状及发展建议[J]. 王洪全,刘天华,欧阳承曦,姚待艳. 通信技术. 2017(11)
[2]星载ADS-B接收系统及其应用[J]. 陈利虎,陈小前,赵勇. 卫星应用. 2016(03)
[3]卫星系统将为全球航班跟踪保驾护航[J]. 马斌. 中国无线电. 2015(11)
[4]基于UAT数据链的ADS-B机载系统的设计与实现[J]. 李德胜. 航空维修与工程. 2012(02)
[5]ADS-B技术在我国的应用和发展[J]. 康南,刘永刚. 中国民用航空. 2011(11)
[6]ADS-B应用中UAT技术介绍[J]. 吕小平. 空中交通管理. 2007(08)
[7]ADS-B在欧洲[J]. 王鲁杰. 空中交通管理. 2006(11)
[8]ADS-B在美国[J]. 王鲁杰. 空中交通管理. 2006(08)
硕士论文
[1]星载ADS-B中频接收机分离算法的研究与实现[D]. 陈为桢.电子科技大学 2017
[2]星载高灵敏度ADS-B接收机信号解算算法研究及实现[D]. 吴骏.电子科技大学 2016
[3]突发通信中的载波同步技术研究[D]. 曹家华.北京理工大学 2016
[4]星载ADS-B系统性能分析及可行性研究[D]. 李国圣.电子科技大学 2015
本文编号：3209031
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.3 论文主要工作与内容安排
第二章 UAT数据链及星载环境接收灵敏度要求
2.1 UAT数据链
2.1.1 信号传输特性
2.1.2 报文信息结构
2.1.3 接入控制方式
2.1.4 发射功率及接收灵敏度要求
2.2 CPFSK调制样式
2.3 星载UAT系统运作模式及接收灵敏度分析
2.3.1 星载UAT系统运作模式
2.3.2 星载UAT接收机灵敏度分析
2.4 本章小结
第三章 星载UAT接收算法研究
3.1 信号检测
3.1.1 能量检测算法
3.1.2 双相关检测算法
3.1.3 仿真结果
3.2 帧同步
3.2.1 双相关算法
3.2.2 改进差分相关算法
3.2.3 仿真结果
3.3 定时同步
3.3.1 改进高倍过采样相关算法
3.3.2 仿真结果
3.4 载波同步
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 仿真结果
3.5 CPFSK信号解调
3.5.1 一比特差分解调算法
3.5.2 最大似然解调算法
3.5.3 仿真结果
3.6 RS译码
3.6.1 UAT数据链中的RS码
3.6.2 RS码译码算法
3.6.3 仿真结果
3.7 仿真结果
3.8 本章小结
第四章 星载UAT接收算法实现
4.1 硬件平台及模块功能说明
4.1.1 硬件平台说明
4.1.2 硬件模块功能说明
4.2 FPGA端功能实现
4.2.1 AD9361_Unit模块
4.2.2 Frame_Sync模块
4.2.3 Data_Transfer_Ctrl模块
4.3 DSP端功能实现
4.3.1 主核Core0功能实现
4.3.2 从核Core1~Core7功能实现
4.4 本章小结
第五章 星载UAT接收算法测试
5.1 综合测试平台
5.1.1 软件测试平台
5.1.2 测试仪器
5.2 接收算法测试
5.2.1 基本功能测试
5.2.2 报文检测概率测试
5.2.3 灵敏度测试
5.3 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 研究展望
致谢
参考文献
个人简历及攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于星基的ADS-B系统现状及发展建议[J]. 王洪全,刘天华,欧阳承曦,姚待艳. 通信技术. 2017(11)
[2]星载ADS-B接收系统及其应用[J]. 陈利虎,陈小前,赵勇. 卫星应用. 2016(03)
[3]卫星系统将为全球航班跟踪保驾护航[J]. 马斌. 中国无线电. 2015(11)
[4]基于UAT数据链的ADS-B机载系统的设计与实现[J]. 李德胜. 航空维修与工程. 2012(02)
[5]ADS-B技术在我国的应用和发展[J]. 康南,刘永刚. 中国民用航空. 2011(11)
[6]ADS-B应用中UAT技术介绍[J]. 吕小平. 空中交通管理. 2007(08)
[7]ADS-B在欧洲[J]. 王鲁杰. 空中交通管理. 2006(11)
[8]ADS-B在美国[J]. 王鲁杰. 空中交通管理. 2006(08)
硕士论文
[1]星载ADS-B中频接收机分离算法的研究与实现[D]. 陈为桢.电子科技大学 2017
[2]星载高灵敏度ADS-B接收机信号解算算法研究及实现[D]. 吴骏.电子科技大学 2016
[3]突发通信中的载波同步技术研究[D]. 曹家华.北京理工大学 2016
[4]星载ADS-B系统性能分析及可行性研究[D]. 李国圣.电子科技大学 2015
本文编号：3209031
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3209031.html
