基于CPFSK-FH的无人机地空链路通信技术研究

发布时间：2017-10-05 11:36

  本文关键词：基于CPFSK-FH的无人机地空链路通信技术研究

  更多相关文章： 无人机 地空链路 跳频 跳频组网 抗干扰

【摘要】：无人机在军用和民用领域都得到了广泛的应用,已成为国内外广泛研究的对象。无人机的通信系统是无人机的主要组成部分,实现地面控制站和无人机之间的通信功能。无人机地空链路属于微波通信过程,易受外界干扰的影响,而基于跳频体制的数据链通信系统具有极高的抗干扰性,具有可靠性、隐蔽性强的优点。为此本文开展了基于跳频体制的无人机地空链路及抗干扰性能的研究,具有较强的理论意义和现实意义。首先,进行了数据链通信机理研究,主要开展数据链通信系统组成原理、数据链通信体制、数据链的分类、数据链在无人机通信中的应用和数据链组网方法的研究工作。在此基础上,进行了基于CPFSK-FH的地空链路通信机理研究,重点对基于CPFSK调制的地空链路信号产生机理、同步捕获、同步跟踪及信息解调等关键技术进行了深入分析,针对基于RS(63,2)编码产生的跳频序列频率碰撞概率较高的缺点,提出了一种改进的宽间隔的跳频序列产生方法。进一步,为满足地面站对多无人机的遥控需求,在深入分析单地面站到单无人机的通信链路通信过程基础上,开展了单地面站多无人机组网通信研究,并改进了无碰撞区跳频序列的构造算法,仿真结果表明改进后算法序列的汉明互相关值明显减少,频隙间隔明显增大。在软件环境下对不同组网方式和不同用户数量等参数条件下的系统误码率进行分析,验证了基于准同步组网方式下的地空链路通信系统在无碰撞区范围内接入网络时,该系统可以显著提高抗多址干扰的能力。同时,针对存在于地空链路通信系统中的典型干扰信号,进行了地空链路抗干扰性能的研究。最后,基于FPGA平台设计并实现了无人机地空链路信号产生单元和同步单元,在ModelsimSE6.5b和Secure CRT环境下,验证了信号产生和同步捕获单元的正确性。
【关键词】：无人机 地空链路 跳频 跳频组网 抗干扰
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：V279
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 课题研究的目的及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 无人机发展现状13
• 1.2.2 数据链发展现状13-14
• 1.2.3 跳频技术研究现状14-15
• 1.3 论文结构15-16
• 第2章 数据链通信机理研究16-23
• 2.1 数据链通信系统组成16-17
• 2.2 数据链通信机理17-18
• 2.2.1 直扩数据链17
• 2.2.2 跳频数据链17-18
• 2.3 常用数据链18-19
• 2.4 数据链技术在无人机通信中的应用19-20
• 2.5 数据链组网方法20-22
• 2.6 本章小结22-23
• 第3章 基于CPFSK-FH的地空链路通信机理研究23-40
• 3.1 地空链路通信机理23
• 3.2 信号产生机理23-29
• 3.2.1 基于RS码的跳频序列产生23-27
• 3.2.2 基于CPFSK的跳频数据链信号产生27-28
• 3.2.3 仿真分析28-29
• 3.3 同步接收机理29-39
• 3.3.1 基于滑动相关的跳频同步29-33
• 3.3.2 基于CPFSK相干解调33-34
• 3.3.3 仿真分析34-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第4章 基于NHZ的宽间隔多址接入准同步组网方法40-54
• 4.1 分析 1：N通信链路跳频组网结构40-41
• 4.1.1 一站多机网络结构40
• 4.1.2 一站多机通信链路原理结构40-41
• 4.2 基于NHZ的宽间隔组网方法41-45
• 4.2.1 多址接入准同步组网原理41
• 4.2.2 算法机理41-43
• 4.2.3 算法流程43-45
• 4.3 仿真分析45-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 基于CPFSK-FH的地空链路抗干扰性能研究54-65
• 5.1 地空链路抗干扰特性分析54-56
• 5.2 抗全频带噪声干扰56-58
• 5.2.1 抗全频带噪声干扰仿真结果分析57-58
• 5.3 抗部分频带噪声干扰58-61
• 5.3.1 抗部分频带噪声干扰仿真结果分析60-61
• 5.4 抗跟踪干扰61-64
• 5.4.1 抗跟踪式干扰仿真结果分析63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 基于FPGA的地空链路通信关键单元设计与实现65-76
• 6.1 基于FPGA的关键单元逻辑结构65-66
• 6.2 基于CPFSK-FH的信号产生单元66-70
• 6.2.1 信号产生单元结构设计66-68
• 6.2.2 仿真分析68-70
• 6.3 跳频同步捕获单元70-75
• 6.3.1 信号同步捕获单元结构设计70-71
• 6.3.2 仿真分析71-75
• 6.4 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果83-84
• 致谢84-85

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