无人机与海面浮标无线通信技术的应用研究

发布时间：2017-04-23 08:11

  本文关键词：无人机与海面浮标无线通信技术的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无人机与海面浮标无线通信系统是一种高速、宽带海上远距离通信系统。以实时、快速的获取海面浮标数据为前提,进行海洋科学调查、鱼情环境调查和海洋军事环境观测等远程遥测活动。为了实现无人机与浮标之间的信号远距离、小功率传输,论文根据项目需求主要进行了海空通信信道特征的分析、海空信道模型的建立和无人机与海面浮标通信系统的研究。在三级海况条件、多径效应和多普勒效应的影响下。首先分析了信道条件和通信距离对信号传输造成的干扰,进而建立了合适的海上信道模型。课题提出了一种基于直接序列扩频技术的无线传输方案,在10分钟内完成对海上6点浮标的数据采集,同时系统误码率小于10-5。由于海上浮标基带信息速率为4800bit/s,为了满足系统的要求,利用四相相对相移键控技术完成对扩频码的载波调制。最后为了降低系统的误码率,采用卷积编码纠错技术完善系统并通过simulink仿真验证系统的可行性和优化系统的性能参数。在无人机控制平台上设计嵌入式海上环境监测系统,实现控制平台对数据的多方位监测。海上环境监测系统利用嵌入式控制单元和数据采集单元对采集到的数据进行分析和处理。论文详细介绍了在Qt集成开发环境下设计海上环境监测系统的方案和步骤,并完成系统的硬件电路原理图设计。
【关键词】：无线 海上通信 直接序列扩频 嵌入式 Simulink
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 国外研究现状及发展趋势8-9
• 1.3 课题任务简介9-10
• 1.4 全文结构安排10-12
• 第二章 海上无线信道模型的估计12-16
• 2.1 海上无线信道的特点12
• 2.2 海上信道模型的建立12-15
• 2.3 本章小结15-16
• 第三章 系统整体设计规划16-30
• 3.1 直接序列扩频系统的建立16-21
• 3.1.1 直接序列扩频基本原理16-18
• 3.1.2 扩频通信系统的流程18-20
• 3.1.3 系统纠错技术20-21
• 3.2 系统的载波调制与解调21-24
• 3.3 基于数字科斯塔斯环的四相载波同步24-27
• 3.4 扩频码的捕获与跟踪27-29
• 3.4.1 滑动相关27-28
• 3.4.2 基于延迟锁定环的PN码跟踪28-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第四章 直扩系统的MATLAB仿真30-46
• 4.1 DQPSK系统仿真框架30-31
• 4.2 DQPSK系统仿真结果分析31-35
• 4.3 伪随机序列的同步仿真35-39
• 4.3.1 捕获的滑动相关法仿真35-36
• 4.3.2 基于延迟锁定环的PN码跟踪仿真36-37
• 4.3.3 基于数字科斯塔斯环的四相载波同步仿真37-38
• 4.3.4 结果分析38-39
• 4.4 一点对一点系统模型的建立与仿真39-40
• 4.5 一点对一点系统的仿真结果及分析40-42
• 4.6 六点对一点系统模型的建立与仿真42-43
• 4.7 六点对一点通信仿真结果分析43-46
• 第五章 系统硬件平台设计46-60
• 5.1 系统方案设计及器件选择46-50
• 5.1.1 系统整体方案设计46-47
• 5.1.2 系统主要器件的选择47-50
• 5.2 系统硬件接.电路50-56
• 5.2.1 时钟发生器电路52
• 5.2.2 存储器电路52-56
• 5.3 系统软件设计56-60
• 5.3.1 通信协议57
• 5.3.2 上位机程序57-60
• 第六章 结论60-62
• 参考文献62-66
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果66-68
• 附录A 系统电路图68-70
• 致谢70

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本文编号：322080