本文關(guān)鍵詞：無人機通信信道建模及盲均衡技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,無人機技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,針對無人機的研究也越來越熱門。由于周圍環(huán)境的干擾和無人機自身的快速運動,無人機與地面基站之間的通信會受到多徑效應(yīng)和多普勒頻移的影響,導(dǎo)致通信質(zhì)量嚴重下降。建立一個數(shù)學(xué)模型可以更方便地來研究無人機通信信道的特性、制定有效的抗干擾方案并分析其性能。本文將無人機通信信道分為三種場景,分別建立了相應(yīng)的離散時間信道模型,對無人機通信信道做了一個探索性的研究。盲均衡技術(shù)在不需要訓(xùn)練序列的情況下就能完成均衡,有利于提高信道利用率,是用來減輕碼間干擾的一種重要手段。本文提出了基于同相和正交分量的判決引導(dǎo)盲均衡算法(IQDD),將此算法與CMA結(jié)合形成CMA-IQDD算法,該算法收斂速度快,收斂后剩余誤差小。具體工作如下:首先介紹了無線信道小尺度衰落特性,以及在WSSUS信道下,多徑信道的數(shù)學(xué)模型和其等效離散時間模型。然后將無人機通信信道分為空中飛行、起飛和降落以及任務(wù)區(qū)飛行三種場景。分別對這三種場景下的無人機通信信道進行研究,分析了它們的多普勒功率譜和時延功率譜特性,根據(jù)WSSUS信道建模原理,建立了不同場景下的離散時間信道模型。在Matlab中對三種場景的信道模型進行了仿真,分析了信道模型的多普勒功率譜、散射函數(shù)、多徑信道增、時域沖激響應(yīng)、頻域響應(yīng)、誤比特率等特性。仿真結(jié)果表明當(dāng)采用S波段(2cf?GHz)測控,數(shù)據(jù)傳輸速率為2Mb/s時,三種場景下,信道都呈現(xiàn)頻率選擇性慢衰落特性。在非時變信道下,仿真對比了各種基本盲均衡算法的性能,包括CMA、MCMA、DD以及CMA-DD算法,在信道條件較好的情況下,各個算法都能完成均衡,CMA收斂能力強,DD算法收斂后剩余誤差小,CMA-DD算法結(jié)合了二者的優(yōu)點。但當(dāng)信道條件較為惡劣時,CMA-DD算法均衡效果較差。針對以上缺點,提出基于同相和正交分量的判決引導(dǎo)盲均衡算法,該算法能在初始誤差較大的情況下較好地完成均衡,但其收斂速度仍然較慢。將CMA和IQDD算法結(jié)合形成CMA-IQDD算法,并在Matlab中仿真分析了該算法的均衡效果、收斂速度、誤碼率特性,表明該算法優(yōu)于其它算法并且適用于時變信道。在無人機任務(wù)區(qū)飛行場景信道下,仿真驗證了CMA-IQDD算法在時變信道中的性能,結(jié)果表明該算法能有效的減小無人機通信信道的時變多徑傳播特性引起的碼間干擾。最后在FPGA平臺上實現(xiàn)了CMA-IQDD算法,并在硬件平臺上進行實際測試,結(jié)果與理論分析一致。
【關(guān)鍵詞】：無人機信道 信道建模 多普勒功率譜 盲均衡 CMA-IQDD
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V279;TN911.5
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 無人機背景知識簡介9-10
• 1.2 無人機通信信道建模簡介10-12
• 1.2.1 信道建模的意義10
• 1.2.2 航空信道建模研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 盲均衡技術(shù)簡介12-14
• 1.3.1 盲均衡技術(shù)研究意義12-13
• 1.3.2 盲均衡技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用13-14
• 1.4 本文的組織安排和主要工作14-17
• 2 無線信道建�；纠碚�17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 無線信道特征17-25
• 2.2.1 無線電波傳播機理17-18
• 2.2.2 大尺度衰落18-20
• 2.2.3 小尺度衰落20-25
• 2.3 小尺度衰落建模理論25-29
• 2.3.1 寬帶模型和窄帶模型25
• 2.3.2 多徑信道的數(shù)學(xué)模型25-27
• 2.3.3 多徑信道離散時間模型27-29
• 2.4 本章小結(jié)29-31
• 3 無人機通信信道建模及仿真31-53
• 3.1 引言31
• 3.2 多徑信道概率統(tǒng)計模型31-32
• 3.3 不同飛行場景下無人機通信信道特點32-38
• 3.3.1 空中飛行場景32-34
• 3.3.2 起飛和降落場景34-36
• 3.3.3 任務(wù)區(qū)飛行場景36-37
• 3.3.4 無人機通信信道特點總結(jié)37-38
• 3.4 信道模型的實現(xiàn)38-40
• 3.4.1 離散時間參數(shù)獲取38-39
• 3.4.2 離散時間信道模型建立39-40
• 3.5 信道模型的仿真40-51
• 3.5.1 空中飛行場景仿真40-42
• 3.5.2 起飛和降落場景仿真42-47
• 3.5.3 任務(wù)區(qū)飛行場景仿真47-50
• 3.5.4 各種場景下的信道誤比特率比較50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 4 無人機通信信道盲均衡及仿真53-71
• 4.1 引言53
• 4.2 盲均衡技術(shù)基礎(chǔ)53-56
• 4.2.1 盲均衡系統(tǒng)等效基帶模型53-54
• 4.2.2 理想均衡條件54-55
• 4.2.3 盲均衡原理及基本結(jié)構(gòu)55-56
• 4.2.4 盲均衡算法性能評價準(zhǔn)則56
• 4.3 各類基本盲均衡算法56-63
• 4.3.1 Sato算法56-57
• 4.3.2 Godard算法57-58
• 4.3.3 修正常數(shù)模算法（MCMA）58-61
• 4.3.4 判決引導(dǎo)（DD）算法61-62
• 4.3.5 CMA-DD算法62-63
• 4.4 基于同相正交分量的判決引導(dǎo)盲均衡算法63-69
• 4.5 本章小結(jié)69-71
• 5 CMA-IQDD算法的FPGA實現(xiàn)71-83
• 5.1 引言71
• 5.2 整體設(shè)計方案71-72
• 5.3 均衡器各子模塊設(shè)計72-79
• 5.3.1 數(shù)據(jù)輸入及FIR濾波器模塊設(shè)計72-74
• 5.3.2 誤差函數(shù)計算模塊設(shè)計74-77
• 5.3.3 模式選擇模塊設(shè)計77-78
• 5.3.4 抽頭系數(shù)更新模塊設(shè)計78-79
• 5.4 硬件平臺測試79-81
• 5.5 本章小結(jié)81-83
• 6 總結(jié)與展望83-85
• 6.1 論文總結(jié)83-84
• 6.2 后續(xù)研究工作展望84-85
• 致謝85-87
• 參考文獻87-91
• 附錄91
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄91
• B. 作者在攻讀學(xué)位期間取得的科研成果目錄91

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  本文關(guān)鍵詞：無人機通信信道建模及盲均衡技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：289515