地空通信是指地面基站與空中飛行器之間相互信息傳輸?shù)倪^程。近年來,隨著航空事業(yè)迅速發(fā)展,航空需求漸趨旺盛,空中交通管制日漸復雜。無人機發(fā)展迅速,不僅用于軍事領域中,在學術和民用方面的應用也迅速發(fā)展。飛行器與地面基站的通信,無人機與物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點,與無線傳感器之間的通信應用均具有相當大的研究意義,這意味著地空通信越來越成為研究焦點。本文通過采用OFDM調制方式,進行地空通信系統(tǒng)方案設計,實驗仿真驗證系統(tǒng)方案正確性,同時完成硬件基帶實現(xiàn)。具體工作如下:1、從時域、頻域角度分別對地空通信衰落特性進行研究,得出地空信道為兩徑萊斯,有300Hz左右多普勒擴展的時間選擇性衰落信道結論。采用統(tǒng)計性建模方法對衰落信道進行建模,通過實驗仿真分析驗證了模型有效性,直觀的演示了地空信道的衰落特性帶來的影響,為后續(xù)系統(tǒng)實踐研究提供應用場景。2、通過對時間同步、頻率同步等關鍵技術的詳細研究,找出適合工程實現(xiàn)的最優(yōu)方案,來解決系統(tǒng)采用OFDM調制方式時現(xiàn)存的幾大關鍵問題。具體如下:首先是時間同步,解決方案中分兩步進行:a、幀同步負責識別信號幀的到來時間,經過漏捕和錯捕概率等分析,得出多段梳狀捕獲方法為最優(yōu)方案;b、定時同步負責判斷FFT的起始位置,經過定時偏移量及復雜度等方面對比后,本系統(tǒng)采用利用本地序列計算互相關的方法進行實現(xiàn)。然后是頻率同步,地空通信系統(tǒng)由于自身特征需要估計和補償出較大的頻率偏移,解決方案為進行粗和精兩次頻偏估計,使補償后剩余頻偏較小,可以通過均衡來消除。最后研究了一些其他的關鍵技術,包括PAPR抑制,軟解調,信道估計與均衡等。3、實現(xiàn)了面向地空通信關鍵技術的硬件基帶系統(tǒng)研發(fā)。基于vivado設計環(huán)境和FPGA平臺,完成了基帶系統(tǒng)設計、開發(fā)和初步驗證。本文重點突出幾個關鍵模塊的實現(xiàn)細節(jié)包括端口定義,主要流程和關鍵狀態(tài)機等,并通過仿真波形驗證了方案的可行性。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.53;V351.36
【部分圖文】：

從圖中可以驗證，多普勒效應帶來的是時變特性，且多普勒頻移越大，時間選擇性衰落越嚴重。圖2.11 信道沖激響應曲線圖 2.11 為使用 Matlab 自帶的信道發(fā)生器 comm.RicianChannel 隨機產生的信道沖激響應曲線，該信道發(fā)生器利用的建立衰落模型的方法即為上文提到的濾波器法，并且在符合信道參數(shù)基本條件下，不同的仿真時間產生的信道增益不同。圖中設定的參

(a) 全部帶寬內的頻響曲線(b) 一定頻率范圍內的頻響曲線圖2.12 頻率響應曲線圖 2.12 (a)為對應的頻率響應曲線，由于多徑效應帶來了頻率選擇性衰落，并且通過實驗可知，次徑與主徑相差越大，頻率響應起伏越大。圖 2.12 (b)為一定頻率范圍內的頻率響應曲線，兩圖對比可知，在全部帶寬下頻率選擇性衰落較嚴重，但在一定頻率范圍內為平坦衰落，因此考慮本文系統(tǒng)調制方式選用 OFDM。

IFFT_1papr_input_QI2+ Q2Q>dividerYROM_IROM_QaddressFFT削波置零IFFT_2papr_output_Ipapr_output_Q圖4.3 PAPR模塊流程時域限幅之后，頻譜擴展，對信號進行傅里葉變換，將帶外的信號直接削波置零此完成了 PAPR 抑制的操作。最后將信號再進行 IFFT，轉換為時域信號，進行。PAPR 模塊的仿真圖如圖 4.4 所示，可以看出信號經過 PAPR 抑制處理后峰值。
【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 袁金輝;;民航甚高頻地空通信電臺干擾及預防策略[J];計算機產品與流通;2018年11期

2 楊懷均;;民航甚高頻地空通信電臺干擾及預防對策[J];通訊世界;2019年03期

3 陳岷;;探析民航地空通信技術的發(fā)展[J];通訊世界;2019年08期

4 陳飛;;探析民航地空通信技術的發(fā)展[J];工程建設與設計;2019年22期

5 崔麗莉;;地空通信日常干擾淺析[J];計算機產品與流通;2018年10期

6 高春霞;;淺析地空通信系統(tǒng)接收信號傳輸失真現(xiàn)象及處理[J];通訊世界;2017年13期

7 張萬祥;;空管地空通信系統(tǒng)結構方案解析[J];通訊世界;2017年15期

8 崔紅;;民航地空通信技術及應用實踐微探[J];通訊世界;2017年15期

9 杜文君;;優(yōu)化民航地空通信水平與質量的探討[J];電腦知識與技術;2015年09期

10 孫俊峰;;甚高頻地空通信系統(tǒng)中VoIP技術的運用[J];信息通信;2015年08期

相關博士學位論文 前2條

1 費滿鋒;低仰角下寬帶地空通信研究[D];西安電子科技大學;2008年

2 石慶研;民航地空通信盲自適應干擾抑制技術研究[D];西安電子科技大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 栗娜;地空通信系統(tǒng)關鍵技術的研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2019年

2 黨杰;Polar碼在地空通信中的應用[D];西安電子科技大學;2019年

3 潘星宇;航空通信中數(shù)字多模無線電臺的調制技術研究[D];鄭州大學;2018年

4 張自豪;基于支持向量機的地空通信干擾識別[D];西華大學;2015年

5 張鏹;基于語音比選技術的空管地空通信覆蓋優(yōu)化研究與實現(xiàn)[D];上海交通大學;2011年

6 楊林超;寬帶地空通信SC-FDE系統(tǒng)傳輸技術的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

7 段海濤;基于現(xiàn)有網(wǎng)絡的遠程遙控系統(tǒng)[D];山東大學;2010年

8 華蕾;低仰角地空通信中混合空時編碼的研究[D];西南交通大學;2014年

9 杜玲玲;基于MIMO-OFDM的寬帶地空通信系統(tǒng)下行鏈路研究[D];西安電子科技大學;2009年

10 孫顯卓;短波地空通信相關技術研究及軟件實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2016年

本文編號：2854388