基于無人機平臺的無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的均衡技術(shù)研究.pdf

1、當(dāng)前，社會信息化不斷推進(jìn)、通信結(jié)構(gòu)日趨多元，現(xiàn)有的地面通信和衛(wèi)星通信等技術(shù)手段已無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需求，機載通信正逐步成為立體化信息系統(tǒng)的一種重要增補和支援。隨著無線通信和多媒體技術(shù)在下一代UAV無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中的集成，對系統(tǒng)容量和服務(wù)質(zhì)量的需求正在不斷提升。如何提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行院涂煽啃?、降低BER，已成為當(dāng)前無線通信領(lǐng)域研究的熱點。將MIMO技術(shù)與OFDM技術(shù)相結(jié)合，或?qū)C-FDE技術(shù)與SC-CPM技術(shù)相結(jié)合均可很好地滿

2、足上述需求。然而，在動態(tài)、多徑條件下的頻率選擇性衰落信道中，ISI、ICI等因素對系統(tǒng)性能的影響非常嚴(yán)重，因此有效的均衡技術(shù)已成為基于UAV平臺的無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵。
　　針對常規(guī)方法在惡劣通信環(huán)境下計算復(fù)雜度較大、功率效率和頻譜效率較低等缺點，本文從MIMO-OFDM與SC-FDE SC-CPM兩條技術(shù)路線出發(fā)，提出了新型、高效的基于UAV平臺的無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的均衡技術(shù)方案：
　　一、通過分析MIMO-OFD

3、M UAV無線圖傳數(shù)據(jù)鏈的系統(tǒng)模型，提出了一種球形均衡技術(shù)的內(nèi)協(xié)同優(yōu)化方案。通過在初始搜索半徑、檢測順序以及枚舉策略等方面進(jìn)行多重優(yōu)化，并支持相關(guān)參數(shù)的可配置，在一定程度上降低了系統(tǒng)的計算復(fù)雜度。
　　二、在前述基礎(chǔ)上，提出了一種球形均衡技術(shù)的外聯(lián)合優(yōu)化方案。該方案將微量子遺傳算法嵌入球形均衡技術(shù)，兼并量子計算和遺傳算法的優(yōu)點。此外，通過將多維搜索歸納為單維搜索，避免了大量繁雜的矩陣運算，提高了檢測效率。
　　三、提出了一種

4、低復(fù)雜度SC-FDE SC-CPM技術(shù)。該技術(shù)將SCCC技術(shù)與CPM技術(shù)相結(jié)合，有效消除了ISI和ICI，獲得了比Turbo碼更優(yōu)異的性能；同時，在每個數(shù)據(jù)包中嵌入導(dǎo)頻訓(xùn)練字序列，用于信道估計；引入M進(jìn)制Laurent分解方法，以進(jìn)行低復(fù)雜度MMSE頻域均衡。
　　四、通過權(quán)衡前述兩條均衡技術(shù)路線在UAV無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中應(yīng)用的利弊，提出了一種基于SC-FDE SC-CPM的低復(fù)雜度UAV均衡器的軟硬件協(xié)同設(shè)計與優(yōu)化方案。該方案

5、將SC-FDE技術(shù)與SC-CPM技術(shù)相結(jié)合，在抵抗多徑效應(yīng)的同時，提高頻譜、功率利用率；此外，通過對均衡器在算法和體系結(jié)構(gòu)兩個方面進(jìn)行協(xié)同設(shè)計與優(yōu)化，并引入可配置的均衡系數(shù)，大幅降低了系統(tǒng)的計算復(fù)雜度，提高了檢測效率與復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力。
　　總體而言，本文的主要研究工作聚焦于UAV無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)均衡技術(shù)的軟硬件協(xié)同設(shè)計與多重優(yōu)化，對于我國UAV無線圖傳數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)均衡技術(shù)的發(fā)展和國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究具有十分重要的借鑒意義與應(yīng)用價