微型編隊(duì)無人機(jī)DS-UWB通信技術(shù)研究.pdf

1、微型編隊(duì)無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)場中起到的作用與日俱增，而當(dāng)微型編隊(duì)無人機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)要求它們之間的信息傳輸要在高速的基礎(chǔ)上還要具有較強(qiáng)的抗干擾能力。直接序列超寬帶（Direct Sequence Ultra-wideband，DS-UWB）技術(shù)具有系統(tǒng)發(fā)射功率低、數(shù)據(jù)傳輸速度快、帶寬大、多徑分辨率高，特別是抗多普勒頻移能力強(qiáng)等特點(diǎn)，正好滿足無人機(jī)通信鏈路的要求，本文主要研究將UWB應(yīng)用于無人機(jī)通信的若干關(guān)鍵技術(shù)。
　　首先，對超寬帶技術(shù)的

2、發(fā)展史進(jìn)行簡要介紹，并且分析將超寬帶技術(shù)應(yīng)用于微型編隊(duì)無人機(jī)所遇到的挑戰(zhàn)和若干關(guān)鍵技術(shù)。討論了直接序列超寬帶技術(shù)應(yīng)用于無人機(jī)通信鏈路并探討無人機(jī)超寬帶通信系統(tǒng)中適用的單脈沖波形問題。在載荷有限的情況下分析并建立了DS-UWB無人機(jī)通信在自由空間以及頻率選擇性雙徑信道下的傳播特性的數(shù)學(xué)模型，其中在頻率選擇性雙徑信道的接收端采用Rake接收，合并技術(shù)采用最大比合并。上述模型揭示了誤碼率、傳播距離以及數(shù)據(jù)傳播速率與不同階高斯脈沖及發(fā)射功率的關(guān)

3、系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在誤碼率、傳播距離以及數(shù)據(jù)傳播速率相同的情況下一階高斯脈沖的發(fā)射功率最??；頻率選擇性雙徑模型要比高斯信道下的發(fā)射功率降低約50％。為DS-UWB無人機(jī)通信鏈路信號選擇提供了依據(jù)。
　　然后介紹將最大似然估計(jì)算法應(yīng)用于直接序列超寬帶的信道估計(jì)中。用歸一化的信道估計(jì)誤差作為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)去驗(yàn)證估計(jì)算法的性能好壞。影響估計(jì)算法性能的因素主要有導(dǎo)頻數(shù)、不同階的高斯脈沖以及不同的信噪比環(huán)境。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在信噪比為10dB的情況

4、下，導(dǎo)頻數(shù)為60時(shí)可以得到較好的估計(jì)效果?？紤]計(jì)算復(fù)雜度，在大多數(shù)應(yīng)用中導(dǎo)頻數(shù)不超過50，而且5階高斯脈沖是較好的選擇。所有的結(jié)果都可以作為實(shí)際超寬帶系統(tǒng)的依據(jù)和參考。
　　最后針對超寬帶系統(tǒng)的同步捕獲問題進(jìn)行研究，首先分析傳輸參考（Transmitted Reference，TR）超寬帶系統(tǒng)體制，分析雙層編碼的優(yōu)點(diǎn)，解釋了為何此算法能夠較大減少搜索空間。然后重點(diǎn)研究TR超寬帶同步捕獲算法，分析兩步捕獲能提高系統(tǒng)性能的原因。對其同