無人機高速數(shù)據(jù)鏈路物理層技術(shù)研究-信道估計、均衡、量化.pdf

1、隨著無人機越來越多地應(yīng)用在軍事、遙感測繪等領(lǐng)域，無人機與地面站通信的數(shù)據(jù)量也迅速增加，提高無人機與地面站的數(shù)據(jù)傳輸速率具有重要的研究意義。正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)作為一種高速數(shù)據(jù)傳輸方式，抗多徑干擾能力強、頻譜利用率高，非常適合應(yīng)用在無人機的數(shù)據(jù)鏈路中。由于無人機所處的環(huán)境復(fù)雜，在與地面站通信的過程中，多徑效應(yīng)和多普勒擴展引起的信道惡化會產(chǎn)生碼間干擾，

2、因此必須要對信道進行估計和均衡，從而補償信道對信號造成的影響?；跓o人機信道的特點本文研究了信道估計和內(nèi)插算法，并在硬件平臺上進行了實現(xiàn)。此外，本文還研究了對數(shù)似然比(Log Likelihood Ratio,LLR)的量化問題。
　　本文首先分析了無人機信道的傳播特性以及小尺度衰落的多徑效應(yīng)和多普勒擴展。根據(jù)衰落類型、時延功率譜和多普勒功率譜分析了無人機在不同狀態(tài)下的信道特點，建立了無人機信道的離散時間模型，并通過MATLAB仿

3、真驗證信道模型的合理性。
　　其次，基于無人機信道的特點，本文著重分析了最小二乘(Least Square,LS)、最小均方誤差(Minimum Mean Square Error,MMSE)、奇異值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的信道估計算法以及常數(shù)內(nèi)插、線性內(nèi)插、二次內(nèi)插、離散傅立葉變換(Discrete Fourier Transform,DFT)內(nèi)插等內(nèi)插算法。然后，在綜合考慮算法

4、性能和硬件實現(xiàn)的復(fù)雜度兩方面后，最終FPGA實現(xiàn)選用了LS信道估計算法和線性內(nèi)插算法，并將FPGA實現(xiàn)結(jié)果和MATLAB仿真結(jié)果進行比較，驗證了以上算法實現(xiàn)的正確性。
　　最后，本文在基于信道估計的基礎(chǔ)上，通過軟輸出均衡得到發(fā)送比特的LLR。本文分析了在加性高斯白噪聲(Additive White Gaussion Noise,AWGN)信道和多徑衰落信道下LLR的動態(tài)范圍及其分布，然后比較了不同量化算法的性能，仿真結(jié)果表明：在A