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

1、隨著無(wú)人機(jī)越來(lái)越多地應(yīng)用在軍事、遙感測(cè)繪等領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)與地面站通信的數(shù)據(jù)量也迅速增加，提高無(wú)人機(jī)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(qiáng)、頻譜利用率高，非常適合應(yīng)用在無(wú)人機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路中。由于無(wú)人機(jī)所處的環(huán)境復(fù)雜，在與地面站通信的過(guò)程中，多徑效應(yīng)和多普勒擴(kuò)展引起的信道惡化會(huì)產(chǎn)生碼間干擾，

2、因此必須要對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)和均衡，從而補(bǔ)償信道對(duì)信號(hào)造成的影響。基于無(wú)人機(jī)信道的特點(diǎn)本文研究了信道估計(jì)和內(nèi)插算法，并在硬件平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。此外，本文還研究了對(duì)數(shù)似然比(Log Likelihood Ratio,LLR)的量化問題。
　　本文首先分析了無(wú)人機(jī)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(kuò)展。根據(jù)衰落類型、時(shí)延功率譜和多普勒功率譜分析了無(wú)人機(jī)在不同狀態(tài)下的信道特點(diǎn)，建立了無(wú)人機(jī)信道的離散時(shí)間模型，并通過(guò)MATLAB仿

3、真驗(yàn)證信道模型的合理性。
　　其次，基于無(wú)人機(jī)信道的特點(diǎn)，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(jì)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(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度兩方面后，最終FPGA實(shí)現(xiàn)選用了LS信道估計(jì)算法和線性內(nèi)插算法，并將FPGA實(shí)現(xiàn)結(jié)果和MATLAB仿真結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證了以上算法實(shí)現(xiàn)的正確性。
　　最后，本文在基于信道估計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)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(dòng)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