森林火災監(jiān)控定位系統(tǒng)FQPSK調制的研究.pdf

1、目前，我國森林火災的常用監(jiān)測方法是視頻監(jiān)控，而森林火災危害的嚴重性使得森林火點的準確定位和火災圖像的高效傳輸對于盡快撲滅森林火災，將火災危害降至最低具有關鍵作用。本文設計的林火監(jiān)控定位系統(tǒng)在林區(qū)通過無線方式傳輸火災圖像信號，為了降低設備的建設成本，林區(qū)云臺采用太陽能供電，因此對電源轉換效率提出了較高的要求，功率放大器需工作在飽和區(qū)，這樣林區(qū)通信信道有了非線性特性。對于非線性信道，調制方式必須采用恒包絡或準恒包絡調制。此外，收發(fā)信機中帶通

2、濾波器的使用，又要求調制信號的頻域性能好，即主瓣窄、旁瓣衰減快，這樣調制信號才能占用很小的帶寬無失真通過濾波器，從而信號包絡的變化很小，保持包絡準恒定，進一步滿足林區(qū)通信信道非線性的要求。
　　所以，本文首先在介紹森林防火定位系統(tǒng)和準恒定包絡FQPSK(Feher-patented Quadrature Phase Shift Keying)調制體制研究的背景意義和國內外現(xiàn)狀的基礎上，給出林區(qū)電磁波傳輸路徑損耗實測模型，以及森林防

3、火定位系統(tǒng)的軟硬件設計方案，其中本文設計的C均值聚類算法能夠提高火點定位精度。然后，本文重點對林火圖像傳輸FQPSK調制體制展開研究，對其調制解調方案、包絡特性、星座圖、頻譜特性、誤碼率和帶限非線性信道下的頻譜擴展做了深入研究，并與QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、OQPSK(OffsetQPSK)和IJF-OQPSK(Inter-symbol Interference and Jitter Fre

4、e Offset QPSK)調制方式對比，發(fā)現(xiàn)FQPSK調制的綜合性能最好。在頻帶受限的非線性信道下，由于FQPSK調制包絡恒定且頻譜滾降快，其功率譜擴展最小，并且非線性高功放令FQPSK信號功率增益比QPSK平均高5dB，使其在林區(qū)比QPSK等調制方式能多傳播33.35％的距離。所以，F(xiàn)QPSK具有高效的頻譜效率、旁瓣衰減快、能量集中和包絡準恒定等特性，非常適合太陽能供電條件下，林火監(jiān)控圖像傳輸使用。此外，本文基于普通FQPSK在包絡