無人機高速通信鏈路物理層的設計與實現(xiàn).pdf

1、無人機廣泛應用在軍事、地質、農業(yè)等專用領域。在遙感測繪應用場景下，無人機更是憑借著輕便的機身、靈活的探測軌跡和相對低廉的成本成為了主流的選擇方案。在基于遙感測繪應用的無人機系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)承擔著高速率、寬頻段的數(shù)據(jù)傳輸任務。由于測繪地形環(huán)境的復雜多變，并且無人機的飛行姿態(tài)不固定，通信傳輸中存在著較嚴重的多徑效應、陰影衰落和多普勒擴展等影響，阻礙了數(shù)據(jù)的準確傳輸。借鑒LTE在高速通信場景下的解決方案，本文使用了OFDM調制方式作為通信鏈路

2、物理層的主要方案，在鏈路設計上適配了無人機通信信道的需求，確保了數(shù)據(jù)高速無誤地傳輸。
　　本文從無人機通信信道入手，構建了WSSUS的通信信道模型，并基于信道衰落、多普勒頻偏擴展和時延擴展，對巡航、起飛與降落、滑行和停機入庫等四種無人機飛行場景下的通信信道進行探討，并得出各場景下的信道參數(shù)、完成信道的仿真和驗證。
　　利用信道參數(shù)，本文基于OFDM鏈路對無人機通信物理層鏈路進行設計，包括CP方案、加窗與插入虛擬子載波方案、信

3、道估計與均衡方案、定時同步與載波恢復方案和OFDM符號參數(shù)方案等。并給出了鏈路設計的總結，完成Matlab上的鏈路仿真。
　　在鏈路設計的基礎上，本文在FPGA上對上述鏈路進行了實現(xiàn)，文中詳述了FPGA中的數(shù)據(jù)傳輸策略、DAC FIFO防寫滿讀空策略與交織器等模塊的實現(xiàn)細節(jié)。
　　最后，本文對鏈路進行了功能與性能上的測試。功能測試包括基于UDP的流媒體傳輸測試；性能測試包括信號功率測試、誤包率測試與接收靈敏度測試等。證明通信