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本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研
究成果。尽我所知,除了文中特别加以注释和致谢罗列的内容以外,论文中不含
其他人已经发表或撰写过的研究成果也不包含为获得西安电子科技大学或其它
教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一起工作的同志对本研究所做的任
何贡献均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
本人签名孟日期卫￡哗一五上‘一一一一
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本人签名日期色辉匕上一一
导师签名日期与匕典粉胃冬
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基于地一空通信链路的接收技术研究
第一章绪论
夸所选课题的目的与意义
本论文的来源是基于“无人机地一空通信数据链系统”中的“测控与信息传
输分系统”课题部分。
无人驾驶飞机是一种由遥控设备或机上程序控制设备控制飞行的不载人飞
机,简称无人机缩写,具有廉价、机动、生存力强、无人员伤亡和可重复
使用等特点,在军事上有着广泛用途,可以完成战场侦察、监视、电子对抗、通
信中继、打击效果评估和火炮校射等任务。测控系统是无人机系统的重要组成部
分,用于传输上行遥控指令、下行遥测数据及各种机载传感器获取的遥感信息。
无人机是在现代战争中实施情报侦察的有效手段。在无人机地一空通信中,
对飞机进行可靠地控制是实现整个无人机测控系统安全运行的重要保证。但是在
地一空通信链路中,系统工作于低仰角状态,此时传输信道呈现莱斯或瑞利特性,
由于受多径衰落和多普勒扩展的影响,会引起接收信号的畸变,从而使解调误码
率提高。因此如何减小多径影响,提高系统的可靠度就成为一个很重要的问题。
提高通信系统抗多径衰落技术途径有许多种,目前无人机通信中对付多径的方
法,主要采取了二种措施采用适合于地一空信道特征的调制体制增加系统
衰落储备。由于受到体积和重量的限制,没有采取抗多径较为有效的显分集措施,
如空间分集、频率分集等。所以研究体积小且具有分集能力的接收技术对于
提高无人机测控系统的性能具有重要意义。
对于多径信号而言,一般系统中很难将来自不同方向的多径信号分离,显分
集方法采用的分离措施是重新建立多个路径,例如空间分集采用多部天线接收,
频率分集采用多组频率发射,但与之对应的是接收设备体积庞大。空间分集要求
接收天线间距大于时才可以认为接收信号不相关〔,而对于体积较小的
无人机来说,这个条件不一定能够满足,即使条件满足,多副天线也不方便在飞
机上安装,如果再考虑系统的电磁兼容,则问题就更复杂了。同样频率分集也需
要多部射频或中频接收设备,不易满足机载设备体积小、重量轻的要求。
扩频通信系统中,由于多径信号存在内在可分离特性,因此可以利用扩频信
号的相关性在接收端先将多径信号分离,再把各多径信号相位调整到一个标准相
位,最后按一定的方法将这些多径信号合并起来,从而提高了接收信号的
使多径信号变不利为有利,接收技术正是基于上述思想建立起来的。由于
接收机不是利用发端在空域、频域产生分集信号,而是直接利用信号在传输过程
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第一章绪论
中由信道产生的多径信号来降低多径造成的不利影响,伴随高集成度的器
件和高速的处理器的出现,为接收机实现实时处理提供了可能。与空间
分集和频率分集相比,接收机体积较小、集成度高,且一致性较好,适合目
前的无人机测控系统小批量生产的要求。
本文结合无人机工程应用课题,采用信号与信息处理技术,研究基于无人机数
据链的接收方法,以增强无人机在各种复杂环境下的生存能力。
接收技术现状及其发展动态
概念最早由和于年提出的,该技术基于下述原理
首先它将独立衰落的多径信号不认为是干扰,而是信号的一部分,系统将所有的
非相关的多径信号收集起来,再将它们合并,就可以提高接收机输出的信噪比,
从而减小系统的误码率其次技术必须基于扩频通信,它利用码优良的
自相关特性,可以将延迟超过一个码片的多径支路搜索出来〔。简单地说,
接收机的原理就是使用相关接收机组,对每一个路径使用使用一个相关接收机,
各相关接收机分别与被接收信号的一个延迟形式一个多径分量相关,然后这
些相关接收机的输出根据它们的相对强度进行加权,并把加权后的各路输出相加,
合成一个输出。由于接收机可以分离信号在时间上形成的多径,并把这些多
径信号利用起来,从而有效地克服