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1、西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文無人機(jī)高速數(shù)據(jù)傳輸中Turbo-OFDM技術(shù)研究姓名：姚如貴申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)指導(dǎo)教師：王永生20050301摘要無人機(jī)(UAV)與地面測(cè)控站之間傳輸?shù)男畔⒂羞b測(cè)信息、遙控信息和任務(wù)傳感器信息。任務(wù)傳感器的信息數(shù)據(jù)量大，要求數(shù)據(jù)傳輸速率高。本文研究了UAV高速數(shù)據(jù)傳輸中的Turbo-OFDM技術(shù)，主要內(nèi)容包括:1.分析了UAV系統(tǒng)中各個(gè)通信鏈路的信道特性，選用Ricean慢衰落信道模型進(jìn)行鏈路性能分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì);2.針對(duì)Ricean衰落信道，在信道估計(jì)誤差給定的情況
2、下，提出一種新的Turbo碼譯碼算法，推導(dǎo)出信道置信因子L,新的表達(dá)形式。仿真結(jié)果說明，與傳統(tǒng)的近似譯碼度量相比，采用新的譯碼算法可以提高譯碼性能，信噪比改善0.1-0.6dBo并將該算法推廣到Rayleigh衰落信道和AWGN信道;3.研究了多徑衰落信道下Turbo編碼OFDM系統(tǒng)的特性，推導(dǎo)出一種Turbo碼在OFDM系統(tǒng)中的譯碼算法。采用本文推導(dǎo)的Turbo-OFDM系統(tǒng)，在誤幀率為10-3和信噪比彌散度為0.2時(shí)，信噪比改善2.9dBe推導(dǎo)結(jié)果表明，平均信噪比和信噪比彌散度是影響系統(tǒng)性能的兩個(gè)重要參數(shù)
3、;4.兼顧系統(tǒng)性能和譯碼時(shí)延，提出基于查表和基于雙CRC16迭代譯碼及早結(jié)束的兩種自適應(yīng)Turbo-OFDM系統(tǒng)方案。仿真結(jié)果說明，在平坦慢衰落信道下，采用自適應(yīng)Turbo-OFDM系統(tǒng)，得到較低的平均誤碼率和較高的平均譯碼速度。分析比較了兩種自適應(yīng)系統(tǒng)方案的性能;5.分析了Turbo-OFDM系統(tǒng)的最大傳輸速率和抗干擾問題。分析結(jié)果表明，Turbo-OFDM系統(tǒng)可以提供54Mbps的傳輸速率，并且具有較強(qiáng)的抗干擾特性，適合于UAV系統(tǒng)中高速數(shù)據(jù)傳輸。理論推導(dǎo)與計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明，Turbo-OFDM系統(tǒng)在低
4、信噪比條件下具有優(yōu)越的性能，可以有效的抵抗傳輸信道以及人為產(chǎn)生的干擾，頻譜利用率高，是實(shí)現(xiàn)UAV高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N有效途徑。關(guān)鍵詞:無人機(jī)Turbo碼Ricean信道OFDMAbstractThedatatransmittedbetweenUAVsandthemainstationincludetelecontrolinformation,telemetryinformationandtasksensorinformation.Highdata-ratecommunicationisrequiredbecau
5、seoflargeamountoftaskseneorinformation.Thispaperanalysesandresearchesthehighdata-ratetransmissiontechnologybasedonTurbo-OFDMforUAV,andcanbesummarizedasfollows.1.IntroduceslowRiceanfadingchannelmodeltoanalysethechannelcharacteristicsofUAVsystem.2.Anewmetricf
6、orTurbodecodingonRiceanchannelisderivedwiththeknowledgeofchannelestimationvariance.ThesimulationresultsshowthatTurbodecodingwiththeproposedmetriccanobtain0.1-06dBcodegainthanthatwithconventionalmetric.Furthermore,thisalgorithmcanbegeneralizedtothefadingchan
7、nel.3.CombiningtheadvantagesofTurbocodeandOFDM,weproposeanewdecodingmetricforTurbocodedOFDMsystemovermultipathfadingchannel.Thisalgorithmcanbringout2.9dBcodegainwhenFER(frameerrorratio)is10-3andthevarianceofsignal-to-noiseratiois0.2.Alsofromthederivation,it
8、isconcludedthatthemeanandvarianceofsignal-to-noiseratioareimportanttotheperformance.4.Consideringtheperformanceanddecodingdelay,twoadaptiveTurbo-OFDMschemesareproposed,whichobtainlowbiterrorratioandhig
