超宽带无人机数据链结构及性能分析

超宽带无人机数据链结构及性能分析

西安通信学院

张亚妮何一

摘要：建立了基于载波的微型无人机超宽带通信链路模型，研究了超宽带尺度一时延移动通信信道模型，给出了符合数据传播特性的高斯脉冲波形以及直接序列超宽带尺度一时延Ｒａｋｅ接收方法，对超宽带无人机通信链路接收性能以及误码率特性进行了分析并依据测试数据对系统进行了仿真。仿真结果表明基于载波的直接序列扩频超宽带体制适合微型无人机通信链路进行测控和数据传输。关键词：微型无人机；超宽带；尺度一时延信道；Ｒａｋｅ接收机

引言

微型无人机（ＭＡＶ：Ｍｉｃｒｏ

ＡｉｒＶｅｈｉｃｌｅ，Ｍｉｃｒｏ—

一种基于单载波和直接序列扩频的ＭＡＹ—ＵＷＢ通信链路模型，分析了超宽带ＭＡＶ信道特性，给出了尺度时延Ｒａｋｅ接收机结构以及系统误码率特性。仿真结果表明单载波ＤＳ—Ｕ１ｊ『Ｂ适合低速率微型无人机数据传输。

ＵＡｖ）通常被认为是一种航程小于ｌＯ千米、高度低于２５０米、航时ｌ小时、起飞质量小于５千克的小型飞行器。ＭＡＶ隐蔽性强，可以贴近目标进行侦察、监听、电子干扰以及主动攻击。是军事科技发展的热点之一。由于ＭＡＹ载荷有限且工作在复杂恶劣的干扰环境中，因此其测控及数据传输链路应具有简单、灵活、传输速率高及较强的抗干扰性等特点。超宽带（ＵＷＢ：Ｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅｂａｎｄ）技术具有系统发射功率低、带宽大、多径分辨率高、抗干扰性强以及结构简单等特点，适合应用于ＭＡＹ数据链中…。

文献［２］研究了室外远距离低速率ＵＷＢ的传输性能，文献［３］介绍了ＵＷＢ在航空内部通信中的应用，然而将ＵＷＢ应用于ＭＡＶ的工作并不多见。本文构建了

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ＵＷＢ数据链路模型分析

文献［４］指出，ＡＷＧＮ信道下存在多用户干扰时，

ＤＳ－ＢＰＳＫ系统误码性能优于ＴＨ－ＰＰＭ和ＴＨ—ＰＡＭ方式，因此ＤＳ多址方式比ＴＨ多址更适合于抗多用户干扰。

基于载波的ＵＷＢ技术采用载波对脉冲进行调制，可以对信号频谱的位置进行准确的控制，而且信号的幅度较大，经过天线以后的信号波形失真小。由于信号带宽相对较窄，使得设计包括天线在内的系统各部件的设计相对比较容易。采用载波调制的ＤＳ—ＵＷＢ无人机数据链系统框架如图１所示。

载波

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图１超宽带系统的收发体系框架示意图

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