無人機(jī)圖傳系統(tǒng)接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著無人機(jī)的應(yīng)用越來越廣泛，無人機(jī)的相關(guān)技術(shù)也在飛速發(fā)展。無人機(jī)圖像傳輸系統(tǒng)作為無人機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，迅速成為無人機(jī)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。COFDM（編碼正交頻分復(fù)用）是一種多載波調(diào)制與信道編碼相結(jié)合的通信技術(shù)，可將無人機(jī)傳輸?shù)母咚俅袌D像信號(hào)轉(zhuǎn)換成多路并行的窄帶數(shù)據(jù)流，并將它們調(diào)制到相互正交的子載波上發(fā)送出去，在有限的帶寬中實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的傳輸，還可通過信道編碼提高抗干擾能力，非常適用于無人機(jī)圖傳信號(hào)的傳輸。
　　本文

2、在分析了現(xiàn)在無人機(jī)圖傳系統(tǒng)的信道特性、性能要求、關(guān)鍵技術(shù)以及結(jié)構(gòu)框架的基礎(chǔ)上，完成了無人機(jī)圖傳系統(tǒng)接收機(jī)技術(shù)方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先，根據(jù)無人機(jī)圖傳系統(tǒng)接收機(jī)的性能需求，制定系統(tǒng)的參數(shù)，選擇DVB-T作為無人機(jī)圖傳系統(tǒng)的通信協(xié)議，基于DVB-T集成化平臺(tái)設(shè)計(jì)了一款無人機(jī)圖傳系統(tǒng)接收機(jī)。然后，在DVB-T協(xié)議的基礎(chǔ)上，根據(jù)無人機(jī)圖傳系統(tǒng)的特點(diǎn)，對基帶系統(tǒng)的參數(shù)做了改進(jìn)，提出了一個(gè)基于FPGA的COFDM接收機(jī)基帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，并按照方案完

3、成COFDM接收機(jī)基帶系統(tǒng)的關(guān)鍵模塊在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。
　　無人機(jī)圖傳系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中，選擇Mstar的MSD7828為整個(gè)系統(tǒng)的核心；使用DIB9090M調(diào)諧解調(diào)一體化芯片實(shí)現(xiàn)圖傳信號(hào)的調(diào)諧解調(diào)；以微處理器STM32F103RCT6為核心控制器實(shí)現(xiàn)接收機(jī)系統(tǒng)的外部控制；系統(tǒng)的電源供電模塊以12V輸入再對各模塊采用單獨(dú)穩(wěn)壓供電。在軟件設(shè)計(jì)中，主程序是基于Mstar提供的軟件開發(fā)套件在Linux嵌

4、入式操作系統(tǒng)上進(jìn)行開發(fā)的，分為前端調(diào)諧解調(diào)器配置、外部控制指令信號(hào)接收、信源解碼和用戶界面切換幾部分；外部控制程序設(shè)計(jì)以keil MDK-uVision4為開發(fā)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)控制板對接收機(jī)主機(jī)的控制。
　　在COFDM接收機(jī)基帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，先對其關(guān)鍵技術(shù)—時(shí)間和載波頻率同步進(jìn)行深入研究，在經(jīng)典的OFDM時(shí)頻同步算法的基礎(chǔ)上，根據(jù)無人機(jī)圖傳系統(tǒng)的特點(diǎn)做進(jìn)一步改進(jìn)，提高算法的同步性能，降低算法在FPGA上實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度，并在Matlab上

5、進(jìn)行仿真驗(yàn)證。同時(shí)根據(jù)系統(tǒng)的功能和參數(shù)，在Matlab上對COFDM基帶系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，為COFDM接收機(jī)基帶系統(tǒng)在FPGA上的設(shè)計(jì)提供仿真激勵(lì)數(shù)據(jù)和結(jié)果對比參考。最后，以Xilinx FPGA為硬件平臺(tái)，使用Verilog HDL語言對基帶系統(tǒng)進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，完成COFDM接收機(jī)基帶系統(tǒng)關(guān)鍵模塊在FPGA上的實(shí)現(xiàn)。
　　測試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的基于DVB-T集成化平臺(tái)的無人機(jī)圖傳系統(tǒng)接收機(jī)和基于FPGA的COFDM接收機(jī)基帶系統(tǒng)