空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈關鍵技術研究與驗證.pdf

1、空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈是滿足空地多節(jié)點間信息分發(fā)、事態(tài)感知的分布式通信系統(tǒng)。根據(jù)數(shù)據(jù)鏈提供的動態(tài)組網(wǎng)、精確時間同步、數(shù)據(jù)傳輸功能，節(jié)點完成快速反應和協(xié)同信號處理等業(yè)務。全文以空地平臺間高動態(tài)、高帶寬、遠距離和低延時的信息傳輸為設計目標，主要做了如下工作：
　　第一，需求分析與物理層傳輸方案設計。研究了空地動態(tài)多節(jié)點全向數(shù)據(jù)鏈在應用場景、工作模式、傳輸性能等方面的功能需求和性能指標。設計了數(shù)據(jù)傳輸通道，業(yè)務速率支持6Mbps，點對

2、點誤比特率低于610?量級；設計了節(jié)點發(fā)現(xiàn)通道，業(yè)務速率支持500kbps，節(jié)點間100km下誤比特率低于610?量級。
　　第二，物理層關鍵技術論證。針對AD/DA采樣率高于硬件平臺本振時鐘頻率的問題，設計出了一種基于多相濾波器結構的多相數(shù)字采樣的實現(xiàn)方式，最終利用四相250Msps采樣率信號合成1000Msps采樣率信號；針對全局時間捕獲精度受硬件平臺本振時鐘頻率限制，設計出一種多相匹配濾波相關的實現(xiàn)方法，在250MHz的本振

3、時鐘頻率下全局時間捕獲精度可以達到1ns。
　　第三，方案實現(xiàn)與性能測試。采用Xilinx公司FPGA構建硬件平臺，分別實現(xiàn)了信號發(fā)射端和信號接收端的關鍵技術，然后通過節(jié)點發(fā)現(xiàn)與快速入網(wǎng)測試驗證節(jié)點入網(wǎng)時間低于5s、全局時間同步精度低于4ns；通過點對點誤比特率測試和空地遠距離下多節(jié)點業(yè)務傳輸測試驗證節(jié)點傳輸誤比特率低于10-6量級，滿足設計要求。
　　本文設計出的數(shù)據(jù)傳輸方案和高精度時間捕獲技術可以應用于多節(jié)點協(xié)同處理數(shù)據(jù)