無人機圖傳系統(tǒng)接收機關鍵技術研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，隨著無人機的應用越來越廣泛，無人機的相關技術也在飛速發(fā)展。無人機圖像傳輸系統(tǒng)作為無人機系統(tǒng)的重要組成部分，迅速成為無人機領域中的一個研究熱點。COFDM（編碼正交頻分復用）是一種多載波調制與信道編碼相結合的通信技術，可將無人機傳輸?shù)母咚俅袌D像信號轉換成多路并行的窄帶數(shù)據流，并將它們調制到相互正交的子載波上發(fā)送出去，在有限的帶寬中實現(xiàn)大量數(shù)據的傳輸，還可通過信道編碼提高抗干擾能力，非常適用于無人機圖傳信號的傳輸。
　　本文

2、在分析了現(xiàn)在無人機圖傳系統(tǒng)的信道特性、性能要求、關鍵技術以及結構框架的基礎上，完成了無人機圖傳系統(tǒng)接收機技術方案的設計與實現(xiàn)。首先，根據無人機圖傳系統(tǒng)接收機的性能需求，制定系統(tǒng)的參數(shù)，選擇DVB-T作為無人機圖傳系統(tǒng)的通信協(xié)議，基于DVB-T集成化平臺設計了一款無人機圖傳系統(tǒng)接收機。然后，在DVB-T協(xié)議的基礎上，根據無人機圖傳系統(tǒng)的特點，對基帶系統(tǒng)的參數(shù)做了改進，提出了一個基于FPGA的COFDM接收機基帶系統(tǒng)的設計方案，并按照方案完

3、成COFDM接收機基帶系統(tǒng)的關鍵模塊在FPGA上的實現(xiàn)。
　　無人機圖傳系統(tǒng)接收機設計分為硬件設計和軟件設計。在硬件設計中，選擇Mstar的MSD7828為整個系統(tǒng)的核心；使用DIB9090M調諧解調一體化芯片實現(xiàn)圖傳信號的調諧解調；以微處理器STM32F103RCT6為核心控制器實現(xiàn)接收機系統(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穩(wěn)壓供電。在軟件設計中，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)上進行開發(fā)的，分為前端調諧解調器配置、外部控制指令信號接收、信源解碼和用戶界面切換幾部分；外部控制程序設計以keil MDK-uVision4為開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)控制板對接收機主機的控制。
　　在COFDM接收機基帶系統(tǒng)的設計中，先對其關鍵技術—時間和載波頻率同步進行深入研究，在經典的OFDM時頻同步算法的基礎上，根據無人機圖傳系統(tǒng)的特點做進一步改進，提高算法的同步性能，降低算法在FPGA上實現(xiàn)的復雜度，并在Matlab上

5、進行仿真驗證。同時根據系統(tǒng)的功能和參數(shù)，在Matlab上對COFDM基帶系統(tǒng)進行仿真分析，為COFDM接收機基帶系統(tǒng)在FPGA上的設計提供仿真激勵數(shù)據和結果對比參考。最后，以Xilinx FPGA為硬件平臺，使用Verilog HDL語言對基帶系統(tǒng)進行程序設計，完成COFDM接收機基帶系統(tǒng)關鍵模塊在FPGA上的實現(xiàn)。
　　測試結果表明，本文設計的基于DVB-T集成化平臺的無人機圖傳系統(tǒng)接收機和基于FPGA的COFDM接收機基帶系統(tǒng)