线性调频在未来民航空—空通信网络中的应用研究

【类型】学位论文

【作者】王磊 

【关键词】 空通信网络 航空电信网,民航 线性调频信号 调制 解调 多址技术 空

【摘要】随着现代社会的快速发展,人们对信息的高速、宽带无线传输需求越加强烈。线性调频信号因其自身所具有的宽带、长距离无中继传输、对多普勒频移不敏感、抗多径衰落和扩频等多重优点,而逐渐受到人们的关注,并成为了高速移动的民航飞机之间实现数据通信的较好选择。随着民航业的不断发展和信息技术的日新月异,准确、及时地掌握飞行中飞机的位置和当前的飞行状态,保持空地之间和空空之间的有效的通信已成为空勤工作的必然需求。为更好的应对复杂多变的空中紧急事件、提高飞机对空中气象条件的应对能力以及满足乘客的移动互联等种种需求,已使得飞机与飞机之间的数据通信(即构建空-空通信网络)成为了未来民航领域发展的新亮点。而基于线性调频技术的民航空-空通信网络也将因其动态组网、自组织、多跳和宽带等优点,与地空VHF数据网和航空移动卫星通信系统等一同构成安全、快速、高效的航空电信网,形成空地一体化的互联网络。本文主要研究了基于线性调频的物理层通信关键技术,包括调制、解调和多址技术。然后在此技术基础上提出了民航空-空通信网的概念,并对其构建方式进行了探讨。论文的主要工作如下：(1)通过MATLAB仿真,对线性调频信号良好的自相关性,扩频特性,较强的抗干扰和抗噪声性能,抗多径干扰的特性以及抗多普勒频移的特性等性能进行分析。(2)根据实现高速移动的飞机间通信的需要,对四种基于线性调频技术的调制、解调方案的基本原理及性能进行了理论分析和仿真,所研究方案具体包括：①二进制正交键控；②四进制双正交键控；③基于二进制移相键控的直接调频技术；④基于π/4-差分四相移相键控的直接调频技术。并对上述方案从抗噪声、抗多普勒效应和抗多径干扰等多个角度进行对比和分析。(3)介绍了多调频率多址接入、多载频多址接入和码分多址接入以及时间交叠多址技术的基本原理。分别在四种线性调频技术的调制、解调方案基础上应用时间交叠多址技术进行了MATLAB仿真,并对仿真结果进行分析。又对线性调频系统的同步机制进行了探讨。(4)介绍了民航空-空通信网的构建背景,然后提出了民航空-空通信网的概念和特点,并在此基础上探讨民航空-空通信网的总体设计方案。最后,探讨了民航空-空通信网与航空电信网的融合方式。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京交通大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】刘艳

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