基于无人机的空地信道特性测量系统

随着各种飞行器和通信一体化的发展,对空地信道特性的研究变得愈发重要且迫切。针对空地通信场景,本文研制了一套由无人机发射单元和地面接收单元组成的无人机空地信道测量系统。该系统选取具有平坦功率谱特性和大动态范围的ZC序列作为测量序列,利用硬件实现实时提取信道冲激响应(Channel Impulse Response, CIR),并通过采样偏差恢复、系统响应校正等方式,提高信道测量系统的准确性。实测验证结果表明,本文研制的信道测量系统与信道模拟器模拟结果和射线跟踪(Ray Tracing, RT)仿真结果基本一致。最后,开展了校园场景空地实测活动,分析了该场景路径损耗(Path Loss, PL)、莱斯K因子、均方根时延扩展(Root Mean Square-Delay Spread, RMS-DS)等信道特性。     

认知无线电技术在地空数据链系统中的应用浅析

将认知无线电思想引入到地空数据链组网系统中,提出了地空认知无线通信系统的概念,并重点探讨了地空认知无线通信系统的自适应功率控制应用。在自适应功率控制需求分析的基础上,明确了功率控制的典型应用场景,提出了自适应功率控制的总体实现方法,并以JTIDS数据链为对象分析了其关键技术的解决方案。     

地空信道下基于OFDM/OQAM系统的信道估计研究*

针对地空信道时变快,正交频分复用/偏移正交幅度调制(OFDM/OQAM)系统存在固有干扰的问题,提出一种信道估计算法。该信道估计算法包含一种新型的梳状导频结构和一种改进的线性插值算法。提出的新型梳状导频通过将导频周围数据置零来消除系统的固有干扰和减小子载波间干扰对信道估计的影响,且导频分布在整个时间轴上,因而可以较好的跟踪信道状态;改进的线性插值算法通过在时域插零,来减小信道噪声和系统干扰对信道估计的影响。仿真结果表明,提出的梳状导频相比于传统梳状导频具有较好的优势,可有效提高系统的抗误码性能;改进的线性插值算法相比于传统插值算法可有效提高系统的可靠性。     

旋翼无人机在移动平台降落的控制参数自学习调节方法

无人机设备能够适应复杂地形,但由于电池容量等原因,无人机无法长时间执行任务。无人机与其他无人系统（无人车、无人船等）协同能够有效提升无人机的工作时间,完成既定任务,当无人机完成任务后,将无人机迅速稳定地降落至移动平台上是一项必要且具有挑战性的工作。针对降落问题,文中提出了基于矫正纠偏COACH(corrective advice communicated humans)方法的深度强化学习比例积分微分(proportional-integral-derivative, PID)方法,为无人机降落至移动平台提供了最优路径。首先在仿真环境中使用矫正纠偏框架对强化学习模型进行训练,然后在仿真环境和真实环境中,使用训练后的模型输出控制参数,最后利用输出参数获得无人机位置控制量。仿真结果和真实无人机实验表明,基于矫正纠偏COACH方法的深度强化学习PID方法优于传统控制方法,且能稳定完成在移动平台上的降落任务。     

短波地空语音组网中VoIP语音质量评估

短波地空话音组网是短波话音通信发展的必然趋势,组网后VoIP技术的引入会为短波语音通信带来很大的便利,但同时语音质量会受到影响,其中VoIP编码技术是影响语音质量的主要因素之一。通过Matlab对采用不同编码技术重构后的语音,经过基于Watterson模型的短波信道传输后到达接收端的质量进行了PESQ评估,并仿真分析了丢包率对不同编码语音质量的影响,得出了不同编码的优劣性。     

民航地空通信干扰抑制系统的设计及实现研究

近年来民航事业取得了很大发展,飞行量的增加和空中交通管制的不断严格给地空通信系统带来了很大的考验.在民航运行过程中,由于备方面原因,出现问题颇多,使得地空通信系统受到干扰,飞机驾驶员和地面控制中心不能很好的配合,危害了民航的安全性.本文就恒模阵列干扰抑制算法、自适应干扰抑制系统的设计、硬软件设计、地空通信干扰控制系统设计需要注意的问题等方面进行了相关阐述,深入探讨了民航地空通信容易受干扰的原因并提出了相应的解决办法.     

强化学习的地-空异构多智能体协作覆盖研究

以无人机（unmanned aerial vehicle, UAV）和无人车（unmanned ground vehicle, UGV）的异构协作任务为背景,通过UAV和UGV的异构特性互补,为了扩展和改进异构多智能体的动态覆盖问题,提出了一种地-空异构多智能体协作覆盖模型。在覆盖过程中,UAV可以利用速度与观测范围的优势对UGV的行动进行指导;同时考虑智能体的局部观测性与不确定性,以分布式局部可观测马尔可夫（decentralized partially observable Markov decision processes,DEC-POMDPs）为模型搭建覆盖场景,并利用多智能体强化学习算法完成对环境的覆盖。仿真实验表明,UAV与 UGV间的协作加快了团队对环境的覆盖速度,同时强化学习算法也提高了覆盖模型的有效性。     

一种低驻波宽角波束超宽带双锥线阵列天线研制

设计和制作了一种实现宽角波束扫描的1×3超宽带双锥线极化阵列天线,可以应用于无人机上实现空地宽带通信。由于无人机平台安装尺寸受限,通过用椭球形阵子代替传统锥形阵子,并切割椭球振子外部轮廓使其安装在250 mm×130 mm×90 mm的空间内,实现了低剖面、小型化等特点。仿真结果表明,该阵列天线在0.8～2.4 GHz的频带范围内电压驻波比均小于2.5,在±45°波束扫描范围内的4个波束的最低增益均超过了2 dBi,满足实际的应用需求。     

对空探测系统可探测概率模型研究

为了对探测系统的空情探测能力做出科学评价,运用排队理论,分析探测器系统对持续空情目标的负荷能力,建立了损失制和有限等待制排队系统下可探测概率的参数模型.通过进一步分析真实战场环境对探测系统可探测概率的影响,给出了探测系统对真实战场环境适应能力量度,并对所建立的可探测概率模型进行修正.通过仿真计算,分析服务强度、服务通道数对系统处理各类强度目标流能力的影响,得到多种情况下的系统可探测概率.     

基于信道特性分析的短波远距离地空通信

短波天波信道(时变信道)的衰落特性是影响远距离短波通信质量的主要因素,准确分析预测短波信道传输特性是通信成功的基础.结合工程试验分析了影响短波通信质量的诸多因素,选择最佳的通信信道,成功实现了远距离短波地空通信.分析预测-选择信道频率-静态测试-短波通信的方法,对短波通信系统远距离通信能力考核试验具有参考价值.