【摘 要】
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Link16数据链具有指挥、控制、通信、导航、数据交换等多种能力,是一种常见的用于飞机间消息交互的信息分发系统,在指挥协同中发挥着重要的作用,但是随着新技术的发展和新装备的应用,Link16最高238kbps的理论传输速率无法满足实际应用对图像、视频等业务的传输需求。因此,本文提出了基于Link16的增强波形传输方案,从而实现数据链传输速率和抗干扰性能的联合优化,满足更高的传输速率业务要求。本文重
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Link16数据链具有指挥、控制、通信、导航、数据交换等多种能力,是一种常见的用于飞机间消息交互的信息分发系统,在指挥协同中发挥着重要的作用,但是随着新技术的发展和新装备的应用,Link16最高238kbps的理论传输速率无法满足实际应用对图像、视频等业务的传输需求。因此,本文提出了基于Link16的增强波形传输方案,从而实现数据链传输速率和抗干扰性能的联合优化,满足更高的传输速率业务要求。本文重点研究了增强波形的设计方法,给出了增强波形传输设计方案,并基于硬件平台实现增强波形传输链路。第一,本文设计了增强波形的传输方案。首先介绍了Link16数据链的时隙结构和传输波形工作原理,然后基于Link16波形设计了增强波形的时隙结构和消息封装格式,并提出了增强波形的传输链路方案,最后给出了本文增强波形通信系统的工作参数。增强波形传输速率可达1.48Mbps,相比Link16数据链传输速率提高超过6倍。第二,本文研究了增强波形的调制技术和干扰抑制技术。首先给出了增强波形通信系统的信道模型和干扰样式,然后研究了增强波形的跳频离散傅里叶变换扩展正交频分复用（Frequency-Hopping Discrete Fourier Transform-Spread OFDM,FH-DFT-S-OFDM）调制方式。接着对于增强波形的干扰抑制技术进行了研究,并仿真分析了不同时域、频域干扰抑制算法的性能。最后对于Link16波形的传输性能进行仿真,仿真结果表明在AWGN和衰落信道下,增强波形抗时域脉冲干扰、抗多音干扰和抗部分频带噪声干扰的能力优于Link16数据链,抗干扰性能提高25d B以上。第三,本文设计了增强波形的FPGA实现方案。首先给出了增强波形发信机和收信机的实现方案,再给出各个关键模块的设计方法和测试结果,最后评估收发链路的资源使用情况。第四,本文测试了增强波形的传输性能。首先测试了AWGN和衰落信道下增强波形的无干扰传输性能,测试结果与仿真结果相比下降约1d B左右。然后测试了AWGN和衰落信道下增强波形的抗干扰性能,结果表明在SJR=-35d B时实测误比特率可以达到10-6。测试与仿真的误差主要是硬件实现浮点数据定点化,和硬件偏差导致的。最后对于增强波形的视频业务传输能力进行了实验室内场测试。
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