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无线通信与遥测遥测领域应用

2022/07/16168 作者:佚名
导读:无线通信新技术的不断涌现,推动了遥测技术的发展。在国际遥测会议 (ITC)中,关于 OFDM,MIMO,MIMO-OFDM 的论文逐年增多。2003 年,加拿大太平洋微波研究中心 Durso报告了他们实验室的研究成果,他们将 OFDM 技术应用于战术无人机遥测链路,采用编码 OFDM(COFDM)技术,子载波采用 QPSK 或者16-QAM,信号带宽 8 MHz,根据不同的编码效率与子载波调制方式

无线通信新技术的不断涌现,推动了遥测技术的发展。在国际遥测会议 (ITC)中,关于 OFDM,MIMO,MIMO-OFDM 的论文逐年增多。2003 年,加拿大太平洋微波研究中心 Durso报告了他们实验室的研究成果,他们将 OFDM 技术应用于战术无人机遥测链路,采用编码 OFDM(COFDM)技术,子载波采用 QPSK 或者16-QAM,信号带宽 8 MHz,根据不同的编码效率与子载波调制方式,传输速率为 5 Mbps~20 Mbps,该系统可以有效地对抗多径干扰,而且可以进行非视距通信。2005 年,国际遥测会议专门设立一个议题讨论提高遥测频谱效率(T&E/S&T Spectrum Efficient Technology),在这个议题中,美国喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)Darden认为在遥测链路中,OFDM 是一种先进的技术。Tian 等人将 OFDM 技术用于飞行器电力线高速数据传输,可以节约飞行器仪器之间电缆的数量。2008 年,Lu 与 Roach 等人分析了物理层采用 OFDM 的iNET (增强遥测综合网)性能,并对系统进行了实验室的测试。2009 年,Ehichioya 与Kamirah研究 OFDM 在航空遥测信道的性能,说明 OFDM 在航空遥测中具有优势。

对于 MIMO 技术的关注,是从 2002 年开始,Jensen 等人研究了空时编码,并针对航空遥测信道进行了分析。在后面的几年里,越来越多的遥测研究人员开始关注 MIMO。在 2006 年遥测会议上,组委会专门设计一个议题,交流 MIMO 技术,在 2007 年、2009 年都专门设置分会场讨论 MIMO 技术。在 2006 年,美国密苏里州科技大学遥测学术中心 Chris Potter 等人就开始研究 MIMO 技术,在随后的几年中,他与自己导师 Kosbar 每年都在遥测会议上展示他们的研究成果。到 2009 年,他们成功地将 MIMO 应用于航空遥测中,开发了 1 套 2×2 的MIMO 系统,机上 2 个天线,地面 2 个天线。对于 MIMO,就技术而言,主要集中在信道估计、空时编码。

从已有的报道来看,目前 OFDM、MIMO 技术在遥测领域的研究和应用主要集中在航空遥测。在航空信道下,当飞行器距离较远时,受到地球曲率半径的影响,导致天线仰角很低,此时,地面与山体等反射都进入天线的主波束内,形成多径干扰,而且飞行器需要传输大量视频数据,数据率高。另外航空信道下的飞行器能源是可以补给的,可采用功率较大的发射功率。所以在航空遥测领域,OFDM 技术有着广泛的应用前景。在卫星、飞船等遥测中,OFDM、MIMO 的研究和应用还未见报道。这些飞行器能量由电池提供,发射功率非常有限,功率放大器为非线性,况且卫星、飞船基本上不存在多径干扰,是一个理想的加性高斯白噪声(Additive White Gaussion Noise,AWGN)信道,就目前而言,不宜采用 OFDM 技术。但是不论是航空遥测,还是卫星遥测,使用 MIMO 技术都可以提高信道容量,节约功率,提高传输的可靠性,所以 MIMO 在遥测领域的应用具有很大潜力。对于 SC-FDE技术,在遥测会议中未见报道,但是根据它的特点以及优异的抗多径性能,在航空遥测、导弹遥测等存在严重多径干扰的信道下,是一种鲁棒的遥测体制,很有必要深入研究。

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