1、隨著國(guó)內(nèi)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速加快，各行各業(yè)對(duì)無人機(jī)的需求大大提高。在整個(gè)無人機(jī)系統(tǒng)中，通信數(shù)據(jù)鏈擔(dān)負(fù)著地面站與無人機(jī)之間快速、可靠傳輸信息的任務(wù)。國(guó)內(nèi)大部分的應(yīng)用都采用單天線系統(tǒng)，部分為SIMO(Single-Input Multiple-Output)的智能天線系統(tǒng)，然而在有限功耗和成本下，隨著通信距離不斷增大、通信帶寬不斷提高、通信環(huán)境越發(fā)復(fù)雜的發(fā)展趨勢(shì)下，數(shù)據(jù)鏈成為制約無人機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵要素。所以本文針對(duì)無人機(jī)通信數(shù)據(jù)鏈的專項(xiàng)研究，給

2、出具體的硬件實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有著重要的意義。
　　本文首先分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系存在的問題，進(jìn)而給出一種新的硬件構(gòu)架思路。在對(duì)單載波頻域均衡系統(tǒng)（Single Carrier Frequency Domain Equalization Systems）和多輸入多輸出技術(shù)（Multiple-Input Multiple-Output）深入分析的基礎(chǔ)上，著重研究MIMO-SCFDE系統(tǒng)的信號(hào)檢測(cè)算法與FPGA(Field-Progra

3、mmable Gate Array)實(shí)現(xiàn)，并且根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度以及性能要求，最終采用空時(shí)塊編碼（Space-Time Block Coding）技術(shù)與單載波頻域均衡(SCFDE，Single Carder Frequency Domain Equalization)相結(jié)合的通信體系。
　　接下來重點(diǎn)介紹幀同步檢測(cè)算法。在分析傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)算法精度過低、硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度過高。為解決該問題，本文提出一種改進(jìn)的幀同步檢測(cè)算法

4、，首先我們?cè)诶碚摲治龊蛿?shù)學(xué)推導(dǎo)的基礎(chǔ)上，給出matlab仿真模型與結(jié)果，得到該算法能夠在多徑延遲大、信噪比低的條件下獲得更好的同步性能。隨后借助matlab對(duì)定點(diǎn)算法進(jìn)行仿真測(cè)試，給出相應(yīng)的FPGA實(shí)現(xiàn)，包括插值濾波模塊、抽取模塊、幀到達(dá)檢測(cè)模塊、時(shí)間粗同步模塊、時(shí)間細(xì)同步模塊。
　　接下來重點(diǎn)研究MIMO與SCFDE相結(jié)合的信號(hào)檢測(cè)算法。首先闡述了STBC的編解碼原理以及如何利用訓(xùn)練序列對(duì)信道參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，為將MIMO技術(shù)與SC

5、FDE技術(shù)更有效的結(jié)合在一起，利用塊調(diào)制方式和離散傅里葉變換性質(zhì)，將STBC解碼放在頻域上完成，省掉了信道估計(jì)后的快速傅里葉逆變換(IFFT)，同時(shí)能直接對(duì)STBC解碼后的頻域信號(hào)進(jìn)行信道均衡。然后建立matlab仿真模型，給出仿真結(jié)果，并分析驗(yàn)證算法的合理性。最后根據(jù)算法的流程，設(shè)計(jì)FPGA硬件結(jié)構(gòu)，包括移除循環(huán)前綴的cp_remove模塊、估計(jì)信道頻域響應(yīng)的channel_est模塊、STBC解碼的mimo_stbc_2ant模塊、