摘要：通過分析戰術無人機無線移動信道的傳播特點以及信道模型特性研究，得出航空下行傳輸信道主要受反射分量支配的結論，當反射分量較大時，信道特性接近瑞利信道，反射分量較小時，信道特性接近高斯白噪聲信道。通過對實測航空信道參數進行誤碼性能分析，驗證了以上結論。分析結論對于建立準確的戰術無人機下行信道模型，提高戰術無人機作戰使用效能具有重要作用。

　　關鍵詞：無人機下行鏈路;三徑模型;萊斯因子;正交頻分復用

　　隨著航空技術的高速進步和人工智能技術的發展，無人軍事裝備在現代戰爭及非戰爭軍事行動中應用越來越廣泛，在作戰偵察及反恐等領域獲得了長足的發展。無人機(UnmannedAerialVehicle,UAV)憑借其靈活性高、使用方便、機載配置多樣化等特點得到了越來越多的應用和重視。

　　無人機論文范例： 無人機影像處理技術在測繪工程中的應用

　　隨著目前無人機搭載偵查設備日漸多樣化，載荷不斷提高，其下行通信鏈路需要傳輸的信息種類不斷增多，對其數據傳輸速率提出了更高的要求。為了提高無人機數據傳輸速率，必須對其通信鏈路進行分析，通信鏈路信道特性是提高通信傳輸速度的基礎問題[1-3]。

　　無人機下行鏈路信道除了具有無線通信基本特點之外，兼具低仰角地空通信鏈路信道和移動通信信道特點，比一般的無線信道更加復雜，研究戰術無人機下行鏈路的信道特征，進而建立準確的信道模型，對于提高戰術無人機作戰使用效能具有重要作用[4-5]。

　　1無人機無線移動信道的傳播特性

　　無人機移動信道本身屬于無線電波，在空中傳播過程中受到空間環境各種因素的影響，表現出多種衰落特征，比如收發兩端帶來的路徑損耗，信號傳輸中會受到反射及散射等影響，一般可以將對信道的影響區分為大規模衰落和小規模衰落[6]。

　　1.1無線信道大規模衰落模型

　　大規模衰落通常表現為通信目標大范圍移動造 成的路徑衰落和平均信號能量的衰減，這是無線通信領域中最普遍的損耗形式。

　　1.2無線信道小規模衰落模型

　　在工程實踐中基站位置安排、發射功率設置等工作中小規模衰落是需要考慮的關鍵問題，研究調制方法的應用時主要關注點也在于小規模衰落。小規模衰落是信號在較小距離或較短時間內幅值、相位劇烈的動態變化，具體表現為兩種形式：信號的時延擴展和信道的時變特性。信號時延擴展是由信道多徑干擾引起的，信號傳播過程中受到反射、散射等多種原因，到達接收端的時間不同，因此，接收端就會收到不同時延信號的疊加，由于不同反射路徑的信號幅度、相位、入射角各有不同，使疊加而成的接收信號幅度、相位產生失真[8-11]。

　　1.3無線信道小規模衰落信道特性

　　根據多普勒頻移fd與信號帶寬fs的關系，可以將信道分為快衰落信道和慢衰落信道。當fs>fd時，信道呈現慢衰落特性，信道特性在一個碼元持續時間里保持不變。當fs

　　由上述分析可知，為使信號在無線移動信道傳輸過程中不發生頻率選擇性失真和快衰落失真，必須綜合考慮信號的時延擴展和信道的時變性。在時域表現為信號碼元持續時間Ts時需滿足Tm

　　2戰術無人機下行通信鏈路信道模型特性分析

　　2.1戰術無人機信道模型分析

　　由于戰術無人機地面站設有高增益的定向天線，下行鏈路信道存在一個較強的直視信號。同時，信號傳輸過程中存在反射與散射現象，因此，戰術無人機下行鏈路信道屬于低測控仰角的航空信道。早期的航空信道研究并沒有提出明確的數學模型，自Bello提出了多普勒頻譜表達式后[12]，相關的研究逐漸增多。

　　文獻[13]建立了航空下行通信鏈路的數學模型，其系統帶寬為5MHz，并且指出信道的萊斯因子介于2~20dB之間。HassE在總結前人工作基礎上，針對航空信道建立了時域抽頭延遲線模型，該航空信道模型由一個較強的直視分量和若干散射分量構成[11-15]。無人機在起飛/降落時測控仰角較大，信號強度較大，多徑干擾最小，信道近似為高斯白噪聲，通信質量好。

　　2.2戰術無人機下行信道模型

　　無人機飛行過程分為3個主要狀態，即起飛/降落狀態、途中飛行狀態和任務區域盤旋狀態，不同飛行狀態下信道參數的典型值如表2所示[10]，文獻[15]提出了一種最大時延擴展的估計方法，當飛行距離遠大于飛行高度時，地空鏈路最大時延擴展近似為飛行高度與光速比值h/c。由于沒有文獻實測戰術無人機飛行過程中的信道時延擴展值，該文以h/c為信道時延擴展值進行研究，戰術無人機飛行高度一般在100~4500m間變化，可知多徑時延變化范圍約為0.33~15μs。

　　2.3戰術無人機信道模型分析

　　為研究反射分量對于信道特性的影響，以64點FFT(N=64)的OFDM系統為例，研究該系統通過航空下行信道后BER性能分析航空信道特性[16-18]。

　　3結束語

　　該文分析了戰術無人機無線移動信道的傳播特點，對下行鏈路信道的幾種典型衰落模型及其各自特點進行了分析。在信道研究基礎上，以常見的OFDM通信系統為例，對實測航空信道參數進行誤碼性能分析，得出航空下行傳輸信道主要受反射分量支配的結論，當反射分量較大時，信道特性接近瑞利信道，反射分量較小時，信道特性接近高斯白噪聲信道。通過上述分析為戰術無人機信道建模提供了參考借鑒,對于建立準確的戰術無人機下行信道模型，提高戰術無人機作戰效能具有重要作用[19-20]。

　　參考文獻：

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　　[2]陸曉剛.民用航空空地通信應用和發展[J].中國新通信,2016,18(5):22-23.

　　[3]彭雪海,熊磊.基于層次布局法的多節點通信信道優化方法[J].電子設計工程,2019(22):128-132.

　　[4]李桂花.外軍無人機數據鏈的現狀與發展趨勢[J].電訊技術,2014(6):851-856

　　作者：鄧海峰，申江江，何勰，劉旭寧，吳一