多载波ofdm技术在飞行试验遥测中应用探究

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1、多载波OFDM技术在飞行试验遥测中应用探究　　摘要总结了当前飞行试验遥测的问题和今后面临的挑战，分析了OFDM技术的原理，通过与单载波遥测技术相对比，指出OFDM技术的优势，尤其在抗多径效应方面效果突出，并且指出了设计基于OFDM飞行试验遥测系统的关键因素。关键词单载波；正交频分复用；集成增强遥测网络；符号间干扰；载波间干扰中图分类号：TN919文献标识码：A文章编号：1671-7597（2013）11-0000-00飞行试验是航空器及其装备在投入实际使用之前所必须进行的验证过程，是在真实的环境下检验试验对象的性能的试验

2、，因此具有高风险，高科技等特点，国家为此投入了大量的人力物力，世界各国都为此付出过巨大的牺牲，所以飞行试验的安全问题受到高度重视。飞行试验的安全除了产品本身性能的因素外，最重要的就是遥测监控，通过遥测通信将飞行试验的重要参数传递到监控画面，真实反映实验对象的工作状态，这样，专业人员就可以通过实时查看、分析数据，给飞行员及时的反馈信息，处理空中遇到的意外情况，保证飞行安全。9遥测通信系统属于无线通信，而无线通信信道的突出特点之一是信道存在多径时延扩展，当信道的速率较高，信号带宽超过无线信道的相干带宽时，信号通过无线信道后，

3、各频率分量的变化是不一样的，引起信号波形失真，造成符号间干扰（ISI）产生频率选择性衰落。对一定的时延扩展，数据速率越高，需要信道自适应均衡器的抽头数越多，成本和复杂度越高，以致难以实现。随着我国航空事业的发展，在进行飞行试验的项目非常多，遥测资源紧张，已经不能满足多架飞机遥测监控的需求，而且一条通信链路的数据量成倍增长，符号间干扰和信道间干扰更加严重，严重影响到飞行试验事业的发展。OFDM（正交频分复用）技术以其很高的频谱利用率和良好的抗多径干扰能力，提出了一种高速，高效，且安全的数据传输解决方案，越来越受到行业的重视

4、，已被国际遥测协会采用，作为下一代iNet（集成增强遥测网络）计划的技术方案之一，预计将成为以后遥测通信技术的主流。1当前飞行试验遥测面临的问题9我国的飞行试验从50年代开始，遥测技术发展进步很快，采用的遥测通信技术主要是单载波遥测技术。在参试飞机少、数据量不大的情况下，单载波遥测还可以满足要求。但是，随着任务量增多，实验对象趋于复杂，数据量剧增，单载波遥测系统的不足凸现，已经严重制约了飞行试验的发展。首先，由于试验机空间限制，一架飞机一般只能装一套遥测系统，就只能传输一条PCM数据流，而实际的测试系统中存在多条数据流。

5、如果要遥测多条数据流，必须把想要的流合并成一条才能遥测，而合并后必然造成位数率的增加，遥测带宽相应增长，数据不稳定，码间干扰增大，遥测信号的质量严重下降，几乎不能使用。其次，单载波系统在实际应用中，受路径损耗、阴影衰落和小尺寸衰落的影响，很容易受到干扰，对遥测质量影响很大，数据跳点多。任何的干扰和噪声都会引起波形变化，数据突变，导致不能确定真实数据信息。随着空中实验机姿态的不同，在机载遥测天线背对接收天线时，存在严重多径干扰，数据大量丢失的情况。再者，单载波遥测系统传输的信息容量有限，以前数据量小，10Mbit/s左右，

6、单载波系统还能保证传输质量。随着测试参数增多，大量视频数据遥测，数据量倍增，已经达到30M甚至更高，这样单载波遥测系统是无法满足要求的。9当前，世界上战斗机已步入第四代，相比之前的二代机、三代机，四代机的技术更加先进，采用了AFDX，光纤通道等总线技术，矢量推力发动机也更加复杂，飞机本身隐身、超视距设计，精确制导武器等的装备，使得飞行试验测试系统的数据量成倍增加，飞行试验要求的遥测数据量随之增多，势必造成遥测带宽，频带资源趋于紧张。而且对遥测数据的准确性，实时性和安全性提出了更高的要求。电子对抗，电子干扰，模拟攻击等科目

7、，对遥测质量，抗干扰性能产生巨大影响。加之当前国际形势不稳定，我国周边区域性安全局势不容乐观，出于国防事业的保密，安全性考虑，必需对遥测信道进行加密处理，而单载波遥测技术在这些方面都不具备优势，必须采用更新的遥测技术以满足上述要求。2多载波OFDM技术的原理，优点OFDM技术于20世纪60年代提出，主要用于军事，由于系统结构复杂度高，所以一直没有发展起来，直到把离散傅里叶变换（DEF）用于多载波基带的调制和解调，省去了每个子载波的模拟前端，大大降低了多载波系统的复杂度，为OFDM的实用化奠定了理论基础，数字信号处理技术和

8、大规模集成电路技术的发展也使OFDM开始走向实用化。OFDM（正交频分复用）系统是一种多载波调制传输技术，多载波调制本质上是一种频分复用技术。OFDM的基本思想是将串行的数据并行地调制在多个正交的子载波上，这样可以降低每个子载波的码元速率，增大码元的符号周期，提高系统的抗衰落和抗干扰能力，同时由于每个子载波的正交性，