● 摘要
未来战争是陆、海、空、天、信多维空间一体化的战争，无人机在战争中将发挥越来越重要的作用。数据链作为无人机系统的核心组成部分，须满足高传输速率、大容量、抗干扰等高性能要求。正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）技术具备较强的抗多径能力和较高的频谱利用率，将成为无人机数据链路通信技术一种可选的解决方案。多径衰落信道中，多普勒频偏会引起信道时变，继而产生载波间干扰。此外，导频信号也会受到载波间干扰的污染，使得时变信道估计的难度进一步增加，这些都会对OFDM系统性能产生影响。因此，为保证无人机数据链通信的可靠性，需要对动态环境下，OFDM时变信道估计、载波间干扰消除等关键问题，展开研究。
本文以OFDM无人机数据链通信的应用需求出发，以提高系统传输效率和通信能力为目的，针对无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）数据链路通信实际应用场景特点，分别基于几种可能的OFDM通信模型，针对模型在动态环境下的半盲信道估计、均衡、符号恢复等几个关键方面开展了研究，最后进行了分析与仿真比较，确立了适合UAV抗干扰、大容量、高速率等性能要求的通信模型与信道估计、均衡方法。以上研究结果为无人机OFDM数据链通信提供了一定技术参考。
本文的主要研究工作包含下列几个方面：
(1)介绍了OFDM技术和无人机数据通信的研究现状，分析了OFDM基本模型及优缺点；介绍了本课题的研究背景，并详细介绍了无线通信的信道模型。
(2)对于现有CP-OFDM的一些缺点和不足，基于PRP-OFDM系统模型，提出了一种基于一阶统计的低复杂度信道估计算法，以及基于广义循环矩阵求逆的时域均衡算法，并对该算法在常见信道下的性能进行了仿真分析；该方法在慢变信道能获得较好的性能，但算法收敛速度较慢。
(3)针对PRP-OFDM在低空低速环境下的应用局限，基于PN-OFDM系统模型，提出了一种基于迭代的低复杂度信道估计算法，以及频域迫零均衡方法，并对该算法在常见信道下的性能进行了仿真分析；该方法相比PRP-OFDM算法处理速度较快，通过迭代能够提高系统性能，可应用于低空低速小型无人机的数据通信。
(4)基于PRP-OFDM和PN-OFDM在高动态环境下的应用局限，基于PRP-OFDM-SIC系统模型，提出了基于判决的低复杂度信道估计和基于自干扰消除的符号恢复方法，使其适用于快时变信道，并对该算法在常见信道下的性能进行了仿真分析；该方法在高动态环境能获得较好的性能，可适用于低空战术无人机的数据通信。