森林火災(zāi)監(jiān)控定位系統(tǒng)FQPSK調(diào)制的研究.pdf

1、目前，我國森林火災(zāi)的常用監(jiān)測方法是視頻監(jiān)控，而森林火災(zāi)危害的嚴(yán)重性使得森林火點的準(zhǔn)確定位和火災(zāi)圖像的高效傳輸對于盡快撲滅森林火災(zāi)，將火災(zāi)危害降至最低具有關(guān)鍵作用。本文設(shè)計的林火監(jiān)控定位系統(tǒng)在林區(qū)通過無線方式傳輸火災(zāi)圖像信號，為了降低設(shè)備的建設(shè)成本，林區(qū)云臺采用太陽能供電，因此對電源轉(zhuǎn)換效率提出了較高的要求，功率放大器需工作在飽和區(qū)，這樣林區(qū)通信信道有了非線性特性。對于非線性信道，調(diào)制方式必須采用恒包絡(luò)或準(zhǔn)恒包絡(luò)調(diào)制。此外，收發(fā)信機中帶通

2、濾波器的使用，又要求調(diào)制信號的頻域性能好，即主瓣窄、旁瓣衰減快，這樣調(diào)制信號才能占用很小的帶寬無失真通過濾波器，從而信號包絡(luò)的變化很小，保持包絡(luò)準(zhǔn)恒定，進一步滿足林區(qū)通信信道非線性的要求。
　　所以，本文首先在介紹森林防火定位系統(tǒng)和準(zhǔn)恒定包絡(luò)FQPSK(Feher-patented Quadrature Phase Shift Keying)調(diào)制體制研究的背景意義和國內(nèi)外現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，給出林區(qū)電磁波傳輸路徑損耗實測模型，以及森林防

3、火定位系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計方案，其中本文設(shè)計的C均值聚類算法能夠提高火點定位精度。然后，本文重點對林火圖像傳輸FQPSK調(diào)制體制展開研究，對其調(diào)制解調(diào)方案、包絡(luò)特性、星座圖、頻譜特性、誤碼率和帶限非線性信道下的頻譜擴展做了深入研究，并與QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)、OQPSK(OffsetQPSK)和IJF-OQPSK(Inter-symbol Interference and Jitter Fre

4、e Offset QPSK)調(diào)制方式對比，發(fā)現(xiàn)FQPSK調(diào)制的綜合性能最好。在頻帶受限的非線性信道下，由于FQPSK調(diào)制包絡(luò)恒定且頻譜滾降快，其功率譜擴展最小，并且非線性高功放令FQPSK信號功率增益比QPSK平均高5dB，使其在林區(qū)比QPSK等調(diào)制方式能多傳播33.35％的距離。所以，F(xiàn)QPSK具有高效的頻譜效率、旁瓣衰減快、能量集中和包絡(luò)準(zhǔn)恒定等特性，非常適合太陽能供電條件下，林火監(jiān)控圖像傳輸使用。此外，本文基于普通FQPSK在包絡(luò)