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随着通信技术和飞行控制技术的不断发展,各类无人机被应用到生产生活的各方面,因此无人机通信链路和飞行控制技术也成为了热门研究领域。而中高空、中高速、长航时的无人机作为未来无人机发展的方向,对其通信链路的研究是不可缺少的。无人机作业过程中由于受其自身速度以及作业环境的影响,通信质量往往得不到保证,所以建立合理的数学模型去模拟无人机通信信道,可以更加有效的去研究无人机通信信道的衰落情况,从而有针对性的对无人机信道制定抗干扰抗衰落方案。MIMO技术在增大无线通信系统信道容量方面取得了很大的突破,同时现有的无人机对于通信容量的要求在不断增大,因此将MIMO技术引入无人机通信链路的研究十分必要。本论文的研究就是在了解无线信道特征的基础上,分析无人机在不同作业阶段的信道衰落特性;在此基础上,结合MIMO情况下的无人机信道的特点,对无人机进行了相应的信道建模,最后在FPGA硬件平台上对信道模型的模块进行了实现。本文第二章首先分析无线信道衰落特性,其次分析了当无人机处在作业的不同阶段时其信道特征,并在假定散射体分布的前提下,对信道的多普勒频率谱、时延功率谱等做了研究。第三章中,首先分析了 3种SISO瑞利信道建模的方案,这是因为在不考虑天线相关性的前提下,MIMO系统中每对天线间的信道均为宽带SISO信道,而宽带SISO信道又由平坦瑞利信道构成;在此基础上,通过合理的分析和对已有航空信道参数的使用,选择适合无人机各阶段信道建模的参数,利用相关性描述法和基于几何分布的SCM建模法对无人机信道进行了 MIMO信道建模。并从时域信道统计特性、信道的空间相关性以及信道容量等几个方面出发对所建信道进行了描述。最后通过Matlab仿真平台和FPGA硬件平台的软硬件联合仿真,对利用几何分布的SCM-MIMO建模进行了模块化实现,并分析了硬件实现的信道的统计特性和相关性。