无人机在现代战争中扮演着越来越重要的角色，与有人驾驶飞机相比，无人机机动性能好，过载能力强，不存在飞行员伤亡；与侦察卫星相比，无人机飞行高度低，活动范围可控，部署方便，造价低廉，目前各国都在积极研制各种新型无人机。随着无人机活动半径的扩大，无人机通信已超出视距范围，出现了一些新的技术难题。本论文在国防973项目“无人机信息传输理论与方法研究”的资助下，结合现代数字通信领域的新技术，根据无人机通信的特点和需求，对其中的几项关键技术做了深入研究。 无人机通信与卫星通信、移动通信有相似之处，也有明显不同，主要是：无人机低空飞行时信道参数变化剧烈，通信中接收机信噪比变化范围大，要求传输时延短。本文研究了无人机通信中编码与调制的一些理论与技术，提出了一些可行的解决方案，针对各种不同信道和编码方式，进行了理论分析和数字仿真。研究中注重高性能和易实现的关系，寻找两者兼顾的最佳点。全文共分5章。 第一章分析了无人机通信的特点和需求，结合现代数字通信的新技术，给出了无人机超视距通信的方案，提出了值得研究的三个关键技术。 第二章首先指出了信道参数变化剧烈的情况下，采用差分解调的必要性；分析了多码元差分解调和数据判决反馈解调算法的性能和抑制噪声的能力；在此基础上提出了一种新的差分解调方案：利用判决数据辅助进行载波恢复，即在判决数据的辅助下，采用FIR(Finant Impouns Respouns)结构对载波相位进行预测的一种算法，精心设计了该算法的实现结构。仿真结果表明，在解调观测长度相同的情况下，其性能和多码元差分解调方式大致相同，但大大简化了接收机结构。 第三章分析了不同的信道类型、信噪比和解调方式下的最佳编码方式；提出了一种自适应格形编码调制方案。已有文献的自适应格形编码调制通常是先确定编码方案(如采用Coset码或多维格形编码调制)，通过采用不同的调制星座集合，和不同调制星座集合划方式实现自适应。本文提出的自适应调制方案首先设计各种信道衰落和信噪比条件下的最优信道编码，再设计一种能够完成这些信道编码解码的自适应编码／解码器；接收机不断估计信道的衰落程度和噪声功率，并通过反向信道反馈给发射机；发射机据此选用最适合当前信道的信道编码，实现自适应。采用这种方案，编码构造更加灵活，性能更好。 第四章研究当信道为慢衰落时，如何通过空间接收分集和正交发射分集提高通信质量。传统的空时格码把空间分集、时间分集和前向纠错编码联合设计，以n 摘要获得最大的空间分集、时间分集、信道编码的增益。由于空时格码兼顾了分集和信道编码，导致其分集特性不如空时分组码，纠错能力不如卷积码和格形编码调制。空时分组码通过线性组合，可以把多根天线上的接收信号矢量的模相加，得到与接收分集相同的效果。而空时格码只是对不同天线上接收信号的矢量直接相加，这样可能存在相互抵消的现象。通过合理设计空时格码编码器，可以使接收信号在统计意义上最大，但不可能达到接收分集的效果。并且，由于到接收机对接收信号矢量直接相加，不可能设计出对任意信道情况下都满足所接收的合法码序列间距离最大或乘积距离最大的编码器。空时格码的设计原则也只是在统计意义上讲，接收到的合法码序列间距离最大，但不可能达到卷积码或TCM的码距。 基于空时分组码和空时格码，提出了一种适用于直接序列扩频的空时格码，它对空时码编码器的每一路输出采用相互正交的扰码调制，接收机可以利用扰码的正交性分别解调各个发射天线的信息，再把接收信号合并起来，以获得最大的空间分集。这种方式与RAKE接收机类似。通过合理设计各个状态分支度量，可以使任意两个接收到的合法码序列之间的距离最大，从而获得更好的编码增益。这种编码只适用于DSSS系统，其应用场合收到限制。 空时格码的分集性能不如空时分组码，其编码性能不如卷积码或TCM。本文基于正交发射分集和信道编码，提出一种新的思路，对空时码的空间分集、时间分集和信道编码单独设计，采用空时分组码以获得空间分集，采用卷积码或TCM以获得时间分集和信道编码增益，这样可充分应用信道编码和正交发射分集须域的最新研究成果，灵活地安排天线数目和调制密度，在获得最大分集增益的同时，获得最大编码增益。理论分析和计算机仿真结果表明，在实现复杂程度相似的情况下，本文提出的设计方案性能明显优于传统的空时格码。 第五章总结了全文，提出了需要进一步研究的问题。