一种无人机载通信测控一体化传输设备的制作方法

本发明涉及无人机载设备领域，特别是一种无人机载通信测控一体化传输设备，适用于中低速通信测控数据的一体化传输。

背景技术：

1、传统上，无人机通信和测控设备采用分立链路，每条链路传输一种数据，测控数据的传输一般通过频分双工体制实现。整个系统复杂，不利于体积、重量、功耗的控制，因此在很多场景下需要通信和测控数据一体化传输。目前，一般采用通信数据和测控数据分别调制后合路传输的方式实现设备的一体化，这种方式需要在两路调制信号之间设置一定的频率保护间隔，整体占用带宽较宽。还有一种方式是采用非平衡四相相移键控（uqpsk）体制，将通信数据和测控数据分别调制于同一载波的i路和q路上，这种方式无需频率保护间隔，占用带宽较窄，但需要通过扩频等方式使i、q两路的码率一致，实现较为复杂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种无人机载通信测控一体化传输设备，用以解决现有技术中的不足之处。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种无人机载通信测控一体化传输设备，包括链路传输单元一、链路传输单元二、接口单元以及电源单元；所述接口单元包括数据优选和复分接模块和主监控处理器；

4、对于上行链路：

5、链路传输单元一通过外部天线接收射频信号，进行滤波、低噪声放大、下变频、模数转换、解调、译码，得到上行业务数据一，通过串口输出至接口单元；

6、链路传输单元二通过外部天线接收射频信号，进行滤波、低噪声放大、下变频、模数转换、解调、译码，得到上行业务数据二，通过串口输出至接口单元；

7、接口单元通过数据优选和复分接模块对接收的业务数据一和业务数据二进行帧校验，根据校验结果优选出一路正确的上行数据，进行分接，得到上行通信数据、上行遥控数据和上行监控指令；其中，上行通信数据通过串口输出给外部载荷设备，上行遥控数据通过can接口输出给外部飞控计算机，上行监控指令输出给接口单元内部的主监控处理器；主监控处理器依据监控协议对上行监控指令进行解析，并通过监控接口一、监控接口二和电源监控接口分别控制链路传输单元一、链路传输单元二和电源单元执行相应操作；

8、对于下行链路：

9、接口单元通过串口接收外部载荷设备输入的下行通信数据，通过can接口接收外部飞控计算机输入的下行遥测数据，并由主监控处理器通过监控接口一、监控接口二和电源监控接口接收链路传输单元一、链路传输单元二和电源单元的监控状态信息，依据监控协议解析、运算后得到下行监控数据；接口单元的数据优选和复分接模块对下行通信数据、下行遥测数据和下行监控数据进行复接、成帧后，得到下行业务数据，通过串口输出给链路传输单元一和链路传输单元二；

10、链路传输单元一通过串口接收下行业务数据，进行编码、调制、数模转换、滤波、上变频、功率放大后，得到发射频信号，通过外部天线辐射至空间中；

11、链路传输单元二通过串口接收下行业务数据，进行编码、调制、数模转换、滤波、上变频、功率放大后，得到发射频信号，通过外部天线辐射至空间中。

12、进一步地，所述电源单元用于接收机上供电信号，并经过电压变换，得到链路传输单元一、链路传输单元二和接口单元的供电信号并分别输出给相应单元；电源单元通过电源监控接口与接口单元中的主监控处理器连接，实现电源监控数据的传输。

13、进一步地，所述链路传输单元一和链路传输单元二均采用时分双工的传输体制。

14、进一步地，所述链路传输单元一和链路传输单元二传输的业务数据完全相同，但是其射频信号的工作频段不同。

15、进一步地，所述接口单元的数据优选和复分接模块由fpga实现，主监控处理器由fpga中集成的软核或硬核实现。

16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、1、本发明中通信数据、测控数据和监控数据在接口单元中进行复分接处理，得到一体化传输的业务数据帧，当需要改变三种数据的传输带宽时，只需调整帧结构，改变三种数据在其中的占比即可实现，无需调整调制体制，实现机制更为灵活，更适合中低速通信测控数据的一体化传输。

18、2、本发明中设备的监控数据由接口单元复分接得到，并通过接口单元内部的主监控处理器处理和执行，不需要外部飞控计算机的介入，减少了与无人机平台间的信号耦合，使信号流程更为简洁。

19、3、本发明采用时分双工体制实现业务数据的双向传输，与常见的频分双工测控数据传输体制相比，不需要频率保护间隔，占用的频谱资源较少，频率利用率高。

20、4、本发明利用两个不同工作频段的链路传输单元传输相同的业务数据，通过接口单元的帧校验和数据优选功能，优选出一路正确数据进行后续处理。与常见的单链路传输的测控体制相比，通过冗余设计的方式，改善了设备的通信可靠度，提高了设备的抗干扰能力。

技术特征：

1.一种无人机载通信测控一体化传输设备，其特征在于，包括链路传输单元一、链路传输单元二、接口单元以及电源单元；所述接口单元包括数据优选和复分接模块和主监控处理器；

2.根据权利要求1所述的一种无人机载通信测控一体化传输设备，其特征在于，所述电源单元用于接收机上供电信号，并经过电压变换，得到链路传输单元一、链路传输单元二和接口单元的供电信号并分别输出给相应单元；电源单元通过电源监控接口与接口单元中的主监控处理器连接，实现电源监控数据的传输。

3.根据权利要求1所述的一种无人机载通信测控一体化传输设备，其特征在于，所述链路传输单元一和链路传输单元二均采用时分双工的传输体制。

4.根据权利要求1所述的一种无人机载通信测控一体化传输设备，其特征在于，所述链路传输单元一和链路传输单元二传输的业务数据完全相同，但是其射频信号的工作频段不同。

5.根据权利要求1所述的一种无人机载通信测控一体化传输设备，其特征在于，所述接口单元的数据优选和复分接模块由fpga实现，主监控处理器由fpga中集成的软核或硬核实现。

技术总结
本发明提供了一种无人机载通信测控一体化传输设备，涉及无人机载设备领域。该设备包括链路传输单元一、链路传输单元二、接口单元以及电源单元，接口单元包括数据优选和复分接模块和主监控处理器；该设备通过两个链路传输单元完成上行数据的接收，通过接口单元完成两路上行数据的校验和优选，分接出上行通信数据、上行遥控数据和上行监控指令；此外，通过接口单元完成下行通信数据、下行遥测数据和下行监控数据的复接，得到两路下行数据，并通过两个链路传输单元变换为两个频段的发射频信号输出。本发明频谱利用率高、通信可靠度高、组帧机制灵活，可以方便地调整通信数据、测控数据和监控数据的带宽分配情况。

技术研发人员：李建强,曲永志,王洪坤
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12