无人机通讯链路系统.doc

（一） 立项依据与研究内容（4000-8000字）： 1、 项目的立项依据 （1）研究意义 低空无人机(Unmanned Aerial Vehicle缩写 UAV )也称为无人航空器或遥控驾驶航空器，是一种由无线电遥控设备控制，或由预编程序操纵的非载人飞行器。无人机具有机动灵活的特点，它体积小，重量轻，可随时运输和携带。它对起降的要求低，随时飞降。无人机一般在云下低空平稳飞行，弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影经常受云层遮挡获取不到影像的缺陷。除了具有广阔的军事应用前景外，用无人机替代有人飞机执行高风险任务，也是当今国际航天领域一个重要发展方面。特别是在近几年国际局部战争中无人机被大量地使用，可以预见在未来战场上无人机用途将越来越大，已经成为世界各国武器装备发展的重点。同时，无人机作为一种技术含量高、使用性能好、发展前景广阔的空中飞行器，在民用领域亦可完成防灾减灾的灾害评估、地质勘测航拍、警用高速公路巡查、森林防火、海事巡逻、大型露场演出航拍等多种任务。 但随着机载任务设备（干扰器、雷达等）的不断完善和增加，地面终端与机载平台之间的数据交互量也在也在逐步提高，为了实现数据的可靠交换，提高数据传输速率，必须建立完善的数据链系统。利用数据链进行通信，具有传输速率快、抗干扰能力强、误码率低等优点。与传统的通信方式相比，它能极大的提高信息处理能力,并且 最大限度的保证信息的完整性。 无人机数据链是无人机系统的重要组成部分,是飞行器与地面系统联系的纽带。随着无线通信、卫星通信和无线网络通信技术的发展,无人机数据链的性能也得到了大幅度提高。但是，目前无人机数据链系统采用的调制模式都比较简单，如2FSK、BPSK、OFDM技术、直接扩频技术等，传输速率与抗干扰能力有限；在现代电子战环境下，无人机数据链系统需要进行超大容量的信息传输，针对性的电子干扰信号，以及信息的传输方式，因此，增强抗干扰性能、及时准确的传输数据以及信息传输绕射能力仍然是无人机数据链系统有待解决的重要研究课题。因此加强对无人机数据链路系统的研究对我国低空领域的发展有着至关重要的意义。 本课题拟针对无人机通讯链路系统，吸取国外先进经验，结合国情和人文习惯，重点研究基于单载波频域均衡技术(SC-FDE) 的数据链路系统，并对影响无人机的通信的电磁干扰、复杂地形等关键技术进行研究。 （2）国内外研究现状 我国目前最常用的数据链系统是80 年代初研制的数传/导航兼备系统。该系统由机载设备和地面设备构成。数据引导与塔康设备兼容，数据率为600bps，调制方式为ASK。其工作方式为：地面台以广播方式发出带地址码的指挥信息，机载台按地址接收各自的信息，并在接收后经一定的延迟向地面台发回复信息。机载台把接收的信息经译码得到指令，再由码声器转化为声音指令，对重要信息还同时使用综合航向指示器的航向指令针、敌情指示器、双针高度表、双针速 度表显示。该链路存在一些不足如：不能传输话音、数据率低、不具备抗干扰能力，地面设备易受攻击等。 到目前为止， 美国己经研制出TLink I,、Link II、Link III、Link 4、Link 11、Link 16 等多种战术数据链并装备了部队，现在又在着手研制和完善Link16A 和Link 220。目前美国军方使用较多的仍是Link 4A， 因为它符合数字信息链路(TADIL)C 规范，Link 4A 一般由控制站终端分系统、传输分系统和受控站终端分系统组成。如图1 所示。 一个典型的Link 一4A 系统终端分系统包括UHF 无线电设备、调制解调器、密码设备、计数据处理器和用户接口设备，它的组成框图如2 所示。 Link—4A 使用一个时分多址技术在单一频率上连接不同单元，交换目标信息， 在单一射频载波上按串行时分复用的方式进行传输，所传送的各个信息以一个序列的时分为基础。由控制站产生并发送的 信息称为控制信息，而返回控制站的信息称为应答信息。在使用Link—4A 的所有系统中， 控制站终端和受控站终端都用半双工模式工 作。但控制站终端必须具有全双工操作的能力。系统使用这种能力进行联机性能监测。控制站数据终端设备提供战术数据系统使用的通用数字计算机和用于发送和接收Link—4A 控制信息和应答信息的无线电设备之间所需的接口。控制站数据终端设备可以使用Link—4A 对机载惯性导航系统进行校准。当按这种功能操作时，数据传输是单向的。这时，控制站数据终端设备能用专用定时进行操作，即产生14ms±0.07ms 帧发送周期及2ms±0.01ms 帧接收周期的网络帧定时间隔。控制站数据终端设备能转换到14ms 或18ms 的帧定时，作为 处理测试信息或监测控制信息所要求的时间间隔。控制站数据终端设 备还能完成Link—4A 网定时、控制信号产生和差错检