[发明专利]一种高速跳频无人机数据链同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速跳频无人机数据链同步方法，属于无人机通信工程领域。

背景技术

无人驾驶飞行器(UAV)，简称无人机是一种以无线电遥控或自身程序控制为主的无人驾 驶飞行器，诞生于20世纪初期，但其真正兴起是在第二次世界大战之后。经过近百年的发 展，无人机在军事、国民经济与科学研究等领域得到了广泛的应用。当代无人机肩负着地面 监测、目标跟踪、军事打击等任务，因其自身具备体积小、灵活性强等优点，在军事、民用 领域扮演着极为重要的角色。无人机数据链的性能直接决定了无人机执行任务的安全性和飞 行效能，是无人机的大脑和眼睛。

无人机数据链最主要的性能要求就是保密性能好和抗干扰能力强，现阶段有些无人机上 行链路采用跳频技术来实现抗干扰、抗截获的要求，跳频通信是现代通信领域中一种有效的 抗干扰通信手段，但是随着电子信息技术的发展，各国电子对抗能力的提高，现阶段跳频无 人机数据链已经暴露出很多问题：

目前无人机数据链大都使用跳频速率几百跳/秒的中低速跳频通信，对于这种中低速跳频 通信数据链，敌方可以采用跟踪式干扰或转发式干扰进行破坏，一种有效的对抗这种干扰措 施的方法就是提高跳频速率，从而获得更好的抗干扰能力。但是高速跳频通信虽然有着良好 的抗跟踪、抗干扰能力，但其实现过程也存在着一系列的技术难题，如快速同步、组网问题 等。跳频速率越快、带宽越宽，同步技术难度越大，因此，系统在反窃取和抗干扰性能上的提 高主要靠跳频同步系统性能指标的提高，同步系统是此类跳频通信的核心，对跳频同步技术 的研究十分重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现阶段无人机上行链路存在的问题，提出一种高速跳频无人机 数据链的同步方法。

一种高速跳频无人机数据链的同步方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：设定发射机组帧结构；

发射机组帧的每一帧包括初始同步头和有效信息，其中初始同步头包括M个初始同步信 息分帧，有效信息包括N个有效信息分帧，则每一帧包括M+N个分帧；

初始同步信息分帧包含特征码、网号、地址码、低位TOD信息和初始跳频控制序列； 有效信息分帧包含特征码和信息码；

特征码用于接收机的检测；网号用来组网，进入指定网络；地址码是标识指定的终端； 低位TOD信息用来纠正本地时间信息使得跳频起始时间与发射机一致；初始跳频控制序列 初始化跳频控制器，控制频率生成器产生的频率；信息码为要传输的有用信息的编码；

步骤二：接收机扫描发射机初始同步频率并捕获初始同步信息分帧；

发射机从发射机全部n个跳变频率中任意选取m个频率点组成初始同步频率{f_S1、f_S2… f_Sm}，并进行M次重复跳变，其跳变顺序为：

f_S1、f_S2…f_Sm；f_S1、f_S2…f_Sm；…共M次，其中M＞m+1；

接收机在发射机发送的m个初始同步频率上进行扫描，扫描速率为发射机跳频速率的 1/(m+1)，则接收机接收初始同步信息分帧M/(m+1)次，捕获M/(m+1)次初始同步信息分 帧；

步骤三：调整本地TOD和初始跳频控制序列；

接收机完成扫描并捕获到初始同步信息分帧后，接收机接收到了初始同步信息分帧中包 含的低位TOD信息和初始跳频控制序列；

低位TOD信息调整接收机时钟使其与发射机TOD同步；

初始跳频控制序列作为接收机跳频控制器的初始值；

步骤四：发射机和接收机正常通信；

当M个初始同步信息分帧发射完后，发射机用初始跳频控制序列对发射机跳频控制器进 行初始化，控制发射机频率合成器进行高速跳频，发送N个有效信息分帧；

接收机也同时用相同的初始跳频控制序列对跳频控制器进行初始化，控制接收机频率合 成器进行同步跳频，最后接收到发射机发送的N个有效信息分帧，实现发射机与接收机正常 通信；