[发明专利]TDMA+TDD制式高速图传系统及通信控制方法和工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速图传系统及通信控制方法和工作方法，特别是涉及一种基于TDMA+TDD制式的高速图传系统及通信控制方法和工作方法。 

背景技术

航空电子技术的发展，尤其是无人侦察机、无人攻击机、战斗机的发展，使得高速图像传输技术得到了极大发展，地面操作人员的大多数指控行为均是根据回传的高清实时视频图像来做出判断。所以说，高速图传通信系统是无人机或其它无人飞行器的眼睛。 

图像、话音、数据业务的双向传输是高速图传通信系统（以下简称图传系统）的关键技术。现有图传系统大多数只支持单向视频数据流传输，或者依靠频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）制式实现视频、数据的双向传输，频谱利用率与天线利用率较低。以一个简单的双发单收系统为例，发送方需要4根天线（2发送，2根接收），接收方也需要4根天线才能完成该系统的双向通信。此类图传系统硬件复杂、成本较高，同时频谱利用率较低，只能实现点对点通信。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种TDMA+TDD制式高速图传系统及通信控制方法和工作方法，从而实现在一个信道上的图像、数据业务的双工传输。该技术区别于其他图像传输设备只支持单向、单个视频传输，或者只依靠FDD采用双天线，只能实现点对点通信的方式来满足双向、组网通信需求的缺陷。 

本发明采用的技术方案如下： 一种TDMA+TDD制式高速图传系统，其特征在于：包括分别与机载天线1及摄像机4相连的图传机载电台3 ，和分别与地面站天线2和监视器6相连的图传地面站电台5，图传机载电台3与图传地面站电台5通过机载天线1和地面站天线2完成相互通讯。 

作为优选，所述图传机载电台3包括第一中频模块和第一射频模块；所述第一中频模块包括第一电源底板311、第一图像处理板312和第一FPGA信号处理板313；所述第一射频模块包括第一接收机模块321、第一频综模块322和第一功放模块323；所述摄像机4、第一图像处理模板312、第一FPGA信号处理板313、第一接收机模块321、第一功放模块323和机载天线1依次相连；所述第一频综模块322分别与第一收机模块321和第一功放模块323相连。 

作为优选，所述图传地面站电台5包括第二中频模块和第二射频模块；所述第二中频模块包括第二电源板511、第二图像处理板512和第二FPGA信号处理板513；所述第二射频模块包括第二接收机模块521、第二频综模块522和第二功放模块523；所述地面站天线2、第二功放模块523、第二接收机模块521、第二FPGA信号处理板513、第二图像处理板512和监视器6依次相连；所述第二频综模块522与第二功放模块523和第二接收机模块521分别相连。 

作为优选，基于上述系统的通信控制方法，所述图传机载电台3为从机，图传地面站电台5为主机，主机和从机通信的具体控制方法为：上下行通信由TDMA+TDD协议来控制，传输时间以时隙来分配，将上下行帧结构设计为固定时隙，电台发送信息在固定时隙里发送数据；在给定时隙内发送的有效数据长度依据包长确定，无效数据为全0。 

作为优选，主机与从机发送数据的帧结构为：保护位︱帧头︱包长︱数据︱保护位。 

基于上述控制方法的通信工作方法，具体方法步骤为：步骤一、上电后，主机在规定的时隙时间内，发送已知的同步头与控制信息，且数据发送完毕后，立即切换至接收状态；步骤二、从机开机后，不断搜索主机发送的同步头，如果检测到同步头则进入下一步，否则一直处于接收状态；步骤三、从机对控制信息进行解调并判断循环周期计算值cnt是否达到设定帧数阈值，是则进入下一步，否则继续数据传输；步骤四、从机转入复位状态，进入下一帧的数据传输。 

作为优选，所述收发状态通过PTT控制，当PTT为高电平1时，主机处于发射状态，从机处于接收状态；而PTT为低电平0时，主机处于接收状态，从机处于发射状态。 

作为优选，主机与从机采用不同的调制方式。 

作为优选，主机与从机处于发射状态时，皆包含空闲、发送帧头、发送数据和发送保护数据四个状态。 

作为优选，下行采用DQPSK调制，码率3Mbit/s，上行采用MSK调制，码率60kbit/s；单个时隙长度为8962.16ms，其中，机载台单次发送的时隙长度为16.5ms，地面台发送同步码与控制命令的时隙为0.16ms，单向空中传输延迟1ms。