[发明专利]一种靶用型无人机单载波频带全双工测控通信方法

说明书

本发明公开了一种靶用型无人机单载波频带全双工测控通信方法，包括如下步骤：1）地面控制站与机载测控终端初始化并处于接收态；2）地面控制站内单一的数据电台与机载测控终端内单一的数据电台通过通信传输用TDD协议在地面控制站与机载测控终端间建立通信链路；所述通信传输用TDD协议包括TDD协议帧结构、TDD协议帧同步和TDD协议通信实现。本发明借助TDD方式，使得通信双方被交替的配置成接收态或发送态来完成双工通信，无线通信时仅需占用单个载波频带，是一种低成本、通用化的单载波频带全双工测控通信方法。

技术领域

本发明涉及无人机测控通信技术领域，具体涉及一种靶用型无人机单载波频带全双工测控通信方法。

背景技术

靶用型无人机(简称靶机)主要针对战斗机和轰炸机等有人机以及巡航导弹和无人机等航空飞行器，模拟其高度、速度和机动性等飞行性能以及雷达反射特征和红外辐射特征等外部特性，用于机载和地面防空探测系统以及防空火炮、空对空或地对空导弹等防空武器系统的功能性能测试、战术技术指标考核或部队的训练和演习等。

测控系统在无人机系统中占有极其重要的位置，主要由遥控和遥测两部分组成，其中遥控部分主要完成由地面控制站向无人机传送控制无人机飞行及各种机载设备工作状态的遥控指令，遥测部分主要实现将无人机飞行状态和机载设备工作状态实时传回地面站，实现无人机飞行航迹和遥测参数的显示、记录和回放，为飞行试验过程及故障分析提供数据保障。由于遥控和遥测部分，功能相对独立运行且双向高速通信，因此无人机测控系统需实现全双工工作方式。

靶机作为一种消耗性资源，其测控系统在保证可靠性的基础上，应尽量降低成本，满足低成本、通用化的要求。如果为靶机研制专用的测控系统，价格昂贵且通用性受到限制。采用工业级商用数传电台为核心硬件设计通用型测控系统可以有效降低成本，适应靶机测控系统需求。同时，数传电台还有以下优点：技术成熟、采购渠道通畅、效费比较高、开发难度相对较小。

通信传输方式可分为单向传输和双向传输，双向传输又分为单工、半双工和全双工三种工作方式。全双工通信是指通信双方可以同时进行信息传输的工作方式。在无线传输中，全双工通信可以通过频率或者时间将发送和接收分开，即频分双工(FrequencyDivision Duplex，FDD)和时分双工(Time Division Duplex，TDD)两种模式。

传统的无人机测控系统一般采用FDD方式实现全双工通信，即使用分离的两个载波频带进行收发两个方向的通信，两个载波频带之间保留一定的频带间隔，以减少相互干扰。目前，市场上的工业级商用数传电台只支持单工或半双工工作方式，收发位于同一载波频带上。靶机测控系统要实现FDD方式，必须在靶机机载测控终端和地面站都配备两套载波频带不同的数传电台，而且需要为实现收发通道的隔离增加设计，这显然不符合靶机测控系统低成本、通用化的要求。

TDD方式是仅需使用一个载波频带，通信双方在时间上交替的配置成接收态或发送态，即当两个设备进行通信时，能够保证一方发送数据时，另一方必定在接收数据；通信双方不断交替传输方向，就像打乒乓球一样，故又被称为“乒乓法”。

FDD方式实现全双工通信的优点有：数据传输速率较高、可使用任何多址方式等。但与TDD方式比较，FDD方式也有许多缺点：

(1)FDD系统设备成本较高，比TDD系统高20％～50％。收发通道均需要各自的硬件支持，设备数量增加，成本也随之增加；收发通道需要实现隔离，额外增加设备成本；

(2)FDD系统的通用性较差，一般需要专用通信设备的支持，TDD系统可使用通用通信设备，如数传电台来实现；

(3)FDD方式需要使用成对的频率，频率利用率低，而TDD方式能使用各种频率资源；