[发明专利]一种用于无人机的地空窄带通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无人机的地空窄带通信方法。

背景技术

无人机具有费效比低、零伤亡和部署灵活等优点，可以帮助甚至是代替人类在很多场景中发挥作用，如灾后的人员搜救、基础设施监察等。无论在民用还是军用领域，无人机均有着广阔的应用和发展前景。

可遥测、遥控、数传的无人机的系统包括空-地双向通信和地-地双向通信两部分，按照传输数据类型进行划分，可分为宽带信号通信和窄带信号通信两种类型，其中宽带信号为无人机侦察图像数据传输业务和无人机遥测业务，窄带信号为手持终端与无人机间遥控通信业务，手持终端与车载终端间通信业务。而窄带通信中包括用于地面设备的发射端和用于地无人机的接收终端，因此需要一种用于无人机的地空窄带通信方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种发射端功耗低、接收端数据处理精确的用于无人机的地空窄带通信方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于无人机的地空窄带通信方法，它包括地面设备发射步骤和无人机接收步骤；

所述的地面设备发射步骤包括以下子步骤：

S11：第一FPGA对将发送的数字信号进行处理后发送至DAC，同时发送功率控制信号至射频发射模块；

S12：DAC对接收到的数字信号进行转换后，发送至高频滤波电路；

S13：高频滤波电路对接收到的信号进行高频滤波处理，之后发送给射频发射模块；

S14：射频发射模块发射通信信号；

所述的无人机接收步骤包括以下子步骤：

S21：射频接收模块接受来自外部的通信信号以及来自第二FPGA的增益控制信号，经过转换之后发送给中频滤波模块；

S22：中频滤波模块对来自射频接收模块输入的信号进行中频滤波，并发送给ADC；

S23：ADC接收来自中频滤波模块输出的信号，经过转换之后发送给第二FPGA；

S24：第二FPGA对信号进行处理后，通过内部接口输出调解数据，第二FPGA还向射频接收模块输出增益控制信号。

所述的步骤S11包括以下子步骤：

S111：将数据源送入交织模块进行交织操作；

S112：将交织完成的数据送入组帧模块进行组帧；

S113：将组帧完成的数据送入卷积编码模块中进行卷积编码；

S114：将卷积编码完成的数据送入QPSK映射模块进行QPSK映射；

S115：将QPSK映射完成的数据送入成型滤波模块，进行成型滤波；

S116：将滤波完成的数据送入DUC模块，进行数字上变频处理，直接将信号上变到中频；

S117：将数字中频信号送入DAC中。

步骤S115中所述的成型滤波使用alhpa=0.5的根升余弦滤波，阶数为50阶。

所述的步骤S24包括以下子步骤：

S241：FPGA中的下变频模块对来自ADC的输入进行下变频处理，并输出至小数抽取模块；

S242：小数抽取模块对接收到的基带信号进行小数倍抽取，输出信号样值至粗频偏校正模块；

S243：粗频偏校正模块对输入信号进行获取粗频偏信息以及校正处理，并输出至位同步模块；

S244：位同步模块对输入信号进行位同步处理，输出信号至窄带滤波模块；

S245：窄带滤波模块进一步滤除残余的带外噪声，输出信号至精频偏同步模块；

S246：精频偏同步模块使用数字锁相环进行载波同步，完成基本的同步解调，输出信号至译码/判决模块；

S247：译码/判决模块接收信号进行卷积译码，保证整体的解调信噪比，并输出至解交织模块；

S248：解交织模块进行缓冲读写，之后将信号输出至匀速缓冲模块；

S249：匀速缓冲模块将解调数据通过内部接口进行匀速输出。

所述的步骤S241包括以下子步骤：

S2411：正交混频电路接收来自ADC的输入以及数控振荡电路的输入，输出I、Q两路信号至低通滤波电路，所述的数控振荡电路采用CORDIC算法；

S2412：低通滤波模块对输入信号进行低通滤波后输出至小数抽取模块。

所述的步骤S243包括以下子步骤：

S2431：正交混频电路接收来自小数抽取模块输入的多倍符号采样率信号，并输出至消除调制信息模块；

S2432：消除调制信息模块消除调制信息，获得单音频点信息；