无人机通讯链路系统
（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UA V )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测、应答信息处理、与计算机的数字数据交换、测试工作方式和无线电控制等功能。
总的来说，我国自己在无人机方面的研究主要是侧重于图像的传输、飞行的控制等问题，而对无人机通讯方式相对较少，目前处在学习试验次级阶段。此外，我国关于图像的传输延迟、传输距离等问题对低空小型无人机发展的影响，有关高等院校科研单位已有较多研究，而对于无人机通讯链路等问题的研究较少。
（3）参考文献
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2. 项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键问题
本课题主要针对无人机数据链路系统及通信信道进行研究，其主要研究内容、目标及方法路线如图1所示。
图1 研究内容、目标及方法路线图
研究内容
（1）本无人机数据传输链路系统采用引入多输入多输出(MIMO)复用技术的SC-FDE(单载波频域均衡)系统方案。该方案使
用两根发射天线在同一个频率同时发射包含不同信息的两
路数据，并使用两根接收天线同时进行接收。
（2）基于MIMO复用技术与SC-FDE的无人机数据链路模型的建立。
（3）研究出适合MIMO（多输入多输出）+SC-FDE(单载波频域均衡)系统方案的最佳信道估计算法，以便于更好的进行频
域均衡。
（4）在频域选择性衰落比较严重的无线信道中，判决反馈均衡(DFE，Decision feedback equalization)算法比LE算法有
更好的性能。在传统的DFE均衡器中，使用符号到符号的
判决、滤波和直接反馈来消除随后来自检测符号的干扰结
果。但是在SC-FDE系统中均衡是在频域内实现的，而在
FFT块信号处理中必定存在一定延迟，所以判决反馈滤波器
就不能够直接在频域中实现。因此采用一种时频混合的
DFE方法，即频域均衡部分与上文的频域线性均衡一样，
而反馈部分则是在IFFT之后采用传统的横向滤波器实现。
这样就可以解决由于进行FFT运算而产生的延迟问题。
研究目标
（1）建立起基于MIMO+SC-FDE技术的无人机通讯链路的通讯模型。
（2）在建立起的模型中设定映射变量，使系统适应不同场合下的应用。
（3）研究出适合MIMO+SC-FDE技术的最佳信道估计算法。
（4）研究无人机通讯链路系统在复杂外界环境下工作质量，提出方法提高其在恶劣环境中的信号传输质量。
拟解决的关键问题
（1）将基于多输入多输出(MIMO)复用技术的SC-FDE系统引进无人机数据传输链路，系统解决信号的绕射问题。
（2）利用UW进行系统的信道估计和判决反馈均衡算法实现频域均衡。
（3）提出在电磁干扰、复杂环境等条件下的最佳的信道估计算法。
（4）研究无人机通讯链路在电磁干扰、复杂地形等特殊情况下信号传输的完整性、保密性等。
3．拟采取的研究方案及可行性分析
研究方案
本课题主要针对无人机通讯链路系统进行实际研究，结合MIMO+SC-FDE，考虑无人机在电磁干扰、复杂地形等因素，进行关
键技术研究具体方案和技术路线如图2所示，并说明如下：
（1）MIMO复用方案
MIMO复用方案为：发射天线T1和T2分别在同一个发射频率上同时发射包含不同信息的信号S1和S2，R1和R2则是两路信号经过信道后的混叠。利用S1和S2中的信道估计序列，分别估计出H1、H2、H3和H4，再利用它们对R1和R2进行均衡和检测，以恢复发送数据S1和S2。
（2）同步方法
为了从混叠的接收信号中获得同步，设计了新的帧结构。在每帧的帧头，天线1发送导频序列时，天线2发送全0信号；待天线1发送完导频序列后，开始发全0信号，天线2则开始发送导频序列；当天线2发送完导频序列后，天线1和天线2各自同时开始发送包含不同信息的信号。这样，由于导频序列的发送采用时分复用(TDM)方式，可利用与SISO+SC-FDE系统相同的方法，通过导频序列获得粗同步和初始的信道估计。由于脉冲成形波形为T/2交叠升余弦波形，细同步可以通过分组迟早门法获得。
（3）信道估计方法
为了进行频域均衡，每根接收天线需要估计出两路信道的信息，两根天线共需要估计出4路信道的信息。为了使每根接收天线能够估计出两个信道，可以使用频域相移正交训练序列信道估计方法。具体方法是：两个物理天线分别同时发送频域相移正交的两个用于信道估计的训练序列CE1和CE2，发送时需发送训练序列的时域序列，并加入循环前缀。设序列V=FFT(CE1)，则信道估计算法结构示意图如图3所示。
（4）频域均衡
频域均衡采用判决反馈均衡算法，SC-FDE判决反馈均衡算法示意图如图4所示
具体实现过程中DFE系统使用频域处理来计算前向滤波器参数和一个小矩阵倒置来计算时域反馈抽头。以M个数据符号作为一个数据块进行传输，传输速率为1/T。假定N是对接收输入的每一个数据符号的采样数目，则单载波频域判决反馈均衡器(DFE)每次都是对MN个接收样值点进行FFT运算。当选择N>1时，得到一个分数间隔均衡器，它的特点是对采样相位不太敏感；当选择N=1时，采用符号定时子系统就能获得很好的性能。调制方式则可以选择QPSK，16QAM，64QAM。在反馈环节存在B个复数反馈系数{*K f}，k∈F B，F B 是对应于B个反馈系数(在符号周期内)的一组非零值。与线性均衡算法相类似的，在误差控制上采用最小均方误差准则(MMSE)，这样就可以得到频域均衡系数W1的表达式:
∑-=+=102^
222
||||M l l l l H F MN
w σσ （1） 式（1）中l H ^为信道冲击响应的估计值。
可行性分析
（1） 天津师范大学物理与电子信息学院与天津全华时代航天科
技发展有限公司建立了密切的合作关系，定期的输送学院教师及硕士研究生到该公司进行研究和学习，并参与一些无人机项目的实施，在实际应用中取得了显著的成效，如天津天士力16周年庆典的拍摄和青海玉树震后实地拍摄等。此外，我院项目人员和该公司的研发团队亦进行周期性的无人机技术交流及经验交流。长期以来取得了一定的成果，例如在我校建立了无人机研发实验室，并计划未来几年在我校形成无人机培训基地。
（2） 对无人机通讯链路系统的研究虽然国内起步较晚，但是各大
院校及研究院所对无人机通讯方式的研究都有一定的基础，本课题研究在此基础之上进一步改善无人机链路系统，提出与实际联系更加紧密的信道算法。
（3） 电磁干扰、复杂地形等因素对大型机的影响在国外及国内已
有较成熟的研究，本课题主要是对小型无人机的影响；可参考大型机抗干扰的办法，通过实验研究减小外界因素对无人
通讯链路系统的影响。
4．项目特色与创新之处
（1）建立基于多输入多输出的单载波频域均衡技术(MIMO+SC-FDE)的无线通信链路系统，解决信号的绕射难
题。
（2）本项目为民用领域的用户提供了一个高性能、低成本的空中飞行平台, 系统的研发成功也可以改变我国依赖进口、成本
高、价格昂贵、关键技术不成熟的现状，大幅度加快无人机
应用在军事及民用领域的发展进程，促使总体技术逐渐成熟
并推进市场需求的成熟，最终使整个行业趋向成熟！
（3）提出一种新的频域均衡算法---SC-FDE判决反馈均衡算法，解决在信号传输过程中由于进行FFT运算而产生的延迟问
题。
5．年度研究计划及预期研究结果
预期研究结果
（1）研制建立比较完善且对环境鲁棒性较强的无人机通讯链路系统。
（2）提出更加可靠的信道估计算法及频域均衡算法。
（3）研制出无人机通讯链路系统在电磁干扰、复杂地形等特殊情况下的工作模式、控制方法和减灾、避灾措施。
（4）在国内外重要期刊上发表相关学术论文8～10篇；参加相关国际学术会议2次；申请技术发明专利2项；参加相关
电梯标准研究制定2项；培养博士研究生1名，硕士研究
生4名
具体研究进度和研究方法安排如表1所示，研制过程中理论研究与实验可能交叉进行。
（二）研究基础与工作条件
1、工作基础和条件
2、项目负责人近10年主持研究项目
3、申请人简介
项目组主要成员研究工作简历
项目组主要成员研究工作简历
无人机通信链路抗干扰问题研究
35 I nternet Communication 互联网+通信 无人机在军事领域具有很大的应用优势，但是面对日渐复杂的电磁环境，需要对其通信链路抗干扰手段进行分析，降低电磁因素对无人机的干扰，提高无人机工作稳定性和可靠性。针对无人机通信链路特点，需对各项干扰因素进行分析，从技术、设计以及应用多个角度着手，保证所选抗干扰手段的有效性。 一、无人机通信链路干扰问题 1、遥测遥控信号干扰。1.分布式干扰。在无人机工作区域内，存在众多体积小、重量轻、成本低的小型电子干扰机，由程序控制，能自动实现对选定军事电子设备进行干扰。同时，其分布具有很大的随机性，可产生多方向干扰扇面，对无人机产生大区域压制性干扰。如果干扰方向数据不小于自适应凋零天线阵阵元数目时，自适应调零控制将会失效。2.远程超大功率多信道干扰。利用空间功率合成技术、智能天线技术与相控阵技术，来实现对无人机通信链路关键节点的干扰。此干扰不仅具有很宽的使用频段，还具有避免抵近干扰危险性的特点。 2、GPS 导航系统干扰。GPS 卫星无线电导航信号，选择低信噪比的扩谱调制传输方式。GPS 军码信号编码所需周期较长，就目前应用现状来看，很难产生足够大功率干扰信号来抵消GPS 接收机扩频增益。最为常见的无线电导航干扰，如转发瞄准、宽带阻塞与离散拦阻式等干扰方法，主要采用：1信息干扰，既通过发射大功率杂波信号来干扰导航信息的正确获取和使用；2信息源摧毁，导致整个导航系统瘫痪。 二、无人机通信链路抗干扰手段 1.应用抗干扰技术。选择自适应天线阵并结合扩频技术，来提高无人机通信抗干扰性能，主要包括自适应阵处理、扩频处理和中心处理计算机三部分[1-2]。第一，自适应阵处理部分。电磁环境对无人机的干扰，主要作用对象是情报传输系统的收信系统，自适应阵处理技术的应用，对接收的信号和干扰进行自适应处理，有效估计信号的来源，对天线阵的发射方向进行自适应调整，使其对准接收信号主向，确保自适应天线阵可以有效发射。第二，扩频通信部分。主要包括收发功能，接收主要为自适应阵所输出的信号，对其进行解调及解码等处理，并可以提供自适应阵所需要的参考信号； 无人机通信链路抗干扰问题研究 □马文良 中国人民解放军92419部队 【摘要】 无人机作为一种重要军事装备，被广泛应用到侦察与反侦察、导航对抗、遥控遥测对抗等多个方向。为了保证无人机稳定工作，需要保证通信系统运行可靠性，为GPS 导航和无线遥测遥控系统提供保障。基于电磁环境干扰，对无人机通信链路抗干扰手段进行分析，来提高其对环境的适应能力，充分发挥其具有的优势。本文对无人机通信链路干扰问题，提出了相应的抗干扰手段。【关键词】 无人机 通信链路 电磁环境 抗干扰 发送则主要是对信号进行采集、编码、调制以及扩频等处理，最终得到扩频发射信号。第三，中心处理计算机部分。主要是对各种情报信息进行处理，并完成系统自检、初始化、模式控制、监测与转换等各项功能，确保信息的有效交换与处理。与常规通信系统相比，该系统具有更强的抗窄带干扰能力，但需要对频域扩展比进行合理设计。另外，当干扰强度达到一定限度后，扩频系统便达不到抗干扰要求。目前对扩频信号的检测，可以通过全景接收机来实现，同时对于跳频通信问题，也可以通过提高跟踪干扰速度来实现。 图1 无人机自适应阵抗干扰系统 2.隐身低辐射设计。主要从工程设计角度进行分析，应用新型复合材料、雷达吸波材料以及低噪声发动机，进而提高无人机抗干扰能力，避免被侦察，同时还可以从动力、红外、光电、电磁以及噪声等方面进行分析[3]。应用限制红外反射技术，即将能够吸收红外光的特质漆涂在无人机表面，并向燃料内注入产生红外辐射的化学制剂，可以有效抵抗雷达的侦察。可以对无人机进行充电表面涂层，由24V 电源充电后，表面涂层可以有效吸收雷达波，可以有效减小雷达探测距离40%~50%[4]。同时，充电表面涂层还可以根据实际需求进行变色，可以最大程度上与周围环境融为一体，具有良好的反侦察效果。另外，还可对无人机进行工艺改造，对无人机副翼、襟翼等各传动面进行改造，设计成综合面，减小各部件间的连接缝，缩小雷达反射面，进而避免雷达的侦察。 结束语：在未来信息化战场上，无人机应用将越来越广泛，需要对无人机通信链路抗干扰技术进行分析，确定抗干扰技术研究方向，有针对性的采取措施，提高无人机的稳定性及可靠性，充分发挥其应有的价值。 参 考 文 献 [1] 徐靖涛,陆钰,王金根.无人机通信链路抗干扰手段探析[J].桂林航天工业高等专科学校学报,2007,04:1-3. [2] 马传焱.无人机测控系统抗干扰技术与应用分析[J].飞航导弹,2006(11): 9-11. [3] 邹湘伏,何清华,贺继林.无人机发展现状及相关技术[J]. 飞航导弹, 2006(10):9-14. [4] 刘先虎,范万水,王备仓.复杂电磁环境下无人机通信抗干扰问题研究[J].军事通信技术,2010,03:86-90.
无人机通信频段划分-隔离器、环形器
无人机通信频段划分----隔离器、环形器 无人机、通信频段、隔离器、环形器、 工信部根据《中华人民共和国无线电频率划分规定》及我国频谱使用情况，规定840.5-845MHz、1430-1444MHz和2408-2440MHz频段用于无人驾驶航空器系统。 1、840.5-845MHz可用于无人驾驶航空器系统的上行遥控链路。其中，841-845MHz也可采用时分方式用于无人驾驶航空器系统的上行遥控和下行遥测链路。 2、1430-1444MHz频段可用于无人驾驶航空器系统下行遥测与信息传输链路，其中，1430-1438MHz频段用于警用无人驾驶航空器和直升机视频传输，其他无人驾驶航空器使用1438-1444MHz频段。 3、2408-2440MHz频段可作为无人驾驶航空器系统上行遥控、下行遥测与信息传输链路的备份频段。相关无线电台站在该频段工作时不得对其他合法无线电业务造成影响，也不能寻求无线电干扰保护。 4、上述频段的信道配置，所用无线电设备发射功率、无用发射限值和接收机的邻道选择性应符合相关要求。 5、频率使用、无线电台站设置和所用无线电发射设备应符合国家无线电管理及无人驾驶航空器系统管理有关规定。
在此列举一些无人机禁区：机场、高楼林立的CBD、人群聚集的地方、高压线、手机基站、很多人放风筝的地方、钢筋混凝土地面、铁塔、铁矿、深水码头、远离海岸的水面、军事设施等。 市面上以大疆产品为居多，这里简单讲讲，大疆通常为2.4Ghz，也就是约.2400Mhz。此工作频段位于无人机系统下行链路。假如你是一位因新奇而去玩的飞手，请注意：远离电场、磁场比较强的设施，防止信号丢失。 下面简单介绍几款隔离器环形器可用于无人机通信频段
无人机数据传输系统-手册
1.概论： 无人机，即无人驾驶的飞机。是指在飞机上没有驾驶员，只是由程序控制自动飞行或者由人在地面或母机上进行遥控的飞机。它装有自动驾驶仪、程序控制系统、遥控与遥测系统、自动导航系统、自动着陆系统等，通过这些系统可以实现远距离飞行并得以控制。无人机与有人驾驶的飞机相比而言，重量轻、体积小、造价低、隐蔽性好，特别宜于执行危险性大的任务，因此被广泛应用。 二、无人机的特点及技术要求 无人机没有飞行员，其飞行任务的完成是由无人飞行器、地面控制站和发射器组成的无人机系统在地面指挥小组的控制一下实现的。据此，无人机具有以下特点: （1）结构简单。没有常规驾驶舱，无人机结构尺寸比有人驾驶飞机小得多。有一种无尾无人机在结构上比常规飞机缩小40%以上。重量减轻，体积变小，有利于提高飞行性能和降低研制难度。 （2）安全性强。无人机在操纵人员培训和执行任务时对人员具有高度的安全性，保护有生力量和稀缺的人力资源。可以用来执行危险性大的任务。 （3）性能提高。无人机在设计时不用考虑飞行员的因素。许多受到人生理和心理所限的技术都可在无人机上使用，从而突破了有人在机的危险，保证了飞行的安全性。 （4）一机多用，稍作改进后发展为轻型近距离对地攻击机。
（5）采用成熟的发动机和主要机载设备，以减少研制风险与经费投入，加快研制进度。联合研制以减小投资风险、解决经费不足有利于扩大出口及扬长技术与设备优势。 （6）研制综合训练系统。技术要求有: （1）信息技术包括信息的收集和融合，信息的评估和表达，防御性的信息战、自动目标确定和识别等； （2）设备组成包括低成本结构、小型化及模块化电子设备、低可见性天线、小型精确武器、可储存的高性能发动机及电动作动器等； （3）性能实现包括先进的低可见性和维护性技术、任务管理和规划、组合模拟和训练环境等。 三、无人机系统按照功能划分，主要包括四部分: （1）飞行器系统 包括空中和地面两大部分。空中部分包括：无人机、机载电子设备和辅助设备等，主要完成飞行任务。地面部分包括：飞行器定位系统、飞行器控制系统、导航系统以及发射回收系统，主要完成对飞行器的遥控、遥测和导航任务，空中与地面系统通过数据链路建立起紧密联系。 （2）数据链系统 包括：遥控、遥测、跟踪测量设备、信息传输设备、数据中继设备等用以指挥操纵飞机飞行，并将飞机的状态参数及侦察信息数据传到控制站。 （3）任务设备系统 包括：为完成各种任务而需要在飞机上装载的任务设备。
无人机遥测数传通信链路
无人机数传模块简介 在多旋翼无人机上常常会用到的433MHZ/915MHZ数传模块，也常被叫做“数传电台”、“无线数传模块”、“无线电遥测”等。它是利用数字信号处理技术（Digital Signal Processing，简称DSP）和无线电技术（Radio Engineering）来实现稳定可靠的数据传输功能。 由于采用了DSP技术，使得数传这种通讯媒介具有很优异的性能以及备广泛应用于各个行业。数传抗干扰能力强，受噪声影响小且可以通过校验等方式滤除干扰信息，对器件和电路的差异不敏感，最大的特点是可以多次再 生恢复而不降低质量，还具有易于处理、调度灵活、高质量、高可靠性、维护方便等特点。 数传作为和飞控的无线数据交互工具，可以把无人机的实时状态信息传回到地面接收装置，如电机转速、电池电压、实时高度、GPS位置、姿态角度等，这些信息可以供爱好者或开发者更好的对无人机进行各方面的优化工作。 数传在其他领域也有很广泛的应用：如电力电气SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统，点多而分散的配变站十分适宜数传的使用；油田、煤矿、水文、气象等地理环境复杂数据采集工作；城市水处理、集中供热等市政工程无人值守化的推进数传也在大展身手等等。 调制方式的划分 数字信号的调制方式有MSK (Minimum Shift Keying)、GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying）、QPSK（Quadrature Phase Shift Keyin）、QAM （Quadrature Amplitude Modulation）、CPFSK（Continuous-phase frequency-shift keying）、GMSK（Gaussian Filtered Minimum Shift Keying）等等，它们都是根据ASK、FSK和PSK（调幅、调频和调相）的组合或改进而得来的。下面对常见的数字调制方法ASK、FSK、MSK、GFSK、GMSK进行原理的简单介绍： 传输距离及其影响因素 市面上常见的航模数传都是采用3DR方案的数传模块，分为100MW和 500MW两个版本，100MW的传输距离为500-1000米左右，500MW的传输距离为3000-5000米左右，（此为实际传输距离，非理论值）。对于数传来讲，传输距离的影响因素很多，如发射机功率，接收机灵敏度，天线的增益，有无遮挡等等。除了常用的以外也有基于3G或4G网络的图传数传一体设备，这样基本不受距离的限制。但是由于多轴的续航大部分在20分钟左右，使得超远距离的数传对于飞行的实际意义不大，通常采用1KM-5KM左右的数传基本可以达到使用要求。 数传接收机的灵敏度一般都在-100dbm到-120dBm左右，一般也就只有改变发射机的功率来增加传输距离；也可以通过天线来增加通信距离，一般来讲，天线的增益越高，可以提供的通信距离越远，大的多轴可以采用定向天线来获得更远的传输距离；遮挡也会对传输信号的产生影响，所以尽量在空旷的地方飞行；此外还有传播衰耗，此种衰耗可以理解为是由于辐射能量的扩散引起的衰耗等。 ST微控制器的串口通讯 任何 UART 双向通信均需要至少两个引脚：接收数据输入引脚（RX）和发送数据输出引脚（TX）。 ?RX：接收数据输入引脚就是串行数据输入引脚。过采样技术可区分有效
无人机通信链路选型指南
无人机通信链路选型指南 近几年来，时常在耳边提“无人机”3个字。如在农业生产中使用无人机喷洒农药，出门旅游使用无人机进行导航拍摄，军事上也有像无人机袭击政府首脑高管，无人机摧毁油田库存平台等震撼的事情发生。可以预见无人机不管是在民用还是军事上已经越来越引起人们的关注。随着民用无人机技术的迅猛发展，无人机也不再是军队专属。随着技术的越来越多的公司投入到无人机的项目开发中。 无人机系统主要分为三大部分:地面站、飞控以及无线通信链路。 E103、E62、E34系列无线模块都非常适用于无人机系统无线通信链路的实施方案中。 E103系列E103-W02方案 E103-W02模块基于TI CC3200芯片开发，模块即拿即用，数据透明传输。支持标准IEEE802.11b/g/n协议和完整的TCP/IP协议，支持STA/AP工作模式。发射功率20db，理想传输距离达300m，支持3M高速连串。应用于无人机开发中，可以很好支持无人机实时高清图传，直接利用wifi直接跟手机进行数据交互，大大缩减开发工作量。 E62-433T20S E62-433T20S点对点高速传输的433Mhz无线模块，全双工工作方式在接收数据的同时可以发送数据。模块具有跳频扩频功能（FHSS），收发双方会根据跳频算法自动在多至50个频点中同步跳变，大大提高抗干扰性能。在无人机应用中理想状态通信传输距离可达1km 左右。
E34-2G4D20D E34-2G4D20D采用的是nRF24L01+芯片方案，也是目前无人机无线通信中最常使用的一 种芯片方案。E34-2G4D20D是全双工高速无线串口模块，使用2.4GHz公共频道，不限包长， 支持文件传输。可达2km通信距离。模块延迟低、高速率率可传文件、图片、视频大数据传输。相对较于E103-W02和E62-433T20S，模块的通信距离是最远的。 型号通信距离传输速率无线频点通信方式抗干扰尺寸 W103-W02300m3Mbps 2.4G 全双工一般27mm*19mm （wifi） E62-433T20S1km64kbps400MHz全双工强36mm*21mm E34-2G4D20D2km250kbps 2.4G全双工一般36mm*21mm 表格1：E103-W02、E62-433T20S、E34-2G4D20D的产品特性通过表格可以对比出E34-2GD20D在通信距离的表现上是远远高于E103-W02和 E62-433T20S，可以用一骑绝尘来形容，另外在传输速度上也表现不错低延迟可以进行标清 图像的数据传输。 E34-2GD20D在有通信距离要求的无人机应用中是最理想的实施方案。 W103-W02能够透传速率达到3Mbps实时高清图像传输成为了可能，另外采用wifi连接 可以地面站可以直接通过手机，用户只需要进行相对简单的程序编写就可以实现人机交互极 大的降低开发工作量，所以E103-W02可以应用于需要高清图传以及高效的交互控制场景中 的无人机系统。 E62-433T20S折中了通信距离，具有自动跳频的特点极大的提高了抗干扰性能，应用于 无人机系统可以提高系统通信链路的操控能力。
无人机通讯链路系统
（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UA V )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
无人机概述与系统组成
无人机概述及系统组成 无人机（ UAV）的定义 无人机驾驶航空器（UA： Unmanned Aircraft ），是一架由遥控站管理（包括远程操纵或自主飞行）、不搭 载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。 以下简称无人机。 无人机系统的定义及组成 无人机系统（ UAS：Unmanned Aircraft System），也称无人驾驶航空器系统（RPAS：Remotely Piloted Aircraft System），是指一架无人机、相关的遥控站、所需的指令与控制数据链路以及批准的 型号设计规定的任何其他部件组成的系统，无人机系统包括地面系统、飞机系统、任 务载荷和无人机使用保障人员。 无人机系统驾驶员的定义 无人机系统驾驶员，由运营人指派对无人机的运行负有必不可少职责并在飞行期间适时操纵飞行控制的人。 无人机系统的机长，是指在系统运行时间内负责整个无人机系统运行和安全的驾驶员。 无人机和航模的区别 一、定义不同 无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。航 空模型是一种重于空气的，有尺寸限制的，带有或不带有动力装置的，不能载人的航 空器，就叫航空模型。 二、飞行方式不同 唯一的区别在于是否有导航飞控系统，能否实现自主飞行。通俗来说，无人机可以实现自主飞行，而航模不可以，必须由人来通过遥控器控制。也就是无人机的本身是带了“大脑”飞行，可能“大脑”受限于人 工智能，没有人脑灵光。但是航模的“大脑”始终是在地面，在操纵人员的手上。 三、用途不同 无人机更偏向于军事用途或民用特种用途，而航空模型更接近于玩具。昆明劲鹰无人机专业从事航测无人机设备的设计、生产、销售、及航测航拍服务，费用低、技术强、工期短、精度高，是中国技术顶尖
无人机通信链路组网方案设计
本科毕业论文题目：中小型固定翼无人机组网通信链路方案设计 学员姓名：易骁迪学号：仿真工程 培养类型：合训类专业：200909012035 所属学院：指挥军官基础教育学院年级：2008级 指导教员：张代兵职称：副研究员 所属单位：机电工程与自动化学院自动化研究所 国防科学技术大学训练部制
目录 目录 ...................................................................................................................... I 摘要 . (i) ABSTRACT .............................................................................................................. i i 第一章绪论. (1) 1.1课题研究背景 (1) 1.2国内外研究进展 (2) 1.2.1国外无人机系统通信组网发展情况 (2) 1.2.2无人机组网通信技术现状 (4) 1.3研究内容与组织结构 (6) 第二章无人机通信组网关键技术 (8) 2.1 无人机通信系统简介 (8) 2.2无人机MANET无线自组网技术 (9) 2.2.1 无人机MANET网的特点 (9) 2.2.3 无人机MANET网络的典型应用 (11) 2.3基于MANET自组网的路由协议简介和分析 (12) 2.3.1无线自组网路由协议 (12) 2.3.2无线自组网路由协议的分类 (13) 2.3.3几种自组网路由协议的简介 (16) 2.3.4性能比较 (19) 2.4 本章小结 (22) 第三章无人机通信组网方案设计 (23) 3.1各种条件下的无人机组网需求分析 (23) 3.1.1 战场无人机网络模型 (23) 3.1.2各种条件下对无人机组网的要求 (24) 3.2 IP920电台简介 (25) 3.1.1IP920电台的性能指标 (25) 3.1.2IP920电台工作模式和网络拓扑简介 (28)
无人机地面站
无人机地面站 地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括：飞行器的飞行过程,飞行航迹，有效载荷的任务功能，通讯链路的正常工作，以及飞行器的发射和回收. 中文名：无人机地面站 外文名：UAV ground station 目录 概述 地面站的配置和功能概述 ?地面站的典型配置 ?地面站的典型功能 关键技术及典型解决方案 ?友好的人机界面 ?操作员的培训 ?一站多机的控制 ?开放性、互用性与公共性 ?地面站对总线的需求 ?可靠的数据链 无人机地面站发展的趋势 概述 近20年来，无人机己发展成集侦察、攻击于一体，而未来的无人机还将具有全自主完成远程打击甚至空空作战任务的攻击能力。同时，与无人机发展相匹配的地面控制站（GCS：Ground Control Station）将具有包括任务规划、数字地图、卫星数据链、图像处理能力在内的,集控制、瞄准、通信、处理于一体的综合能力。未来地面站的功能将更为强大：不仅能控制同一型号的无人机群，还能控制不同型号无人机的联合机群。地面站系统具有开放性和兼容性，即不必进行现有系统的重新设计和更换就可以在地面控制站中通过增加新的功能模块实现功能扩展，相同的硬件和软件模块可用于不同的地面站。 地面站作为整个无人机系统的作战指挥中心，其控制内容包括：飞行器的飞行过程、飞行航迹、有效载荷的任务功能、通讯链路的正常工作，以及飞行器的发射和回收。GCS除了完成基本的飞行与任务控制功能外，同时也要求能够灵活地克服各种未知的自然与人为因素的不利影响,适应各种复杂的环境，保证全系统整体功能的成功实现。未来的地面站系统还应实现与远距离的更高一级的指挥中心联网通讯，及时有效地传输数据、接收指令,在网络化的现代作战环境中发挥独特作用。