CN103312453B - 飞行器载终端自适应距离数传的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种飞行器载终端自适应距离数传的方法，旨在提供一种能够提高传输链路利用率和数据传输效率的，并能为飞行器载终端与数传接收机之间的数据传输，提供一种自适应的实现方法。本发明通过下述技术方案予以实现：飞行器惯导系统通过串口实时为飞行器载终端提供惯导数据，飞行器载终端的链路余量估计器根据惯导数据实时计算飞行器到数传接收机之间的距离，再根据已存储的数传接收机相关参数、数据传输链路参数以及飞行器载终端天线EIRP值等参数，计算出数据传输链路的系统余量，飞行器载终端自动选择数据传输速率，通过编码器和调制器对不同数据传输速率数据进行编码调制，然后通过上变频及放大处理后，发射至数传接收机。

Description

飞行器载终端自适应距离数传的方法
技术领域
本发明是关于测控通信领域中，为飞行器载终端的数据传输提供一种自适应的实现方法。
背景技术
在测控通信领域，数据传输是系统的重要工作模式之一，飞行器飞行期间，飞行器平台配置的各种传感器获取数据需要通过无线的数据传输通信链路，实时传输到地面接收系统，数据传输通信链路主要由飞行器载终端和地面数传接收机构成，飞行器载终端将飞行器载传感器获取的数据调制到发射载波上，通过无线传输通道，由地面数传接收机进行接收，并实时解调输出。
由于飞行器飞行过程中，其位置具有不固定性，飞行器相对地面数传接收机之间的距离处于变化状态，导致无线电信号传输路径随飞行器的位置而不断变化。通常飞行器载终端设备和数传接收机的参数指标，如飞行器载终端的辐射功率EIRP值、数传接收机天线增益与噪声温度比值G/T值、设备支持的数据传输速率值等参数是根据最远距离进行设计的，能满足飞行器相对数传接收机处于最远距离时的数据传输速率要求，这种采用固定的数据传输速率，飞行器飞行在不同位置，其链路传输系统余量是不同的，近距离传输时，系统链路余量较大，远距离传输时，系统链路余量较小，结果有可能导致近距离传输较低的数据传输速率，系统存在较大的链路余量，数据传输链路余量没有得到充分利用，传输信道效率低。因此，为提高系统数据传输链路的利用率，迫切需要设计一种飞行器载终端数传自适应的实现方法，使系统数据传输速率自动适应传输距离的要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种能够提高传输链路利用率和数据传输效率，并能为飞行器载终端与数传接收机之间的数据传输，提供一种自适应的实现方法。
本发明解决现有技术问题所采用的方案是：一种飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于包括如下步骤：飞行器惯导系统通过串口实时为飞行器载终端提供惯导数据，飞行器载终端的链路余量估计器根据惯导数据实时计算飞行器到数传接收机之间的距离，再根据已存储的数传接收机相关参数、数据传输链路参数以及飞行器载终端天线EIRP值等参数，计算出数据传输链路的系统余量，由飞行器载终端自动选择数据传输速率，由控制器控制数据源和编码器，通过编码器和调制器对不同数据传输速率数据进行编码调制，然后通过变频器上变频以及放大器放大处理后，发射至数传接收机；数传接收机将接收到的信号，送模数变换器ADC采样，再分别通过信噪比估计器和解调器进行信号信噪比估计和信号解调，解码控制器根据信噪比估计值，对不同数据传输速率信号进行解码处理，输出飞行器载终端传输的数据。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
本发明采用不同于传统的固定速率数据传输通信模式，可实时选择和飞行器与数传接收机之间距离相匹配的数据传输速率，实现自适应的距离数传，近距离时，实现高的数据传输速率，远距离时，实现较低的数据传输速率，充分提高了传输链路的利用率，也提高了数据传输的效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
图1是本发明飞行器载终端自适应距离数传方法的原理框图。
图2是图1中飞行器载终端的原理框图。
图3是图1中数传接收机的原理框图。
具体实施方式
参阅图1。在以下实施例描述的飞行器载终端自适应距离数传方法中，飞行器平台自身的惯导系统通过串口实时为飞行器载终端提供惯导数据，飞行器载终端的链路余量估计器根据惯导数据实时计算飞行器到数传接收机之间的距离R：
R = ( x - x 0 ) 2 + ( y - y 0 ) 2 + ( z - z 0 ) 2
式中，(x0,y0,z0)是数传接收机的位置坐标，(x,y,z)是飞行器惯导系统实时提供的瞬时位置数据。
再根据已存储的数传接收机相关参数、数据传输链路参数以及飞行器载终端天线EIRP值等参数，计算出数据传输链路的系统余量M，计算方程为：
M＝EIRP+G/T+228.6-Eb/N0-Rb-LR-La
式中，EIRP是飞行器载终端的辐射功率，G/T是数传接收机天线增益与噪声温度比值，Eb/N0是数传接收机的比特噪声功率谱密度比，Rb是数据传输速率，LR是信号空间传输损耗，La是大气衰减、天线指向误差等的总和。信噪比估计器根据接收机信号进行包络检波，估计出接收信号的信噪比。
飞行器载终端的控制器根据余量估算值对数据源和编码器进行控制，自动选择数据传输速率，数据源输出与余量值相对应速率的数据到飞行器载终端，飞行器载终端通过编码器和调制器对不同数据传输速率数据数据进行编码调制，然后通过变频器上变频以及放大器放大处理后，送至飞行器载终端天线实现发射。数传接收机将接收到的信号，送模数变换器ADC采样，再分别通过信噪比估计器和解调器进行信号信噪比估计和信号解调，解码控制器根据信噪比估计值，对不同数据传输速率信号进行解码处理，输出飞行器载终端传输的数据。
参阅图2。飞行器载终端，包括，依次串联的链路余量估计器、控制器、编码器、调制器、变频器和放大器，平台惯导数据送入链路余量估计器，链路余量估计器结合预先存储的接收机位置数据实时计算飞行器到数传接收机之间的距离，并估算链路数据传输的余量。链路余量估计器把估算传输链路余量送入控制器中，控制器通过控制信息对进入编码器的数据源进行控制，编码器实现链路余量值相对应速率的数据编码后，由调制器将编码数据调制到中频载波上，再由变频器进行上变频处理，经放大器放大后发射至数传接收机。
参阅图3。数传接收机，包括，变频器和通过模数变换器ADC相连信噪比估计器，再经控制器相连解码器及解调器构成的闭环回路，射频信号输入变频器进行下变频处理，送模数变换器ADC采样，分成两路，一路信号经解调器直接解调处理，然后送入解码器，另一路信号经由信噪比估计器对接收信号进行信噪比估计，通过包络检波，估计出接收信号的信噪比，控制器根据信噪比估计值控制解码器，对来自解调器不同速率的解调数据进行解码处理，输出解码数据。

Claims (7)

1.一种飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于包括如下步骤：飞行器惯导系统通过串口实时为飞行器载终端提供惯导数据，飞行器载终端的链路余量估计器根据惯导数据实时计算飞行器到数传接收机之间的距离，再根据已存储的数传接收机相关参数、数据传输链路参数以及飞行器载终端天线EIRP值，计算出数据传输链路的系统余量M，计算方程为：
M＝EIRP+G/T+228.6-Eb/N0-Rb-LR-La
式中，EIRP是飞行器载终端的辐射功率，G/T是数传接收机天线增益与噪声温度比值，Eb/N0是数传接收机的比特信号功率与噪声功率谱密度比，Rb是数据传输速率，LR是信号空间传输损耗，La是大气衰减、天线指向误差的总和，由飞行器载终端自动选择数据传输速率，由控制器1控制数据源和编码器，通过编码器和调制器对不同数据传输速率数据进行编码调制，然后通过变频器1上变频以及放大器放大处理后，发射至数传接收机；数传接收机将接收到的信号，送模数变换器ADC采样，再分别通过信噪比估计器和解调器进行信号信噪比估计和信号解调，解码器根据信噪比估计值，对不同数据传输速率信号进行解码处理，输出飞行器载终端传输的数据。
2.按权利要求1所述的飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于，飞行器到数传接收机的距离：
R = ( x - x 0 ) 2 + ( y - y 0 ) 2 + ( z - z 0 ) 2
式中，(x0,y0,z0)是数传接收机的位置坐标，(x,y,z)是飞行器惯导系统实时提供的瞬时位置数据。
3.按权利要求1所述的飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于，飞行器载终端，包括，依次串联的链路余量估计器、控制器1、编码器、调制器、变频器1和放大器，平台惯导数据送入链路余量估计器，链路余量估计器结合预先存储的数传接收机位置数据，实时计算飞行器到数传接收机之间的距离，并估算链路数据传输的余量。
4.按权利要求3所述的飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于，链路余量估计器把估算传输链路余量送入控制器1中，控制器1通过控制信息对进入编码器的数据源进行控制，编码器实现链路余量值相对应速率的数据编码后，由调制器将编码数据调制到中频载波上，再由变频器1进行上变频处理，经放大器放大后发射至数传接收机。
5.按权利要求1所述的飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于，数传接收机，包括，变频器2、模数变换器ADC、解调器、解码器、信噪比估计器和控制器2。
6.按权利要求5所述的飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于，射频信号输入变频器2进行下变频处理，送模数变换器ADC采样，分成两路，一路信号经解调器直接解调处理，然后送入解码器，另一路信号经由信噪比估计器对接收信号进行信噪比估计。
7.按权利要求6所述的飞行器载终端自适应距离数传的方法，其特征在于，信噪比估计器对接收信号进行包络检波，估计出接收信号的信噪比，控制器2根据信噪比估计值控制解码器，对来自解调器不同速率的解调数据进行解码处理，输出解码数据。
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