一种TDD制式高速图传系统及通信控制方法和工作方法技术方案

技术编号:9546606 阅读:156 留言:0更新日期:2014-01-08 22:38
本发明专利技术提供了一种TDD制式高速图传系统及通信控制方法和工作方法,该图传系统采用模块化硬件结构设计,实现小体积、高集成度、多功能的需要,是一套高性能、高速率传输数据信号的无线传输系统。该系统集高质量的图像(包含视频、图片)和其他数据业务于一体,按照特定的消息格式和通信协议,实时传输数据信息与视频图像信息,电台具有TDD的双向通信能力,同一套设备同时支持视频(可见光、红外)、图片、SAR信号的下行传输,也支持反向测控数据等低速数据业务的上行传输,频谱利用率高,从而更加满足日新月异当前航天通信需要。

【技术实现步骤摘要】
一种TDD制式高速图传系统的通信控制方法
本专利技术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TDD制式的高速图传系统及通信控制方法和工作方法。
技术介绍
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(FrequencyDivisionDuplexing,FDD)制式来满足综合通信业务的需求。此类图传系统硬件复杂、成本较高,同时频谱利用率较低。中频信号处理硬件架构设计上,传统图传系统采用FPGA+DSP+MCU相结合的方式。图1为传统图传系统中频架构,其中DSP芯片负责数据组帧、编解码、解帧等协议;FPGA数字芯片负责数字上下变频、调制、解调;MCU负责人机交互界面的设计。DSP芯片与FPGA进行交互时,涉及大量接口,硬件复杂,且若对高速信号(Mbps级)处理不当,将导致系统稳定性大幅下降。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种TDD制式高速图传系统及通信控制方法和工作方法,该图传系统采用模块化硬件结构设计,实现小体积、高集成度、多功能的需要,是一套高性能、高速率传输数据信号的无线传输系统。该系统集高质量的图像(包含视频、图片)和其他数据业务于一体,按照特定的消息格式和通信协议,实时传输数据信息与视频图像信息,电台具有TDD的双向通信能力,同一套设备同时支持视频(可见光、红外)、图片、SAR信号的下行传输,也支持反向测控数据等低速数据业务的上行传输,频谱利用率高,从而更加满足日新月异当前航天通信需要。本专利技术采用的技术方案如下:一种TDD制式高速图传系统,其特征在于:包括分别与第一收发天线1及摄像机4相连的图传机载电台3,和分别与第二收发天线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通过第一收发天线1和第二收发天线2完成相互通讯。作为优选,所述图传机载电台3包括第一电源模块和第一射频模块;所述第一电源模块包括第一电源板311、第一图像处理板312和第一调制解调板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、第一调制解调板313、第一接收机模块321、第一功放模块323和第一收发天线1依次相连;所述第一频综模块322分别与第一图像处理模板312和第一调制解调板313相连。作为优选,所述图传地面站电台5包括第二电源模块和第二射频模块;所述第二电源模块包括第二电源板511、第二图像处理板512和第二调制解调板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;所述第二收发天线2、第二功放模块523、第二接收机模块521、第二调制解调板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与第二接收机模块521和第二调制解调板513分别相连。基于上述系统的通信控制方法,所述图传机载电台3为主机,图传地面站电台5为从机,主机与从机通信的具体控制方法为:传输时间以时隙来分配;将上下行帧结构设计为固定时隙;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,发送已知的帧头与图像信息,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、从机对图像信息进行解调并计算信息长度;步骤四、从机接收图像数据完毕后,触发一个标志信号,同时从机发送数据时钟检测该标志信号,一旦检测到,则进入发送数据状态。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,主机采用QPSK调制,码率3Mbit/s,从机采用MSK调制,码率60kbit/s;单个时隙长度为91.5128ms,其中,下行图像信息占用87.5128ms,上行控制命令占用3ms,单向空中传输延迟1ms。与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:硬件结构体积小,集成度高,频谱利用率高,满足多功能需求;采用TDD制式的时分双工通信传输方式,同一套设备同时支持视频(可见光、红外)、图片、SAR信号的下行传输,也支持反向测控数据等低速数据业务的上行传输,从而更加满足日新月异当前航天通信需要。附图说明图1为现有技术图传系统中频架构。图2为本技术结构示意图。图3为本专利技术其中一实施例的图传机载电台结构示意图。图4为图3所示实施例的图传地面站电台结构示意图。图5为本专利技术主机、从机通信帧结构示意图。图6为本专利技术主机、从机通信工作流程图。图7为主机发射状态控制及转移图。图8为从机发射状态控制及转移图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术,并不用于限定本专利技术。本说明书中公开的所有特征,除了互相排除的特征以外,均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。本专利技术针对高速信号(Mbps级)的时分双工(TDD)技术,实现图像、数据业务的双工传输。该系统只采用一个天线、一套收发机、在一个频点上即可实现数据、图像的双工通信。如图2所示,一种TDD制式高速图传系统,包括分别与第一收发天线1及摄像机4相连的图传机载电台3,和分别与第二收发天线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通过第一收发天线1和第二收发天线2完成相互通讯。从硬件复杂度和系统稳定性考虑,图传系统中频、基带信号处理模块改用单片、低功耗FPGA实现。其中图传机载电台3与图传地面站电台5通过时分双工(TimeDivisionDuplexing,TDD)制式实现图像与指控信息上下行传输。下行主要用于传输视频、图片等信息给地面站,上行用于指控命令等低速数据业务的传送,从而实现地空间的双向通信。电台有两种工作状态:接收和发射。接收时,对天线信号进行接收解调处理,产生解调信号;发射时,将图像、控制信号进行调制,产生射频信号并通过天线发射出去。发射工作状态时,如图3所示,所述图传机载电台3包括第一电源模块和第一射频模块;所述第一电源模块包括第一电源板311、第一图像处理板312和第一调制解调板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、第一调制解调板313、第一接收机模块321、第一功放模块323和第一收发天线1依次相连;所述第一频综模块322分别与第一接收机模块321和第一调制本文档来自技高网...
一种TDD制式高速图传系统及通信控制方法和工作方法

【技术保护点】
一种TDD制式高速图传系统,其特征在于:包括分别与第一收发天线(1)及摄像机(4)相连的图传机载电台(3)?,和分别与第二收发天线(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)通过第一收发天线(1)和第二收发天线(2)完成相互通讯。

【技术特征摘要】
1.一种TDD制式高速图传系统的通信控制方法,其特征在于:所述图传系统包括分别与第一收发天线(1)及摄像机(4)相连的图传机载电台(3),和分别与第二收发天线(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)通过第一收发天线(1)和第二收发天线(2)完成相互通讯;其通信控制方法为:所述图传机载电台(3)为主机,图传地面站电台(5)为从机,主机和从机通信的具体控制方法为:传输时间以时隙来分配;将上下行帧结构设计为固定时隙;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;所述通信控制方法的通信工作方法为:步骤一、上电后,主机在规定的时隙时间内,发送已知的帧头与图像信息,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...

【专利技术属性】
技术研发人员:程皓王娟苏莹万潜韬胡文
申请(专利权)人:成都航天通信设备有限责任公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1