CN111183749B - 一种长短码联合扩频体制无人机数据链路发信机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长短码联合扩频体制无人机数据链路发信机。它采用短码直扩信号和长码直扩信号两路信号正交调制体制，短码调制信息为引导长码捕获模式的时间同步信息，长码调制信息为用户数据信息。与短周期直扩体制数据链路相比，本发明专利采用了长周期伪随机序列扩频，显著提高了无人机链路的抗截获能力，还具有数字化程度高、体积小、易于调试、性能稳定可靠等优点，适合于对指令信息安全程度要求较高的复杂电磁环境中的信息传输。

Description

一种长短码联合扩频体制无人机数据链路发信机

技术领域

本发明专利涉及无人机测控领域中的一种长短码联合扩频体制无人机数据链路发信机，特别适用于复杂电磁环境下对指令信息安全程度要求较高的抗截获无线传输。

背景技术

为了应对复杂的电磁威胁，提高测控领域的无线数据传输的信息安全程度，应采用必要的抗截获技术。目前国内外无人机数据链的上行链路和中等速率的下行链路已广泛采用短周期伪随机序列直接序列扩频技术，但还没有采用长短码联合扩频体制的抗抗截获技术的报导。目前短周期伪随机序列直接序列扩频体制数据链路由于信号周期特征明显，容易被非合作方通过周期特性破译伪随机序列，存在着较强的信息安全隐患，已不能适应军事通信保密性要求。

发明内容

本发明的目的在于弥补上述背景技术中的不足之处，利用非周期序列的不存在周期性特点，采用长周期伪随机序列的某一段对数据进行扩频，有效提高了信息安全。本发明设计了长短码联合扩频体制发信机，解决了长周期伪随机序列应用于发信机时必须解决的长码产生、体制设计、正交调制等关键问题，能够兼容大多数无人机数据链硬件平台，且极大改善了数据链抗截获性能，，同时还具有数字集成化程度高、电路简单、体积小、易于调试、性能稳定可靠等优点。

本发明是这样实现的：

一种长短码联合扩频体制无人机数据链路发信机，其特征在于：包括时序控制模块1、数据信息产生模块2、同步信息产生模块3、长码产生模块4、短码产生模块5、数据信息纠错编码模块6、同步信息纠错编码模块7、长码扩频调制模块8、短码扩频调制模块9、工作方式选择模块10、数据调制模块11、数模转换模块12、滤波放大模块13和电源14；其中，时序控制模块1输出四路时序控制信号；数据信息产生模块2在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下完成待传输信息的组帧和串行输出；长码产生模块4在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下产生长周期伪随机序列并串行输出；短码产生模块5在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下产生短周期伪随机序列并串行输出；同步信息产生模块3在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下完成同步信息的组帧和串行输出；数据信息纠错编码模块6对数据信息产生模块2输出的数据信息进行纠错编码并输出；同步信息纠错编码模块7对同步信息产生模块3输出的数据信息进行纠错编码并输出；长码扩频调制模块8用长码产生模块4输出的长周期伪随机序列对数据信息纠错编码模块6输出的数据进行扩频调制；短码扩频调制模块9用短码产生模块5输出的短周期伪随机序列对同步信息纠错编码模块7输出的数据进行扩频调制；工作模式选择模块10根据工作方式选择控制信号；数据调制模块11在工作模式选择模块10的控制信号的控制下，对长码扩频调制模块8输出的扩频信号和/或短码扩频调制模块9输出的扩频信号进行调制并输出；数模转换模块12将数据调制模块11输入的中频数字信号转换为模拟信号；滤波放大模块13将数模转换模块12输入的模拟信号进行放大滤波后输出。

本发明相比背景技术有如下优点：

1.实现了长周期伪随机序列扩频体制的发信机，具有很强的抗截获性能，能适用于大多数的无人机上行数据链中，增加上行遥控指令的抗截获能力。

2.本发明具有两种工作模式：长短码联合扩频模式和长短码交替扩频模式，能够适应不同应用场合。

3.本发明各部件采用大规模可编程集成电路制作，具有线路简单、体积小、成本低廉、易于调试、性能稳定可靠等优点，在工程中实用性强，具有普及推广应用价值。

附图说明

图1是本发明的电原理方框图。

具体实施方式

图1是本发明的电原理方框图，实施例按图1连接线路。本发明中，时序控制模块1提供控制信号给数据信息产生模块2产生数据，提供控制信号给同步信息产生模块3产生同步数据，提供控制信号给长码产生模块3产生长码序列，提供控制信号给短码产生模块4产生短码序列，各功能模块在时序上是相关的；数据信息产生模块2在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下完成待传输信息的组帧和串行输出；同步信息产生模块3在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下完成同步信息的组帧和串行输出；长码产生模块4在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下产生长周期伪随机序列并串行输出；短码产生模块5在时序控制模块1输入时序控制信号的控制下产生短周期伪随机序列并串行输出；数据信息纠错编码模块6对数据信息产生模块2输出的数据信息进行纠错编码并输出；同步信息纠错编码模块7对同步信息产生模块3输出的数据信息进行纠错编码并输出；长码扩频调制模块8用长码产生模块4输出的长周期伪随机序列对数据信息纠错编码模块6输出的数据进行扩频调制；短码扩频调制模块9用短码产生模块5输出的短周期伪随机序列对同步信息纠错编码模块7输出的数据进行扩频调制；工作模式选择模块10根据工作方式选择控制信号；数据调制模块11在工作模式选择模块10的控制信号的控制下，对长码扩频调制模块8输出的扩频信号和/或短码扩频调制模块9输出的扩频信号进行调制并输出；数模转换模块12将数据调制模块11输入的中频数字信号转换为模拟信号；滤波放大模块13将数模转换模块12输入的模拟信号进行放大滤波后输出；本发明电源14提供各级部件工作电压，实施例采用通用的集成稳压电源制作，输出电压为+3.3V电压。

本发明安装结构如下：把本发明图1所有电路部件的元器件安装在一块长×宽为140×127mm的印刷板上，然后把印制板安装在长×宽×高为150×137×12.5mm的屏蔽盒内，屏蔽盒分别组装于250×230×220mm的机箱内，在机箱的后面板上安装信号入和出端口的电缆插座，电缆插座通过电缆与外接的射频部件连接，在机箱的后面板上安装电源输入插座，前面板上安装电源开关，组装成本发明。

Claims (1)

1.一种长短码联合扩频体制无人机数据链路发信机，其特征在于：包括时序控制模块(1)、数据信息产生模块(2)、同步信息产生模块(3)、长码产生模块(4)、短码产生模块(5)、数据信息纠错编码模块(6)、同步信息纠错编码模块(7)、长码扩频调制模块(8)、短码扩频调制模块(9)、工作方式选择模块(10)、数据调制模块(11)、数模转换模块(12)、滤波放大模块(13)和电源(14)；其中，时序控制模块(1)输出四路时序控制信号；数据信息产生模块(2)在时序控制模块(1)输入的时序控制信号的控制下完成待传输信息的组帧和串行输出；长码产生模块(4)在时序控制模块(1)输入的时序控制信号的控制下产生长周期伪随机序列并串行输出；短码产生模块(5)在时序控制模块(1)输入时序控制信号的控制下产生短周期伪随机序列并串行输出；同步信息产生模块(3)在时序控制模块(1)输入时序控制信号的控制下完成同步信息的组帧和串行输出；数据信息纠错编码模块(6)对数据信息产生模块(2)输出的数据信息进行纠错编码并输出；同步信息纠错编码模块(7)对同步信息产生模块(3)输出的数据信息进行纠错编码并输出；长码扩频调制模块(8)用长码产生模块(4)输出的长周期伪随机序列对数据信息纠错编码模块(6)输出的数据进行扩频调制；短码扩频调制模块(9)用短码产生模块(5)输出的短周期伪随机序列对同步信息纠错编码模块(7)输出的数据进行扩频调制；工作模式选择模块(10)根据工作方式选择控制信号；数据调制模块(11)在工作模式选择模块(10)的控制信号的控制下，对长码扩频调制模块(8)输出的扩频信号和/或短码扩频调制模块(9)输出的扩频信号进行调制并输出；数模转换模块(12)将数据调制模块(11)输入的中频数字信号转换为模拟信号；滤波放大模块(13)将数模转换模块(12)输入的模拟信号进行放大滤波后输出。

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