一种用于无人平台测控的无线数据链系统技术方案

本发明专利技术提供了一种用于无人平台测控的无线数据链系统，包括车载数据链端机和地面数据链端机；所述车载数据链端机包括低延时编码单元和车载通信传输单元；所述地面数据链端机包括地面通信传输单元和锂电池组。本发明专利技术通过低延时编码单元实现多路视频输入、画面的合成显示和控制处理，视频编码压缩传输，并且通过频分+功控+1PPS的设计方式实现多套无线数据链系统同时共存，具备集成化高、使用灵活和低延时等特性。时等特性。时等特性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无人平台测控的无线数据链系统


[0001]本专利技术属于军用电子
，特别涉及一种用于无人平台测控的无线数据链系统。

技术介绍

[0002]随着战争形态快速转型、武器装备更新换代和使命任务不断拓展，特别是新形势下军事战略方针和联合指挥体制的建立，武器作战的时代背景发生了崭新变化。智能化、无人化等技术加速向军事领域渗透，已成为军事变革的重要推手，必将催生新的作战样式，改变未来战争面貌。把握战争形态发展趋势，适应未来作战需求，加快推进无人装备建设，已成为军事斗争准备和军队建设的一项紧迫任务。
[0003]无线数据链系统是构建无人系统体系建设的基础装备，也是新一代作战单元的重要组成部分，是提升军事战斗力的新质增长点。无线数据链系统是形成全时全域作战能力的关键装备，主要编配在无人车、无人机、无人艇等装备上，用于无人平台的视频信息、状态信息的回传和远程操作控制。
[0004]随着无人平台高度集成光电探测设备、环境感知设备等设备，导致无线数据链系统对传输距离、延时、带宽、环境适应性均有更高的要求，在一定距离范围内有限带宽的情况下传输高质量的图像，保证图像的连续稳定以及带宽的平滑稳定，是一个需要解决的关键问题。
[0005]随着加强军事力量，各类模拟对抗训练紧迫开展，无人化编队无法满足同一时刻有多套无线数据链系统同时共存的局面，因此急需研发新一代用于无人平台测控的无线数据链系统。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种用于无人平台测控的无线数据链系统，具有多路视频输入、可实时画面合成显示和控制处理、视频编码压缩，具有稳定的图像连续传输以及带宽的平缓稳定，具有同频内多套系统同时共存能力。
[0007]本专利技术系统包括车载数据链端机和地面数据链端机；
[0008]所述车载数据链端机包括低延时编码单元和车载通信传输单元；
[0009]所述地面数据链端机包括地面通信传输单元和锂电池组。
[0010]所述低延时编码单元包括可编程片上系统、视频接口模块、DDR(Double Data Rate)存储器；
[0011]所述可编程片上系统包括传统现场可编辑门阵列FPGA(FPGA：Field Programmable Gate Array)和ARM处理器(ARM：Advanced RISC Machine)，具有较强的系统性能、灵活性和可扩展性，极大的降低端机的设计面积和系统功耗，为整机重量降低提供很大的帮助；
[0012]所述视频接口模块包括SDI(Serial Digital Interface)视频接口和PAL(Phase Alternating Line)视频接口，SDI视频接口电路采用四通道串行数字视频接收器芯片完成串并转换后进入可编辑门阵列FPGA中处理，同时选用自适应均衡器衰减高频抖动并提供最佳的信号完整性；PAL视频接口电路采用成都振芯的视频编码器，完成多路PAL信号的采集；
[0013]所述DDR存储器接受可编程片上系统的管理，实现PAL视频流的写入及读出的总线管理操作，编码单元视频叠加时，由DDR存储器提供存储的PAL视频，与外部输入的SDI视频进行画面叠加合成操作；
[0014]所述低延时编码单元采用H.264编码框架，采用以宏块为单位的快速编码方式，利用FPGA硬件实现编码模块；其中所述编码模块用于实现帧间运动估计、帧间运动补偿、帧内预测、离散余弦变换(DCT：Discrete Cosine Transform)和量化、上下文自适应变长编码(CAVLC：Context
‑
Adaptive Variable Length Coding)、熵编码、反量化和反变换、帧重建、去块效应滤波功能；
[0015]所述车载通信传输单元和地面通信传输单元采用相同的架构，均分别包含ARM主控和接口、FPGA基带和AD/DA(AD/DA：Analog to Digital Convert/Digital to Analog Convert，模拟
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数字信号转换/数字
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模拟)信号转换模块、无线电收发机(Transceiver)、射频功放；
[0016]ARM主控和接口用于所述系统的版本管理、器件管理、数据接口协议处理、数据搬移、通信传输单元的媒体访问控制层控制；
[0017]所述FPGA基带和信号转换模块用于发射机端，从ARM主控接收用户数据流的调制、数模转换和上变频；在接收机端，实现下变频、模数转换和解调，并转发用户数据流到ARM侧；
[0018]所述射频功放用于射频信号的收发，包括发射信号的放大、接收信号的放大、以及射频开关切换控制。
[0019]所述锂电池组用于为地面通信传输单元提供电源，能够在低温
‑
40℃下连续工作4小时，且具备电量查询指示。
[0020]选用ARM和传统FPAG结合的低延时编码单元，支持多路视频输入、画面的合成显示和控制处理、视频的编码压缩，保证传输高质量的连续平滑稳定的图像；选用频分+功控+1PPS的设计方式，确保无线数据链系统间的同发同收，并且当操控端距离很近是相互不干扰。
[0021]无人平台端数据链端机为系统使用独特的码流平滑处理技术，使得网络带宽占用平缓，有利于网络及视频显示的稳定，支持固定码率和平滑模式等多种参数配置，以满足传输过程对带宽的特殊要求。
[0022]无人平台端数据链端机为系统提供无噪点无抖动无色差的图传数据。
[0023]无人平台端数据链端机为系统在较低带宽以及极低的延时情况下，较好地完成了图像画面还原，尤其针对无人平台高速运动过程中运动画面的清晰和稳定。
[0024]地面数据链端机在外部无电源输入情况下，能够自身长时间工作。
[0025]所述系统具有一个1PPS(秒脉冲)输入，用于给时钟校准提供一个基准，秒脉冲信号可由外部提供。实现无线数据链系统间的同发同收，并且当操控端距离很近是相互不干扰。
[0026]所述系统具有功控处理，使得无线数据链系统间设备可以任意摆放距离。
[0027]有益效果：本专利技术通过低延时编码单元实现多路视频输入、画面的合成显示和控制处理，视频编码压缩传输，并且通过频分+功控+1PPS的设计方式实现多套无线数据链系统同时共存，具备集成化高、使用灵活和低延时等特性。
附图说明
[0028]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0029]图1是本专利技术系统组成示意图。
[0030]图2是无人平台车载数据链端机架构框图。
[0031]图3是H.264编码原理结构框图。
具体实施方式
[0032]如图1和图2所示，本专利技术提供了一种用于无人平台测控的无线数据链系统，包括车载数据链端机系和地面数据链端机，其中，所述无人平台车载数据链端机包括低延时编码单元和通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无人平台测控的无线数据链系统，其特征在于，包括车载数据链端机和地面数据链端机；所述车载数据链端机包括低延时编码单元和车载通信传输单元；所述地面数据链端机包括地面通信传输单元和锂电池组。2.根据权利要求1所述的一种用于无人平台测控的无线数据链系统其特征在于，所述低延时编码单元包括可编程片上系统、视频接口模块、DDR存储器；所述可编程片上系统包括可编辑门阵列FPGA和ARM处理器；所述视频接口模块包括SDI视频接口和PAL视频接口，SDI视频接口电路采用四通道串行数字视频接收器芯片完成串并转换后进入可编辑门阵列FPGA中处理；PAL视频接口电路采用成都振芯的视频编码器，完成多路PAL信号的采集；所述DDR存储器接受可编程片上系统的管理，实现PAL视频流的写入及读出的总线管理操作，编码单元视频叠加时，由DDR存储器提供存储的PAL视频，与外部输入的SDI视频进行画面叠加合成操作。3.根据权利要求2所述的一种用于无人平台测控的无线数据链系统，其特征在于，所述低延时编码单元采用H.264编码框架，采用以宏块为单...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘欣辉，黄磊，杨昕悦，马长胜，姚连喜，郭贺，吕遵明，李垚，高知明，陶治礼，
申请(专利权)人：江苏和正特种装备有限公司，
类型：发明
国别省市：