无人机自二十世纪初期诞生以来，因其所拥有的着载能力强、制造成本低、机动性好、飞行环境要求低等显著优势，始终倍受关注，使其被广泛运用于各领域。无人机在执行任务时，往往需要多架无人机同时出动，配合完成，此时承担了无人机间通信任务的无人机机载通信系统就显得尤为重要。另一方面，使数据的传输更加高速、有效和安全一直是人们所关注的问题。在瞬息万变的现代化战场上，这种有敌对方刻意干扰、极度危险、恶劣的环境，也对无人机机载通信系统提出了更高的要求。本文研究了美军优秀的战术目标瞄准网络技术（Tactical Targeting NetworkTechnology，TTNT），并以TTNT作为参考，初步设计了一个无人机机载通信系统。该系统实现了无线密钥身份验证、跳频、扩频通信等技术抗干扰和保密。对信道接入、时隙分配等关键信息进行了详细设计，针对原有的动态TDMA协议提出了优先级修正算法改进动态TDMA协议，使得时隙分配在兼顾原有优先级的条件下，更加均衡。针对无人机通信网络的特性，选取了Ad hoc网络（有特殊用途的无线网络）作为组网方式。又出于提供高网络容量等因素考虑，使用分簇组网拓扑结构，设计了组网流程。由于实际的无人机机载通信系统从开发到实物验证是一个漫长的过程，并且需要耗费大量人力、物力，在现有条件下，用实物验证是不现实的，而且实际数据指标的收集也是困难的。因此采用仿真系统模拟设计的通信系统，不但可以完成对系统的测试任务，而且相对方便易行。本文使用了OPNET网络仿真软件，按照所设计的通信系统原理，详细构造了无人机节点模型。并根据不同用途，搭建了两个仿真场景进行仿真。收集仿真中的统计量，如吞吐量、信道接入延迟、节点入网延迟等仿真数据。最后提出数据并分析结果，并与TTNT相比较，讨论了所设计的通信系统的优劣。本文研究成果可用于无人机通信系统的建设，并已在某项目中得到应用。目前我国数据链发展相对落后，对TTNT这种国外先进的数据链技术的研究，也非常有助于我国发展自己的数据链系统。