[發(fā)明專利]一種無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)及使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610175960.0
• 申請(qǐng)日: 2016-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN105656507B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳斌;曾智龍;孫暉;楊乾遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所
• 主分類號(hào): H04B1/40
• 分類號(hào): H04B1/40;H04B10/25;H04W24/08;H04W72/12;H04W76/10
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司45107
• 代理人: 歐陽(yáng)波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線光通信技術(shù)和無(wú)線射頻通信技術(shù)，具體為一種無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)及使用方法。

背景技術(shù)

無(wú)線光FSO(Free Space Optical)傳輸技術(shù)是一種以自由空間為傳輸信道的光傳輸技術(shù)，其經(jīng)過激光束實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射和接收，它具有保密性強(qiáng)、傳輸速率高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)。FSO以紅外激光束為載體傳輸數(shù)據(jù)，紅外波段比微波波段更小，更加靈活和方便。FSO系統(tǒng)的工作頻段在300GHz以上，該頻段的應(yīng)用在全球不受管制，可以免費(fèi)使用。FSO系統(tǒng)可傳輸數(shù)據(jù)、視頻、語(yǔ)音等的信息，具有抗干擾能力強(qiáng)、極高的帶寬、安裝簡(jiǎn)便快捷、安全及成本低的特點(diǎn)。它同光纖通信一起構(gòu)建的高質(zhì)量的通信系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于軍事保密通信、城域網(wǎng)路由保護(hù)和接入、基站連接等。

射頻(RF Radio Frequency)一般指幾十到幾百兆赫頻段，即VHF-UHF頻段的電磁波，射頻的載波功率能通過天線發(fā)射或接收，以交變的電磁場(chǎng)形式在自由空間以光速傳播，碰到不同介質(zhì)時(shí)射頻傳播速率發(fā)生變化，也會(huì)發(fā)生反射、折射、繞射、穿透等，引起各種電磁波損耗。在金屬線傳輸時(shí)具有趨膚效應(yīng)現(xiàn)象。射頻在各種無(wú)源和有源電路中R、L、C各參數(shù)反映出是分布參數(shù)。

無(wú)線射頻通信是在通信點(diǎn)之間廣播攜帶通信數(shù)據(jù)的射頻信號(hào)。一般射頻廣播的傳輸速率比光信號(hào)低，但射頻廣播信號(hào)可靠。自由空間的大氣條件質(zhì)量降低時(shí)，光發(fā)射將同步降質(zhì)，而射頻廣播信號(hào)質(zhì)量不受大氣條件影響。雖然某些射頻系統(tǒng)要求具備無(wú)阻擋的視距發(fā)送路徑，但是空氣中的粒子和雜質(zhì)不會(huì)導(dǎo)致射頻信號(hào)明顯降質(zhì)。在自由空間的條件導(dǎo)致光發(fā)射信號(hào)質(zhì)量不可靠的情況下，射頻通信仍可以可靠地進(jìn)行。雖然射頻通信的數(shù)據(jù)傳遞速率比光通信稍低，但是射頻通信比光通信的數(shù)據(jù)發(fā)送具有更的可靠正確度和有效性。

現(xiàn)有的無(wú)線光與射頻混合傳輸系統(tǒng)中無(wú)線光鏈路與射頻鏈路的使用是1:1保護(hù)的。當(dāng)無(wú)線光鏈路傳輸出現(xiàn)誤碼時(shí)，即由無(wú)線光鏈路切換為無(wú)線射頻通信鏈路，以保障通信鏈路的可用。但這樣的系統(tǒng)中無(wú)線光鏈路的利用效率不高，不能充分發(fā)揮無(wú)線光通信大帶寬的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)闊o(wú)線射頻鏈路的帶寬一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于無(wú)線光鏈路帶寬。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)。本系統(tǒng)至少包括2臺(tái)相同的無(wú)線光與射頻混合通信設(shè)備，每臺(tái)設(shè)備包括監(jiān)測(cè)和控制單元和與之連接的無(wú)線光處理單元、無(wú)線射頻處理單元，還包括與監(jiān)測(cè)和控制單元連接的第一數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元、分包重組單元及第二數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元。第一數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元和第二數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元均與分包重組單元連接。

本發(fā)明的另一目的是設(shè)計(jì)一種無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)的使用方法，相互通信的A端和B端設(shè)備先建立無(wú)線射頻通信鏈路和無(wú)線光通信鏈路，A端將待發(fā)送數(shù)據(jù)分成固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包，正常情況下通過無(wú)線光通信鏈路向B端發(fā)送，B端對(duì)接收的數(shù)據(jù)包校驗(yàn)，校驗(yàn)正確則要求A端發(fā)送下一數(shù)據(jù)包；校驗(yàn)有誤要求A端重發(fā)，A端將由無(wú)線射頻通信鏈路重發(fā)該數(shù)據(jù)包，B端再次校驗(yàn)，至A端全部數(shù)據(jù)發(fā)送完成，B端將緩存的數(shù)據(jù)包重新組合還原為A端發(fā)送的數(shù)據(jù)。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)，包括至少2臺(tái)相同的無(wú)線光與射頻混合通信設(shè)備，2臺(tái)無(wú)線光與射頻混合通信設(shè)備互為發(fā)送端和接收端，向?qū)Ψ桨l(fā)送信息和接收對(duì)方的信息。

每臺(tái)無(wú)線光與射頻混合通信設(shè)備包括監(jiān)測(cè)和控制單元和與之連接的無(wú)線光處理單元、無(wú)線射頻處理單元，無(wú)線光處理單元配有無(wú)線光天線，進(jìn)行無(wú)線光信號(hào)的收發(fā)處理；無(wú)線射頻處理單元配有射頻天線，進(jìn)行無(wú)線射頻信號(hào)的收發(fā)處理。監(jiān)測(cè)和控制單元監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線光通信鏈路工作狀態(tài)、校驗(yàn)接受數(shù)據(jù)、選擇無(wú)線光處理單元或無(wú)線射頻處理單元完成數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。還包括與監(jiān)測(cè)和控制單元連接的第一數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元、分包重組單元及第二數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元。第一數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元和第二數(shù)據(jù)收發(fā)緩存單元均與分包重組單元連接。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)的使用方法，包括如下主要步驟：

步驟Ⅰ、建立通信連接

無(wú)線光與射頻混合通信系統(tǒng)包括至少2臺(tái)無(wú)線光與射頻混合通信設(shè)備，分別稱為A端設(shè)備和B端設(shè)備。

A端設(shè)備和B端設(shè)備分別通過各自的無(wú)線射頻處理單元將本設(shè)備的主要通信信息發(fā)送給對(duì)端，主要通信信息包括本設(shè)備的GPS坐標(biāo)、射頻天線和無(wú)線光天線的方向及俯仰角度，建立符合要求的A、B兩端設(shè)備的無(wú)線射頻處理單元之間的無(wú)線射頻通信鏈路。因?yàn)闊o(wú)線射頻通信對(duì)方向性和信道要求不高，故兩端間的無(wú)線射頻通信鏈路的建立較易。