本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于微波通信和空間無(wú)線光通信雙鏈路的跳頻通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

微波通信和空間無(wú)線光通信作為目前主要的通信手段，在現(xiàn)代社會(huì)中的軍事和民用領(lǐng)域都具有重要作用。微波通信和空間無(wú)線光通信均屬于無(wú)線光通信，其區(qū)別在于載波頻率不同，也可分別稱為射頻通信和光通信。微波通信是目前大面積采用的穩(wěn)定可靠通信方式，具有覆蓋面積廣，頻帶寬，信息容量大，抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，需要設(shè)中繼通訊站，而空間無(wú)線光通信作為新生通信方式，具有更大的通信頻帶寬，更大的信息容量，更高的通信速率，抗干擾，抗捕獲能力更強(qiáng)，體積小，質(zhì)量輕，功耗低，免無(wú)線電頻率更高使用許可，組網(wǎng)靈活等優(yōu)勢(shì)。兩中通信方式利弊參半，缺一不可，所以本專利是基于微波通信和空間無(wú)線光通信雙鏈路的通信系統(tǒng)。

隨著對(duì)通信容量擴(kuò)充需求的爆炸式發(fā)展，信息的安全性也引起高度重視。無(wú)論是微波通信還是空間無(wú)線光通信鏈路都存在信息泄密的風(fēng)險(xiǎn)，目前普遍采用對(duì)信源進(jìn)行算法加密的方法提高通信安全性，然而高性能的計(jì)算技術(shù)發(fā)展已嚴(yán)峻威脅著普通算法的安全性能，依靠大量運(yùn)算的算法加密同時(shí)也耗費(fèi)了大量的成本，如何實(shí)現(xiàn)低成本高效率的加密及解密技術(shù)已然迫在眉睫。此時(shí)源于無(wú)線電通信的跳頻技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，該技術(shù)使信息流在不同的載波之間按一定序列跳變，彌補(bǔ)算法加密的不足。本發(fā)明提出了一種基于微波通信和空間無(wú)線光通信雙鏈路的跳頻通信系統(tǒng)，通過(guò)跳頻技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行加密，而后在兩條鏈路的四條信道內(nèi)傳輸，也可以在微波通信或空間無(wú)線光通信系統(tǒng)內(nèi)的兩條信道內(nèi)單獨(dú)傳輸，實(shí)現(xiàn)高效率，高保密性的信號(hào)傳輸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于微波通信和空間無(wú)線光通信雙鏈路的跳頻通信系統(tǒng)，其加密端、發(fā)射端、接收端和解密端，均可布置在地面平臺(tái)、航空平臺(tái)、熱氣球平臺(tái)、衛(wèi)星空間平臺(tái)等平臺(tái)，在不同平臺(tái)之間構(gòu)成地對(duì)地，地對(duì)空或者空對(duì)空之間的數(shù)據(jù)傳輸。在微波通信和空間無(wú)線光通信鏈路中，通過(guò)調(diào)制器和混頻器將加密信號(hào)和載波分別調(diào)制成光信息和微波信號(hào)，通過(guò)帶有放大、捕獲、跟蹤定位、瞄準(zhǔn)、準(zhǔn)直聚焦功能的發(fā)射天線和接收天線建立兩個(gè)穩(wěn)定的不同波長(zhǎng)的鏈路。利用跳頻技術(shù)將電信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)混合組成新的加密信號(hào)，并且控制信號(hào)在不同載波之間快速跳變，使數(shù)據(jù)不規(guī)律的分布在信道內(nèi)，提高了通信數(shù)據(jù)的保密性，在接收端再將信號(hào)解出，完成高效率，高保密性的信號(hào)傳輸。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于微波通信和空間無(wú)線光通信雙鏈路的跳頻通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)由加密端、發(fā)射端、接收端和解密端連接而成，其中：

上述方案中，所述加密端包括：一信號(hào)源，用于提供待傳輸?shù)碾娦盘?hào)；一編碼單元，用于將電信號(hào)碎片化，使待傳輸?shù)碾娦盘?hào)與隨機(jī)信號(hào)混合組成兩路新的加密信號(hào)，控制加密信號(hào)在載波之間實(shí)現(xiàn)跳變；

上述方案中，所述發(fā)射端包括：一光波源，用于提供光載波；一微波源，用于提供微波載波；一調(diào)制單元，用于將光載波與加密信號(hào)調(diào)制成光信號(hào)，并進(jìn)行放大及濾波；一調(diào)制單元，用于將微波載波與加密信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，濾波，混頻，放大；一發(fā)射天線，用于將光信號(hào)發(fā)射出去；一發(fā)射天線，用于將微波信號(hào)發(fā)射出去；

上述方案中，所述接收端包括：一接收天線，用于接收光信號(hào)；一接收天線，用于接收微波信號(hào)；一解調(diào)單元，用于將接收到的光信號(hào)進(jìn)行放大及濾波，并解調(diào)制成電信號(hào)；一解調(diào)單元，用于將接收到的微波信號(hào)進(jìn)行放大、濾波及混頻，并解調(diào)成電信號(hào)；

上述方案中，所述解密端包括：一解碼單元，用于去除兩路加密信號(hào)中的隨機(jī)信號(hào)，將加密信號(hào)解密后整合成一路完整的信號(hào)；一信號(hào)輸出，用于輸出電信號(hào)。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中信號(hào)源可以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中編碼單元、解碼單元，用于實(shí)現(xiàn)跳頻通信的加密及解密過(guò)程，通過(guò)FPGA芯片及相關(guān)電路配套或電開(kāi)關(guān)或時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中光波源是半導(dǎo)體激光器或光纖激光器，其波長(zhǎng)選擇在大氣窗口范圍之內(nèi)或任意波長(zhǎng)。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中微波源是任意類型的的微波源，其頻率任意。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中調(diào)制單元，包括調(diào)制器、放大器和濾波器，其中調(diào)制器是鈮酸鋰晶體的、半導(dǎo)體聚合物的，或有機(jī)聚合物的；是強(qiáng)度調(diào)制器、BPSK、DPSK、QPSK或QAM相位調(diào)制器，放大器是半導(dǎo)體光放大器或光纖放大器。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中光波源和調(diào)制單元是外調(diào)類型或直調(diào)類型激光器。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中調(diào)制單元，包括放大器、濾波器、混頻器及調(diào)制器，其中放大器包括低噪聲放大器或射頻放大器，濾波器包括射頻濾波器或帶寬濾波器。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中發(fā)射天線與接收天線，主要包括放大、捕獲、跟蹤定位、瞄準(zhǔn)、準(zhǔn)直聚焦功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信號(hào)發(fā)射與接收，建立穩(wěn)定的通信信道，發(fā)射天線與接收天線之間的傳輸介質(zhì)為大氣或真空。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中解調(diào)單元是強(qiáng)度解調(diào)器或BPSK、DPSK、QPSK或QAM相位解調(diào)器。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中解調(diào)單元，包括放大器、濾波器、混頻器及解調(diào)器，其中放大器包括任何類型的低噪聲放大器或射頻放大器，濾波器射頻濾波器或帶寬濾波器。

上述方案中，所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中加密端、發(fā)射端、接收端和解密端，均可布置在地面平臺(tái)、航空平臺(tái)、熱氣球平臺(tái)或衛(wèi)星空間平臺(tái)，在不同平臺(tái)之間構(gòu)成地對(duì)地，地對(duì)空或者空對(duì)空之間的數(shù)據(jù)傳輸，且可建立至少兩條通信鏈路。

上述方案中，所述跳頻通信系統(tǒng)，其中加密過(guò)程為：在加密端，待發(fā)射的電信號(hào)進(jìn)入編碼單元，將電信號(hào)碎片化，使待傳輸?shù)碾娦盘?hào)與隨機(jī)信號(hào)混合組成兩路新的加密信號(hào)，控制加密信號(hào)在載波之間實(shí)現(xiàn)跳變，在發(fā)射端將電信號(hào)調(diào)制到載波上后，使數(shù)據(jù)不規(guī)律的分布在兩個(gè)通信信道內(nèi)，再通過(guò)發(fā)射天線進(jìn)行傳輸。

上述方案中，所述跳頻通信系統(tǒng)，其中解密過(guò)程為：在接收端，通過(guò)解調(diào)器單元將信號(hào)解調(diào)成電信號(hào)，傳輸?shù)浇饷芏说慕獯a單元中，與加密端的過(guò)程相反，實(shí)行去除隨機(jī)信號(hào)，將加密信號(hào)解密后重新整合成一路完整信號(hào)，最后再將高保密性的信號(hào)輸出。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果：

1)通過(guò)建立微波通信和空間光通信的雙鏈路系統(tǒng)，可以在不同應(yīng)用場(chǎng)景下選擇合適的通信鏈路，互不干擾，建立可靠有效的通信信道。

2)通過(guò)FPGA對(duì)信號(hào)的高速準(zhǔn)確處理能力，使信號(hào)在不同載波之間快速跳變，增加信息被截獲的難度，提高通信安全性。

3)在雙鏈路系統(tǒng)中利用跳頻技術(shù)進(jìn)行加密及解密，操作過(guò)程快速、方便、簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，其中：

圖1是本發(fā)明提供的基于微波通信和空間光通信雙鏈路的跳頻通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，圖1是本發(fā)明提供的基于微波通信和空間光通信雙鏈路的跳頻通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該系統(tǒng)由加密端、發(fā)射端、接收端和解密端連接而成，其中：

加密端包括：一信號(hào)源(1)，用于提供待傳輸?shù)碾娦盘?hào)；一編碼單元(2)，用于將電信號(hào)碎片化，使待傳輸?shù)碾娦盘?hào)與隨機(jī)信號(hào)混合組成兩路新的加密信號(hào)，控制加密信號(hào)在載波之間實(shí)現(xiàn)跳變；

發(fā)射端包括：一光波源(3)，用于提供光載波；一微波源(4)，用于提供微波載波；一調(diào)制單元(5)，用于將光載波與加密信號(hào)調(diào)制成光信號(hào)，并進(jìn)行放大及濾波；一調(diào)制單元(6)，用于將微波載波與加密信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，濾波，混頻，放大；一發(fā)射天線(7)，用于將光信號(hào)發(fā)射出去；一發(fā)射天線8，用于將微波信號(hào)發(fā)射出去；

接收端包括：一接收天線(9)，用于接收光信號(hào)；一接收天線(10)，用于接收微波信號(hào)；一解調(diào)單元(11)，用于將接收到的光信號(hào)進(jìn)行放大及濾波，并解調(diào)制成電信號(hào)；一解調(diào)單元(12)，用于將接收到的微波信號(hào)進(jìn)行放大、濾波及混頻，并解調(diào)成電信號(hào)；

解密端包括：一解碼單元(13)，用于去除兩路加密信號(hào)中的隨機(jī)信號(hào)，將加密信號(hào)解密后整合成一路完整的信號(hào)；一信號(hào)輸出(14)，用于輸出電信號(hào)。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中信號(hào)源(1)可以產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中編碼單元(2)、解碼單元(13)，用于實(shí)現(xiàn)跳頻通信的加密及解密過(guò)程，通過(guò)FPGA芯片及相關(guān)電路配套或電開(kāi)關(guān)或時(shí)分復(fù)用實(shí)現(xiàn)。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中光波源(3)是半導(dǎo)體激光器或光纖激光器，其波長(zhǎng)選擇在大氣窗口范圍之內(nèi)或任意波長(zhǎng)。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中微波源(4)是任意類型的的微波源，其頻率任意。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中調(diào)制單元(5)，包括調(diào)制器、放大器和濾波器，其中調(diào)制器是鈮酸鋰晶體的、半導(dǎo)體聚合物的，或有機(jī)聚合物的；是強(qiáng)度調(diào)制器、BPSK、DPSK、QPSK或QAM相位調(diào)制器，放大器是半導(dǎo)體光放大器或光纖放大器。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中光波源(3)和調(diào)制單元(5)是外調(diào)類型或直調(diào)類型激光器。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中調(diào)制單元(6)，包括放大器、濾波器、混頻器及調(diào)制器，其中放大器包括低噪聲放大器或射頻放大器，濾波器包括射頻濾波器或帶寬濾波器。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中發(fā)射天線(7)、(8)與接收天線(9)、(10)，主要包括放大、捕獲、跟蹤定位、瞄準(zhǔn)、準(zhǔn)直聚焦功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信號(hào)發(fā)射與接收，建立穩(wěn)定的通信信道，發(fā)射天線與接收天線之間的傳輸介質(zhì)為大氣或真空。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中解調(diào)單元(11)是強(qiáng)度解調(diào)器或BPSK、DPSK、QPSK或QAM相位解調(diào)器。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中解調(diào)單元(12)，包括放大器、濾波器、混頻器及解調(diào)器，其中放大器包括任何類型的低噪聲放大器或射頻放大器，濾波器射頻濾波器或帶寬濾波器。

所述的跳頻通信系統(tǒng)，其中加密端、發(fā)射端、接收端和解密端，均可布置在地面平臺(tái)、航空平臺(tái)、熱氣球平臺(tái)或衛(wèi)星空間平臺(tái)，在不同平臺(tái)之間構(gòu)成地對(duì)地，地對(duì)空或者空對(duì)空之間的數(shù)據(jù)傳輸，且可建立至少兩條通信鏈路。

所述跳頻通信系統(tǒng)，其中加密過(guò)程為：在加密端，待發(fā)射的電信號(hào)進(jìn)入編碼單元，將電信號(hào)碎片化，使待傳輸?shù)碾娦盘?hào)與隨機(jī)信號(hào)混合組成兩路新的加密信號(hào)，控制加密信號(hào)在載波之間實(shí)現(xiàn)跳變，在發(fā)射端將電信號(hào)調(diào)制到載波上后，使數(shù)據(jù)不規(guī)律的分布在兩個(gè)通信信道內(nèi)，再通過(guò)發(fā)射天線進(jìn)行傳輸。

所述跳頻通信系統(tǒng)，其中解密過(guò)程為：在接收端，通過(guò)解調(diào)器單元將信號(hào)解調(diào)成電信號(hào)，傳輸?shù)浇饷芏说慕獯a單元中，與加密端的過(guò)程相反，實(shí)行去除隨機(jī)信號(hào)，將加密信號(hào)解密后重新整合成一路完整信號(hào)，最后再將高保密性的信號(hào)輸出。

以上說(shuō)明書的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。