[发明专利]一种无线光与射频混合通信系统及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线光通信技术和无线射频通信技术，具体为一种无线光与射频混合通信系统及使用方法。

背景技术

无线光FSO(Free Space Optical)传输技术是一种以自由空间为传输信道的光传输技术，其经过激光束实现信号的发射和接收，它具有保密性强、传输速率高、机动性强的特点。FSO以红外激光束为载体传输数据，红外波段比微波波段更小，更加灵活和方便。FSO系统的工作频段在300GHz以上，该频段的应用在全球不受管制，可以免费使用。FSO系统可传输数据、视频、语音等的信息，具有抗干扰能力强、极高的带宽、安装简便快捷、安全及成本低的特点。它同光纤通信一起构建的高质量的通信系统，广泛应用于军事保密通信、城域网路由保护和接入、基站连接等。

射频(RF Radio Frequency)一般指几十到几百兆赫频段，即VHF-UHF频段的电磁波，射频的载波功率能通过天线发射或接收，以交变的电磁场形式在自由空间以光速传播，碰到不同介质时射频传播速率发生变化，也会发生反射、折射、绕射、穿透等，引起各种电磁波损耗。在金属线传输时具有趋肤效应现象。射频在各种无源和有源电路中R、L、C各参数反映出是分布参数。

无线射频通信是在通信点之间广播携带通信数据的射频信号。一般射频广播的传输速率比光信号低，但射频广播信号可靠。自由空间的大气条件质量降低时，光发射将同步降质，而射频广播信号质量不受大气条件影响。虽然某些射频系统要求具备无阻挡的视距发送路径，但是空气中的粒子和杂质不会导致射频信号明显降质。在自由空间的条件导致光发射信号质量不可靠的情况下，射频通信仍可以可靠地进行。虽然射频通信的数据传递速率比光通信稍低，但是射频通信比光通信的数据发送具有更的可靠正确度和有效性。

现有的无线光与射频混合传输系统中无线光链路与射频链路的使用是1:1保护的。当无线光链路传输出现误码时，即由无线光链路切换为无线射频通信链路，以保障通信链路的可用。但这样的系统中无线光链路的利用效率不高，不能充分发挥无线光通信大带宽的优势，因为无线射频链路的带宽一般远远小于无线光链路带宽。

发明内容

本发明的目的是设计一种无线光与射频混合通信系统。本系统至少包括2台相同的无线光与射频混合通信设备，每台设备包括监测和控制单元和与之连接的无线光处理单元、无线射频处理单元，还包括与监测和控制单元连接的第一数据收发缓存单元、分包重组单元及第二数据收发缓存单元。第一数据收发缓存单元和第二数据收发缓存单元均与分包重组单元连接。

本发明的另一目的是设计一种无线光与射频混合通信系统的使用方法，相互通信的A端和B端设备先建立无线射频通信链路和无线光通信链路，A端将待发送数据分成固定长度的数据包，正常情况下通过无线光通信链路向B端发送，B端对接收的数据包校验，校验正确则要求A端发送下一数据包；校验有误要求A端重发，A端将由无线射频通信链路重发该数据包，B端再次校验，至A端全部数据发送完成，B端将缓存的数据包重新组合还原为A端发送的数据。

本发明设计的一种无线光与射频混合通信系统，包括至少2台相同的无线光与射频混合通信设备，2台无线光与射频混合通信设备互为发送端和接收端，向对方发送信息和接收对方的信息。

每台无线光与射频混合通信设备包括监测和控制单元和与之连接的无线光处理单元、无线射频处理单元，无线光处理单元配有无线光天线，进行无线光信号的收发处理；无线射频处理单元配有射频天线，进行无线射频信号的收发处理。监测和控制单元监测系统的无线光通信链路工作状态、校验接受数据、选择无线光处理单元或无线射频处理单元完成数据的发送或接收。还包括与监测和控制单元连接的第一数据收发缓存单元、分包重组单元及第二数据收发缓存单元。第一数据收发缓存单元和第二数据收发缓存单元均与分包重组单元连接。

本发明设计的一种无线光与射频混合通信系统的使用方法，包括如下主要步骤：

步骤Ⅰ、建立通信连接

无线光与射频混合通信系统包括至少2台无线光与射频混合通信设备，分别称为A端设备和B端设备。

A端设备和B端设备分别通过各自的无线射频处理单元将本设备的主要通信信息发送给对端，主要通信信息包括本设备的GPS坐标、射频天线和无线光天线的方向及俯仰角度，建立符合要求的A、B两端设备的无线射频处理单元之间的无线射频通信链路。因为无线射频通信对方向性和信道要求不高，故两端间的无线射频通信链路的建立较易。