專利名稱：潛通信中建立通信鏈路的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潛通信技術(shù)，尤其涉及潛通信中建立通信鏈路的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及潛通信中水下通信端與空中通信端之間的通信，這里以水下通信端 為潛艇進(jìn)行說明。目前，潛通信主要采用甚低頻或超低頻的傳輸方式，建立通信鏈路時(shí)，對于甚低頻，空中通信端發(fā)送大量信息到指定收信深度，潛艇定期浮到指定收信深度收信，建立與激光通信機(jī)之間的通信鏈路，其實(shí)時(shí)性和隱蔽性差，使?jié)撏菀妆话l(fā)現(xiàn)，且其實(shí)現(xiàn)規(guī)模大、抗干擾能力差；對于超低頻，其數(shù)據(jù)傳輸速度極低，為lbit/min，空中通信端無法發(fā)送大量信息到水區(qū)中的指定深度，且為了提高實(shí)時(shí)性和隱蔽性，便采用激光掃描的方式建立通信鏈路，圖I為現(xiàn)有采用激光掃描方式連接通信鏈路的方法流程圖，其包括以下步驟步驟101，空中通信端在水區(qū)上空進(jìn)行掃描，向水區(qū)打出藍(lán)綠激光。這里，假設(shè)空中通信端具體為藍(lán)綠激光通信器，置于飛機(jī)上。步驟102，潛艇接收由空中通信端發(fā)出的藍(lán)綠激光，根據(jù)藍(lán)綠激光傳送的方向確定空中通信端的位置信息。由于空中通信端不知道潛艇的位置，需要在較大范圍內(nèi)進(jìn)行往返掃描，以使發(fā)出的藍(lán)綠激光打中潛艇。圖2為機(jī)載藍(lán)綠激光通信器進(jìn)行掃描的示意圖，在掃描過程中，飛機(jī)首先要知道潛艇所在的大概海域位置，然后在相應(yīng)的海區(qū)上空往返飛行，使打出的藍(lán)綠激光光斑能掃過整個(gè)預(yù)定海域，往返光斑有一定重疊。步驟103，潛艇根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送藍(lán)綠激光。步驟104，空中通信端根據(jù)光波傳送的方向確定潛艇的位置信息。步驟105，空中通信端根據(jù)確定出的位置信息向潛艇發(fā)送藍(lán)綠激光，建立與潛艇之間的激光通信鏈路。之后，空中通信端與潛艇便可通過建立的通信鏈路進(jìn)行信息交互。采用激光掃描方式，由于潛艇在深海隱蔽時(shí)飛機(jī)很難獲得潛艇的大概位置，加大了掃描區(qū)域，且飛機(jī)需要往返進(jìn)行掃描，導(dǎo)致通信鏈路建立時(shí)間長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種潛通信中建立激光通信鏈路的方法，該方法能夠快速建立通信鏈路。本發(fā)明提供了一種潛通信中建立激光通信鏈路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠快速建立通信鏈路。一種潛通信中建立激光通信鏈路的方法，該方法包括水下通信端接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息；水下通信端根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波；空中通信端根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息；空中通信端根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。一種潛通信中建立激光通信鏈路的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水下通信端和空中通信端；所述水下通信端，用于接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息；水下通信端還根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波；所述空中通信端，用于發(fā)送深水聲音信號，接收光波，根據(jù)光波傳送的方向確定水 下通信端的位置信息；并根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。從上述方案可以看出，本發(fā)明通過空中通信端發(fā)出的深水聲音信號來確定空中通信終端的位置，根據(jù)深水聲音信號的特點(diǎn)，其傳播范圍比機(jī)載激光掃描范圍大得多，無需在水區(qū)上空進(jìn)行往返掃描，縮短了確定位置信息的時(shí)間，從而，實(shí)現(xiàn)了快速建立通信鏈路。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)潛通信中建立通信鏈路的方法流程圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)機(jī)載激光通信器進(jìn)行掃描的示意圖；圖3為本發(fā)明潛通信中建立通信鏈路的方法示意性流程圖；圖4為本發(fā)明潛通信中建立通信鏈路的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明根據(jù)深水聲音信號傳播范圍廣的特點(diǎn)，通過空中通信端發(fā)出的深水聲音信號來確定空中通信終端的位置，以建立空中通信端與水中通信端之間的通信鏈路，下面對深水聲音信號進(jìn)行說明。通過關(guān)于水下聲道通信的研究發(fā)現(xiàn)，對于海下600-2000米之間的水下聲道，聲波可傳輸?shù)綌?shù)千公里之外，而沒有衰減的跡象，其傳播方式與光波在光波導(dǎo)內(nèi)的傳輸類似；實(shí)踐還發(fā)現(xiàn)，在該水下聲道處爆炸一個(gè)幾公斤的炸藥，在兩萬千米外還能接收到信號。在潛通信領(lǐng)域中，水下通信端通常浮在海下600-2000米聲道之間的位置，利用聲音信號在該水下聲道內(nèi)傳輸范圍較廣的特點(diǎn)，可通過空中通信端發(fā)出深水聲音信號，將空中通信終端的位置信息通知給水中通信端，以建立空中通信端與水中通信端之間的通信鏈路；下面通過圖3對本發(fā)明建立通信鏈路的方法進(jìn)行具體說明。圖3的流程包括以下步驟步驟301，水下通信端接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息。具體地，所述深水聲音信號可以由設(shè)置在空中通信端的飛秒激光器發(fā)出，飛秒激光器可產(chǎn)生水下飛秒音爆。飛秒音爆為現(xiàn)有技術(shù)，這里進(jìn)行簡單說明飛秒激光器向水下600-2000米聲道發(fā)送飛秒激光脈沖，通過對激光束的調(diào)制使其在水下特定位置聚焦，聚焦后的高能脈沖激光與海水相互作用發(fā)生光學(xué)擊穿現(xiàn)象，使海水汽化，在這一過程中，將產(chǎn)生高溫高壓等離子體，并伴隨聲響現(xiàn)象，從而，產(chǎn)生水下“音爆”。產(chǎn)生的深水聲音信號再通過深海聲道傳至水域內(nèi)的水下通信端。空中通信端可按一定的時(shí)間間隔規(guī)律發(fā)出深水聲音信號，水下通信端再根據(jù)接收的深水聲音信號的時(shí)間間隔規(guī)律，解析出空中通信端的位置信息。所述時(shí)間間隔規(guī)律例如為將設(shè)定次數(shù)表示為N，該值可根據(jù)需要設(shè)置；將連續(xù)接收到N次深水聲音的時(shí)間間隔用P表示，不同的P值對應(yīng)了不同的位置信息；水中通信端接收深水聲音信號后，對其進(jìn)行分析，確定出P值，便獲知了空中通信端的位置。所述水下通信端例如為潛艇，所述空中通信端可置于飛機(jī)上。步驟302，水下通信端根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波。所述光波例如為藍(lán)綠激光或毫米波等。步驟303，空中通信端根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息。步驟304，空中通信端根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路?？罩型ㄐ哦伺c水下通信端之間建立的通信鏈路可以為激光通信鏈路或毫米波通信鏈路等。之后，空中通信端與水下通信端便可通過建立的通信鏈路進(jìn)行信息交互。采用現(xiàn)有的激光掃描方式，由于水中通信端在深海隱蔽時(shí)飛機(jī)很難獲得水中通信端的大概位置，加大了掃描區(qū)域，且飛機(jī)需要往返進(jìn)行掃描，導(dǎo)致通信鏈路建立時(shí)間長；且飛機(jī)在海域上空定向飛行，活動(dòng)范圍小，破壞了飛機(jī)的機(jī)動(dòng)性；飛機(jī)長時(shí)間進(jìn)行掃描也破壞了水中通信端的隱蔽性。而本發(fā)明通過空中通信端發(fā)出的深水聲音信號來確定空中通信端的位置，以建立通信鏈路，無需在水區(qū)上空進(jìn)行往返掃描，簡便了操作，縮短了確定位置信息的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了快速建立通信鏈路；飛機(jī)無需在空中盤旋，也提高了水中通信端的隱蔽性。本發(fā)明還提供了一種潛通信中建立通信鏈路的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖4所示，該系統(tǒng)包括水下通信端和空中通信端；所述水下通信端，用于接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息；水下通信端還根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波；所述空中通信端，用于發(fā)送深水聲音信號，接收光波，根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息；并根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路?？蛇x地，所述空中通信端包括光波通信器和飛秒激光器；所述飛秒激光器，用于發(fā)送深水聲音信號；所述光波通信器，用于接收所述水下通信端發(fā)送的光波，根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息；并根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。 可選地，所述水下通信端包括第一通信單元，所述光波通信器包括第二通信單元；所述第一通信單元和所述第二通信單元通過建立的通信鏈路進(jìn)行信息交互。
可選地，所述水下通信端包括位置獲取單元，用于根據(jù)接收的深水聲音信號的時(shí)間間隔規(guī)律，解析出空中通信端的位置信息?？蛇x地，所述水下通信端為潛艇，所述空中通信端置于飛機(jī)中。本發(fā)明不僅可用于潛通信中超低頻傳輸?shù)那闆r，還可用于甚低頻或其他頻率傳輸?shù)那闆r。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(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)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種潛通信中建立通信鏈路的方法，其特征在于，該方法包括水下通信端接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息；水下通信端根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波；空中通信端根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息；空中通信端根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述獲取空中通信端的位置信息包括水下通信端根據(jù)接收的深水聲音信號的時(shí)間間隔規(guī)律，解析出空中通信端的位置信肩、O
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述水下通信端為潛艇，所述空中通信端置于飛機(jī)中，所述深水聲音信號由空中通信端的飛秒激光器發(fā)出。
4.如權(quán)利要求I、2或3所述的方法，其特征在于，所述建立與水下通信端之間的通信鏈路之后，該方法還包括空中通信端與水下通信端通過建立的通信鏈路進(jìn)行信息交互。
5.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，空中通信端與水下通信端之間建立的通信鏈路為激光通信鏈路或毫米波通信鏈路。
6.一種潛通信中建立通信鏈路的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括水下通信端和空中通信端；所述水下通信端，用于接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息；水下通信端還根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波；所述空中通信端，用于發(fā)送深水聲音信號，接收光波，根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息；并根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述空中通信端包括光波通信器和飛秒激光器;所述飛秒激光器，用于發(fā)送深水聲音信號；所述光波通信器，用于接收所述水下通信端發(fā)送的光波，根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息；并根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水下通信端包括第一通信單元，所述光波通信器包括第二通信單元；所述第一通信單元和所述第二通信單元通過建立的通信鏈路進(jìn)行信息交互。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水下通信端包括位置獲取單元， 用于根據(jù)接收的深水聲音信號的時(shí)間間隔規(guī)律，解析出空中通信端的位置信息。
10.如權(quán)利要求6、7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水下通信端為潛艇，所述空中通信端置于飛機(jī)中。
全文摘要
本發(fā)明提供了潛通信中建立通信鏈路的方法及系統(tǒng)，其中，該方法包括水下通信端接收由空中通信端發(fā)出的深水聲音信號，獲取空中通信端的位置信息；水下通信端根據(jù)獲取的位置信息向空中通信端發(fā)送光波；空中通信端根據(jù)光波傳送的方向確定水下通信端的位置信息，根據(jù)確定出的位置信息向水下通信端發(fā)送光波，建立與水下通信端之間的通信鏈路。本發(fā)明方案能夠快速建立通信鏈路。
文檔編號H04B13/02GK102624463SQ20111002886
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月26日
發(fā)明者劉明, 劉洋, 毛獻(xiàn)輝, 牛春暉, 王昊光 申請人:北京國科環(huán)宇空間技術(shù)有限公司