一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，所述激光射频一体化通信系统包括激光射频一体化处理终端、射频天线和光学天线，所述射频天线和光学天线分别经光纤与所述激光射频一体化处理终端相连；本发明专利技术通过链路质量、传输能力、链路负载评估激光和射频链路效能，根据各链路效能计算流量分配比例，实现数据流量在激光射频链路上的自适应分配，构建既具备射频通信的可靠性和灵活性，又具备激光通信的大带宽与强抗干扰能力的多频段一体化通信系统。段一体化通信系统。段一体化通信系统。

【技术实现步骤摘要】
一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统


[0001]本专利技术属于移动平台间无线激光与射频一体化通信
，尤其涉及一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统。

技术介绍

[0002]随着卫星、船舶、飞机等移动平台间传输数据量的不断增加，现有射频通信的技术瓶颈难以突破且频谱资源受限，难以支撑日益丰富的业务传输需求。
[0003]无线激光通信具有载波频率高、波长短、波束窄的特点，在小尺寸高增益天线、通信带宽、保密性、抗电磁干扰等方面优势突出。但在大气信道中易受湍流、云层、雾等因素的影响，通信链路稳定性差。
[0004]射频通信大气信道稳定，能够为激光通信提供稳定可靠的传输手段保障。因此在没有射频通信辅助的情况下，激光通信是一种低可靠的机会通信。
[0005]现有技术主要涉及机械式射频天线与光学天线共天线设计和一体化跟瞄控制，不适用于射频相控阵天线；且通信系统集成度不高，激光射频数据传输相对独立，未彻底实现数据的一体化传输。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于，为克服现有技术缺陷，提供了一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，通过对射频通信和激光通信进行深度融合，设计激光射频一体化的多频段多信道通信系统，利用射频通信解决激光通信受气象环境影响下的链路补充问题，可以克服单独激光链路可用度低的问题，构建既具备射频通信的可靠性和灵活性，又具备激光通信的大带宽与强抗干扰能力的一体化通信系统，为移动平台在复杂电磁环境下提供全天候、多频段、抗干扰、高带宽、灵活可靠的通信保障。
[0007]本专利技术目的通过下述技术方案来实现：
[0008]一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，所述激光射频一体化通信系统包括激光射频一体化处理终端、射频天线和光学天线，所述射频天线和光学天线分别经光纤与所述激光射频一体化处理终端相连；
[0009]所述系统通过如下步骤实现自适应流量分配：
[0010]步骤s1：采集激光链路属性值；激光链路效能评估考虑的9个属性为：信噪比、平均接收功率、误码率、光闪烁系数、时延、时延抖动、丢包率、传输速率和链路负载，属性值分别为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9；
[0011]步骤s2：采集射频链路属性值；射频链路效能评估考虑的9个属性为：信噪比、平均接收功率、误码率、多径强度、时延、时延抖动、丢包率、传输速率和链路负载，属性值分别为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9；
[0012]步骤s3：根据步骤s1采集的激光链路信噪比a1、平均接收功率a2、误码率a3、光闪烁系数a4，计算激光链路质量评估值x1；
[0013]步骤s4：根据步骤s1采集的激光链路时延a5、时延抖动a6、丢包率a7、传输速率a8，计算激光传输能力评估值x2；
[0014]步骤s5：根据步骤s1采集的激光链路负载a9，计算激光链路负载评估值x3[0015]x3＝1
‑
a9；
[0016]步骤s6：根据步骤s2采集的射频链路信噪比b1、平均接收功率b2、误码率b3、多径强度b4，计算射频链路质量评估值y1；
[0017]步骤s7：根据步骤s2采集的射频链路时延b5、时延抖动b6、丢包率b7、传输速率b8，计算射频传输能力评估值y2；
[0018]步骤s8：根据步骤s2采集的射频链路负载b9，计算射频链路负载评估值y3[0019]y3＝1
‑
b9；
[0020]步骤s9：构造链路效能属性向量；其中激光链路效能属性向量为X＝[x1，x2，x3]，射频链路效能属性向量为Y＝[y1，y2，y3]；
[0021]步骤s10：计算链路效能属性权重向量U＝[u1，u2，u3]T
；从链路质量、传输能力、链路负载3个属性中每次选取两个属性，以o
ij
(o
ij
＞0，o
ii
＝1，o
ij
＝1/o
ji
)表示所选的两个属性在链路效能评估中的相对重要性，o
ij
＞1表示属性i比属性j重要，构造链路效能判断矩阵
[0022][0023]计算链路效能判断矩阵O最大特征根对应的特征向量，归一化后即为表示不同属性重要程度的链路效能属性权重向量U；
[0024]步骤s11：计算激光射频链路效能；将激光链路效能属性向量X与链路效能属性权重向量U相乘，即获得激光链路效能
[0025][0026]将射频链路效能属性向量Y与链路效能属性权重向量U相乘，即获得射频链路效能
[0027][0028]步骤s12：根据激光射频链路效能和传输数据类型分配流量。
[0029]根据一个优选的实施方式，所述步骤s12包括：若传输数据为网络管理信息、重传数据帧，从射频链路传输，以保证传输可靠性和灵活组网；若传输数据有安全性要求，从激光链路传输，以保证抗干扰抗截获性能；若传输数据为业务数据，按照激光链路效能f1和射频链路效能f2比值控制传输数据流量在激光或射频链路上的分配比例。
[0030]根据一个优选的实施方式，步骤s3计算激光链路质量评估值，包括：
[0031]步骤s301：将步骤s1采集的激光链路信噪比a1、平均接收功率a2、误码率a3、光闪烁系数a4归一化，得到激光链路质量属性相对值向量C1＝[c1，c2，c3，c4]；其中信噪比、平均接收功率相对值为
[0032][0033]上式中，为门限值，为最大值；当c
i
＜0时，取c
i
＝0；
[0034]误码率相对值为
[0035]c
i
＝1
‑
a
i
(i＝3)；
[0036]光闪烁系数相对值为
[0037][0038]上式中，为最大值，为最小值；
[0039]步骤s302：计算激光链路质量属性权重向量W1＝[w1，w2，w3，w4]T
；从信噪比、平均接收功率、误码率、光闪烁系数4个属性中每次选取两个属性，以p
ij
(p
ij
＞0，p
ii
＝1，p
ij
＝1/p
ji
)表示所选的两个属性在链路质量评估中的相对重要性，p
ii
＞1表示属性i比属性j重要，构造激光链路质量判断矩阵
[0040][0041]计算激光链路质量判断矩阵P最大特征根对应的特征向量，归一化后即为表示不同属性重要程度的激光链路质量属性权重向量W1；
[0042]步骤s303：计算激光链路质量评估值x1[0043][0044]根据一个优选的实施方式，步骤s4计算激光传输能力评估值，包括：
[0045]步骤s401：将步骤s1钟采集的激光链路时延a5、时延抖动a6、丢包率a7、传输速率a8归一化，得到激光传输能力属性相对值向量C2＝[c5,c6,c7,c8]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，其特征在于，所述激光射频一体化通信系统包括激光射频一体化处理终端、射频天线和光学天线，所述射频天线和光学天线分别经光纤与所述激光射频一体化处理终端相连；所述系统通过如下步骤实现自适应流量分配：步骤s1：采集激光链路属性值；激光链路效能评估考虑的9个属性为：信噪比、平均接收功率、误码率、光闪烁系数、时延、时延抖动、丢包率、传输速率和链路负载，属性值分别为a1、a2、a3、a4、a5、a6、a7、a8、a9；步骤s2：采集射频链路属性值；射频链路效能评估考虑的9个属性为：信噪比、平均接收功率、误码率、多径强度、时延、时延抖动、丢包率、传输速率和链路负载，属性值分别为b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8、b9；步骤s3：根据步骤s1采集的激光链路信噪比a1、平均接收功率a2、误码率a3、光闪烁系数a4，计算激光链路质量评估值x1；步骤s4：根据步骤s1采集的激光链路时延a5、时延抖动a6、丢包率a7、传输速率a8，计算激光传输能力评估值x2；步骤s5：根据步骤s1采集的激光链路负载a9，计算激光链路负载评估值x3x3＝1
‑
a9；步骤s6：根据步骤s2采集的射频链路信噪比b1、平均接收功率b2、误码率b3、多径强度b4，计算射频链路质量评估值y1；步骤s7：根据步骤s2采集的射频链路时延b5、时延抖动b6、丢包率b7、传输速率b8，计算射频传输能力评估值y2；步骤s8：根据步骤s2采集的射频链路负载b9，计算射频链路负载评估值y3y3＝1
‑
b9；步骤s9：构造链路效能属性向量；其中激光链路效能属性向量为X＝[x1,x2,x3]，射频链路效能属性向量为Y＝[y1,y2,y3]；步骤s10：计算链路效能属性权重向量U＝[u1,u2,u3]
T
；从链路质量、传输能力、链路负载3个属性中每次选取两个属性，以o
ij
(o
ij
>0，o
ii
＝1，o
ij
＝1/o
ji
)表示所选的两个属性在链路效能评估中的相对重要性，o
ij
>1表示属性i比属性j重要，构造链路效能判断矩阵计算链路效能判断矩阵O最大特征根对应的特征向量，归一化后即为表示不同属性重要程度的链路效能属性权重向量U；步骤s11：计算激光射频链路效能；将激光链路效能属性向量X与链路效能属性权重向量U相乘，即获得激光链路效能将射频链路效能属性向量Y与链路效能属性权重向量U相乘，即获得射频链路效能
步骤s12：根据激光射频链路效能和传输数据类型分配流量。2.如权利要求1所述的一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，其特征在于，所述步骤s12包括：若传输数据为网络管理信息、重传数据帧，从射频链路传输，以保证传输可靠性和灵活组网；若传输数据有安全性要求，从激光链路传输，以保证抗干扰抗截获性能；若传输数据为业务数据，按照激光链路效能f1和射频链路效能f2比值控制传输数据流量在激光或射频链路上的分配比例。3.如权利要求1所述的一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，其特征在于，步骤s3计算激光链路质量评估值，包括：步骤s301：将步骤s1采集的激光链路信噪比a1、平均接收功率a2、误码率a3、光闪烁系数a4归一化，得到激光链路质量属性相对值向量C1＝[c1,c2,c3,c4]；其中信噪比、平均接收功率相对值为上式中，为门限值，为最大值；当c
i
<0时，取c
i
＝0；误码率相对值为c
i
＝1
‑
a
i
(i＝3)；光闪烁系数相对值为上式中，为最大值，为最小值；步骤s302：计算激光链路质量属性权重向量W1＝[w1,w2,w3,w4]
T
；从信噪比、平均接收功率、误码率、光闪烁系数4个属性中每次选取两个属性，以p
ij
(p
ij
>0，p
ii
＝1，p
ij
＝1/p
ji
)表示所选的两个属性在链路质量评估中的相对重要性，p
ij
>1表示属性i比属性j重要，构造激光链路质量判断矩阵计算激光链路质量判断矩阵P最大特征根对应的特征向量，归一化后即为表示不同属性重要程度的激光链路质量属性权重向量W1；步骤s303：计算激光链路质量评估值x14.如权利要求1所述的一种流量自适应分配的激光射频一体化通信系统，其特征在于，步骤s4计算激光传输能力评估值，包括：
步骤s401：将步骤s1采集的激光链路时延a5、时延抖动a6、丢包率a7、传输速率a8归一化，得到激光传输能力属性相对值向量C2＝[c5,c6,c7,c8]；其中时延、时延抖动、丢包率相对值为上式中，为业务所能允许的最大时延、时延抖动、丢包率，为业务所需的最小时延、时延抖动、丢包率；传输速率相对值为上式中，为业务所需的最大传输速率，为业务所需的最小传输速率；步骤402：计算激光传输能力属性权...

【专利技术属性】
技术研发人员：林贻翔，吴世奇，王海砚，陈俊，吴麒，王翔，乔冠华，周海军，毛敏泉，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：