CN102624463A - 潜通信中建立通信链路的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了潜通信中建立通信链路的方法及系统，其中，该方法包括：水下通信端接收由空中通信端发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息；水下通信端根据获取的位置信息向空中通信端发送光波；空中通信端根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息，根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。本发明方案能够快速建立通信链路。

Description

潜通信中建立通信链路的方法及系统
技术领域
本发明涉及潜通信技术，尤其涉及潜通信中建立通信链路的方法及系统。
背景技术
本发明涉及潜通信中水下通信端与空中通信端之间的通信，这里以水下通信端为潜艇进行说明。
目前，潜通信主要采用甚低频或超低频的传输方式，建立通信链路时，对于甚低频，空中通信端发送大量信息到指定收信深度，潜艇定期浮到指定收信深度收信，建立与激光通信机之间的通信链路，其实时性和隐蔽性差，使潜艇容易被发现，且其实现规模大、抗干扰能力差；对于超低频，其数据传输速度极低，为1bit/min，空中通信端无法发送大量信息到水区中的指定深度，且为了提高实时性和隐蔽性，便采用激光扫描的方式建立通信链路，图1为现有采用激光扫描方式连接通信链路的方法流程图，其包括以下步骤：
步骤101，空中通信端在水区上空进行扫描，向水区打出蓝绿激光。
这里，假设空中通信端具体为蓝绿激光通信器，置于飞机上。
步骤102，潜艇接收由空中通信端发出的蓝绿激光，根据蓝绿激光传送的方向确定空中通信端的位置信息。
由于空中通信端不知道潜艇的位置，需要在较大范围内进行往返扫描，以使发出的蓝绿激光打中潜艇。
图2为机载蓝绿激光通信器进行扫描的示意图，在扫描过程中，飞机首先要知道潜艇所在的大概海域位置，然后在相应的海区上空往返飞行，使打出的蓝绿激光光斑能扫过整个预定海域，往返光斑有一定重叠。
步骤103，潜艇根据获取的位置信息向空中通信端发送蓝绿激光。
步骤104，空中通信端根据光波传送的方向确定潜艇的位置信息。
步骤105，空中通信端根据确定出的位置信息向潜艇发送蓝绿激光，建立与潜艇之间的激光通信链路。
之后，空中通信端与潜艇便可通过建立的通信链路进行信息交互。
采用激光扫描方式，由于潜艇在深海隐蔽时飞机很难获得潜艇的大概位置，加大了扫描区域，且飞机需要往返进行扫描，导致通信链路建立时间长。
发明内容
本发明提供了一种潜通信中建立激光通信链路的方法，该方法能够快速建立通信链路。
本发明提供了一种潜通信中建立激光通信链路的系统，该系统能够快速建立通信链路。
一种潜通信中建立激光通信链路的方法，该方法包括：
水下通信端接收由空中通信端发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息；
水下通信端根据获取的位置信息向空中通信端发送光波；
空中通信端根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；
空中通信端根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
一种潜通信中建立激光通信链路的系统，该系统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发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息；水下通信端还根据获取的位置信息向空中通信端发送光波；
所述空中通信端，用于发送深水声音信号，接收光波，根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；并根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
从上述方案可以看出，本发明通过空中通信端发出的深水声音信号来确定空中通信终端的位置，根据深水声音信号的特点，其传播范围比机载激光扫描范围大得多，无需在水区上空进行往返扫描，缩短了确定位置信息的时间，从而，实现了快速建立通信链路。
附图说明
图1为现有技术潜通信中建立通信链路的方法流程图；
图2为现有技术机载激光通信器进行扫描的示意图；
图3为本发明潜通信中建立通信链路的方法示意性流程图；
图4为本发明潜通信中建立通信链路的系统结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明进一步详细说明。
本发明根据深水声音信号传播范围广的特点，通过空中通信端发出的深水声音信号来确定空中通信终端的位置，以建立空中通信端与水中通信端之间的通信链路，下面对深水声音信号进行说明。
通过关于水下声道通信的研究发现，对于海下600-2000米之间的水下声道，声波可传输到数千公里之外，而没有衰减的迹象，其传播方式与光波在光波导内的传输类似；实践还发现，在该水下声道处爆炸一个几公斤的炸药，在两万千米外还能接收到信号。
在潜通信领域中，水下通信端通常浮在海下600-2000米声道之间的位置，利用声音信号在该水下声道内传输范围较广的特点，可通过空中通信端发出深水声音信号，将空中通信终端的位置信息通知给水中通信端，以建立空中通信端与水中通信端之间的通信链路；下面通过图3对本发明建立通信链路的方法进行具体说明。
图3的流程包括以下步骤：
步骤301，水下通信端接收由空中通信端发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息。
具体地，所述深水声音信号可以由设置在空中通信端的飞秒激光器发出，飞秒激光器可产生水下飞秒音爆。飞秒音爆为现有技术，这里进行简单说明：飞秒激光器向水下600-2000米声道发送飞秒激光脉冲，通过对激光束的调制使其在水下特定位置聚焦，聚焦后的高能脉冲激光与海水相互作用发生光学击穿现象，使海水汽化，在这一过程中，将产生高温高压等离子体，并伴随声响现象，从而，产生水下“音爆”。产生的深水声音信号再通过深海声道传至水域内的水下通信端。
空中通信端可按一定的时间间隔规律发出深水声音信号，水下通信端再根据接收的深水声音信号的时间间隔规律，解析出空中通信端的位置信息。所述时间间隔规律例如为：将设定次数表示为N，该值可根据需要设置；将连续接收到N次深水声音的时间间隔用P表示，不同的P值对应了不同的位置信息；水中通信端接收深水声音信号后，对其进行分析，确定出P值，便获知了空中通信端的位置。
所述水下通信端例如为潜艇，所述空中通信端可置于飞机上。
步骤302，水下通信端根据获取的位置信息向空中通信端发送光波。
所述光波例如为蓝绿激光或毫米波等。
步骤303，空中通信端根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息。
步骤304，空中通信端根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
空中通信端与水下通信端之间建立的通信链路可以为激光通信链路或毫米波通信链路等。
之后，空中通信端与水下通信端便可通过建立的通信链路进行信息交互。
采用现有的激光扫描方式，由于水中通信端在深海隐蔽时飞机很难获得水中通信端的大概位置，加大了扫描区域，且飞机需要往返进行扫描，导致通信链路建立时间长；且飞机在海域上空定向飞行，活动范围小，破坏了飞机的机动性；飞机长时间进行扫描也破坏了水中通信端的隐蔽性。而本发明通过空中通信端发出的深水声音信号来确定空中通信端的位置，以建立通信链路，无需在水区上空进行往返扫描，简便了操作，缩短了确定位置信息的时间，实现了快速建立通信链路；飞机无需在空中盘旋，也提高了水中通信端的隐蔽性。
本发明还提供了一种潜通信中建立通信链路的系统，其结构如图4所示，该系统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发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息；水下通信端还根据获取的位置信息向空中通信端发送光波；
所述空中通信端，用于发送深水声音信号，接收光波，根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；并根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
可选地，所述空中通信端包括光波通信器和飞秒激光器；
所述飞秒激光器，用于发送深水声音信号；
所述光波通信器，用于接收所述水下通信端发送的光波，根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；并根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
可选地，所述水下通信端包括第一通信单元，所述光波通信器包括第二通信单元；所述第一通信单元和所述第二通信单元通过建立的通信链路进行信息交互。
可选地，所述水下通信端包括位置获取单元，用于根据接收的深水声音信号的时间间隔规律，解析出空中通信端的位置信息。
可选地，所述水下通信端为潜艇，所述空中通信端置于飞机中。
本发明不仅可用于潜通信中超低频传输的情况，还可用于甚低频或其他频率传输的情况。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种潜通信中建立通信链路的方法，其特征在于，该方法包括：
水下通信端接收由空中通信端发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息；
水下通信端根据获取的位置信息向空中通信端发送光波；
空中通信端根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；
空中通信端根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取空中通信端的位置信息包括：
水下通信端根据接收的深水声音信号的时间间隔规律，解析出空中通信端的位置信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水下通信端为潜艇，所述空中通信端置于飞机中，所述深水声音信号由空中通信端的飞秒激光器发出。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述建立与水下通信端之间的通信链路之后，该方法还包括：
空中通信端与水下通信端通过建立的通信链路进行信息交互。
5.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，空中通信端与水下通信端之间建立的通信链路为激光通信链路或毫米波通信链路。
6.一种潜通信中建立通信链路的系统，其特征在于，该系统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发出的深水声音信号，获取空中通信端的位置信息；水下通信端还根据获取的位置信息向空中通信端发送光波；
所述空中通信端，用于发送深水声音信号，接收光波，根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；并根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述空中通信端包括光波通信器和飞秒激光器；
所述飞秒激光器，用于发送深水声音信号；
所述光波通信器，用于接收所述水下通信端发送的光波，根据光波传送的方向确定水下通信端的位置信息；并根据确定出的位置信息向水下通信端发送光波，建立与水下通信端之间的通信链路。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述水下通信端包括第一通信单元，所述光波通信器包括第二通信单元；所述第一通信单元和所述第二通信单元通过建立的通信链路进行信息交互。
9.如权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，所述水下通信端包括位置获取单元，用于根据接收的深水声音信号的时间间隔规律，解析出空中通信端的位置信息。
10.如权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，所述水下通信端为潜艇，所述空中通信端置于飞机中。
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