CN109921856A - 一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法和系统，该系统包括接收端和若干低轨卫星，所述系统通过若干低轨卫星中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端进行激光广播。本发明采用激光束向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的多个接收端进行激光广播，无需在卫星上安装大量的星地激光通信终端，高效地实现了一对多的激光广播。

Description

一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法及系统
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法及系统。
背景技术
空间激光通信是指以激光作为载波、大气作为传输介质的光通信，激光具有方向性好、亮度高、单色性好等特点，很适合作为短距离光通信的载体。与微波通信相比，无线激光通信具有无需申请通信频段、信息容量大、频带宽、抗电磁干扰能力强、保密性好等特点。与光纤通信相比以及其他有线通信相比，具有机动灵活、运行成本低、易于推广等特点。
空间激光通信系统主要采用的技术方案均采用小视场光学天线与高精度跟瞄装置，利用高精度跟踪瞄准装置将通信终端的光学天线光轴对准，系统方可工作，这种点对点激光通信，虽然传输速度快，但是不能同时向多个目标进行激光通信。因此，现有技术中也出现了单颗卫星搭载多个激光通信终端以便能够和多个目标进行激光通信的方案。例如，公开号为CN108462526A的中国专利文献公开了一种激光通信卫星，涉及激光通信技术领域，主要目的在于实现较低成本下同一时刻一颗卫星为多个激光通信终端提供服务。本发明的激光通信卫星包括至少一个星载系统，星载系统包括:激光通信终端和电控箱；所述电控箱用于给激光通信终端供电、提供控制指令及信息流；所述激光通信终端包括至少两个星间激光通信终端和多个星地激光通信终端；所述至少两个星间激光通信终端用于与其他卫星进行激光双向通信；所述多个星地激光通信终端用于同时与对应数量的地面站、飞行器进行双向激光通信；其中，每个所述星地激光通信终端均可以扫描其所在卫星的对地张角。但是，该方案依然存在局限，因为卫星可搭载的载荷是有限的，搭载的星地激光通信终端的数量受限而使得能同时接收数据的接收端的数量受限。因此，有必要对现有技术进行改进。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法和系统，本发明采用激光束向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的多个接收端进行激光广播，无需在卫星上安装大量的星地激光通信终端，高效地实现了一对多的激光广播。
根据一个优选实施方式，一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信系统，尤其是一种激光广播通信系统，包括接收端和若干低轨卫星，所述系统通过若干低轨卫星中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端进行激光广播。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星中的至少一颗卫星对绿激光、蓝激光或者蓝绿激光进行调幅以得到所述经调制的光信号。
根据一个优选实施方式，所述若干低轨卫星中的每颗卫星包括激光器、电光调制器、信号源和发射天线，所述激光器和所述信号源分别连接于电光调制器，所述电光调制器连接于发射天线，所述电光调制器用信号源发出的信号对激光器发出的激光进行调制，发射天线将调制后的激光经扩束后朝目标区域发送所述经调制的光信号。
根据一个优选实施方式，所述若干低轨卫星包括至少二十七颗卫星，所述至少二十七颗卫星分布在彼此互成夹角设置的三个轨道面上，所述三个轨道面中的第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上各有至少九颗卫星，所述系统能通过若干低轨卫星以明文模式向相应的接收端发送数据，其中，当所述低速通信系统通过若干低轨卫星中的至少部分卫星以明文模式发送数据时，若干低轨卫星中的至少部分卫星的发射天线能朝各自的目标区域发送独立承载了数据的相同的未加密的光信号，以向各自的目标区域内的接收端进行激光广播。
根据一个优选实施方式，所述系统还能通过若干低轨卫星中的至少部分卫星以密文模式向相应的接收端发送数据，当所述系统通过若干低轨卫星以密文模式发送数据时，若干低轨卫星中的至少两颗卫星的发射天线朝相同的目标区域发射共同承载了数据的彼此不同的光信号，以向目标区域的所有接收端进行激光广播，所述接收端在接收到所述至少两颗卫星的发射天线发射的共同承载了数据的彼此不同的光信号之后，对接收到的彼此不同的光信号进行解密以获得数据。
根据一个优选实施方式，所述密文模式包括第一密文模式，在第一密文模式下，所述数据分为两部分并由所述三个轨道面中的同一轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，并且在第一密文模式下，同一轨道面上的两颗卫星发射的激光束的夹角随着两颗卫星在同一轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端接收到同一轨道面上的两颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第一密文模式对应的第一预设解密方式解密获得数据。
根据一个优选实施方式，所述密文模式包括第二密文模式，在第二密文模式下，所述数据分为两部分并由在所述三个轨道面中的两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，并且在第二密文模式下，两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星发射的激光束的夹角随着两颗卫星在不同轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端接收到两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第二密文模式对应的第二预设解密方式解密获得数据。
根据一个优选实施方式，所述密文模式包括第三密文模式，在第三密文模式下，所述数据分为三部分并由在第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上的三颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，并且在第三密文模式下，分别在第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上的三颗卫星发射的激光束的夹角随着三颗卫星在不同轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端接收到三颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第三密文模式对应的第三预设解密方式解密获得数据。
根据一个优选实施方式，在密文模式下，数据被一颗卫星分割为若干数据片段，并且分割数据的卫星将若干数据片段中的一部分数据片段通过星间链路传输给要共同发送数据的卫星，而且分割数据的卫星先对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段；其中，在第一密文模式下，分割数据的卫星先使用对称秘钥对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段；在第二密文模式下，分割数据的卫星先使用非对称加密算法的公钥对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段；在第三密文模式下，分割数据的卫星先使用对称秘钥对数据进行一次加密，然后再使用非对称加密算法的公钥对数据进行二次加密后再将加密的数据分割为若干数据片段。
根据一个优选实施方式，一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法，尤其是一种激光广播通信方法，包括：通过若干低轨卫星中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端进行激光广播。
附图说明
图1是本发明的第一个优选实施方式的示意图；
图2是本发明的第二个优选实施方式的示意图；
图3是本发明的第三个优选实施方式的示意图；
图4是本发明的第四个优选实施方式的示意图；
图5是本发明的低轨卫星向多个接收端进行激光广播的一个优选实施方式的示意图；
图6是本发明产生光信号的一个优选实施方式的示意图；和
图7是本发明的一个优选实施方式的模块连接图。
附图标记列表
100：低轨卫星 110：激光器 120：电光调制器
130：信号源 140：发射天线 150：控制模块
160：光学模块 200：接收端
具体实施方式
下面结合附图1、2、3、4、5、6和7进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“第一”、“第二”等术语，其仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，若出现术语“多个”，其含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，还需要理解的是，若出现“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，除非另有明确的规定和/或限定。
在本发明的描述中，还需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
本实施例公开了一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法，或者说一种激光广播通信方法，或者说一种激光通信方法，该方法可以由本发明的系统和/或其他可替代的零部件实现。比如，通过使用本发明的系统中的各个零部件实现本发明的方法。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。
根据一个优选实施方式，该方法可以包括：通过若干低轨卫星100中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端200进行激光广播。例如，参见图1和/或图5，优选地，目标区域内的接收端200具备接收数据的通信条件的情况下均可以同时接收光信号。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星100中的至少一颗卫星可以对红激光、绿激光、蓝激光或者蓝绿激光进行调幅以得到经调制的光信号。尤其优选地，本发明使用绿激光作为载波，相应的卫星对绿激光进行调幅以得到经调制的光信号。激光器110发出的激光可以是波长范围为532nm～556nm的绿激光。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，采用调幅的激光来进行广播信息，相比于无线电，不易被干扰；第二，在日间通信时，绿激光能够更好地区别于白背景，使得数据传输更易于识别；第三，采用绿光能够在地面形成更大的光斑，以更好地覆盖目标区域。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星100中的每颗卫星可以包括激光器110、电光调制器120、信号源130和发射天线140中的至少一个。激光器110和信号源130可以分别连接于电光调制器120。电光调制器120可以连接于发射天线140。电光调制器120可以用信号源130发出的信号对激光器110发出的激光进行调制。发射天线140可以将调制后的激光经扩束后朝目标区域发送经调制的光信号。例如，参见图6。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星100可以包括至少二十七颗卫星。至少二十七颗卫星可以分布在彼此互成夹角设置的三个轨道面上。三个轨道面中的第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上可以各布置至少九颗卫星。若干低轨卫星100可以以明文模式向相应的接收端200发送数据。当若干低轨卫星100中的至少部分卫星以明文模式发送数据时，若干低轨卫星100中的至少部分卫星的发射天线140可以朝各自的目标区域发送独立承载了数据的相同的未加密的光信号，以向各自的目标区域内的接收端200进行激光广播。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，当数据为公开数据时，采用明文方式发送，能够实现高效地激光广播通信；第二，明文模式下，可以通过单个卫星发送相应的数据，接收端200能够更快地获得数据。
优选地，低轨卫星的轨道高度可以为200～2000千米，尤其优选300～350千米。优选地，三个轨道面中两个彼此相邻的轨道面的轨道面夹角可以为60°。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星100中的至少部分卫星可以以密文模式向相应的接收端200发送数据。当若干低轨卫星100中的至少部分卫星以密文模式发送数据时，若干低轨卫星100中的至少两颗卫星的发射天线140可以朝相同的目标区域发射共同承载了数据的彼此不同的光信号，以向目标区域的所有接收端200进行激光广播。接收端200在可以接收到至少两颗卫星的发射天线140发射的共同承载了数据的彼此不同的光信号之后，对接收到的彼此不同的光信号进行解密以获得数据。优选地，随着卫星的运动，为了让激光束指向目标区域，相应的卫星可以调整其发射天线的角度和/或通过其动力部件调整姿态。优选地，至少两颗卫星的发射天线140朝相同的目标区域发射共同承载了数据的彼此不同的光信号可以是同时发射或者非同时发射。优选地，激光器110发出的激光的波长可以调节。同时发射时，共同发射数据的至少两颗卫星的发射天线140采用波分复用方式进行发射光信号。以便于接收端将不同卫星发射的不同的光信号进行分离。或者说，共同发射数据的至少两颗卫星的发射天线140使用不同波长的载波。比如，一颗卫星使用波长为532nm的激光，另一颗卫星可以使用波长为545nm或者556nm的激光。在接收端200经解复用器将不同波长的光载波分离。解复用器也可以称分波器或称去复用器。
根据一个优选实施方式，密文模式可以包括第一密文模式。在第一密文模式下，数据可以分为两部分并由三个轨道面中的同一轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，例如，参见图2。在第一密文模式下，同一轨道面上的两颗卫星发射的激光束的夹角可以随着两颗卫星在同一轨道面上的运行而不断变化。相应的接收端200接收到同一轨道面上的两颗卫星发送的彼此不同的光信号后，可以通过与第一密文模式对应的第一预设解密方式解密获得数据。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，采用同一轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束分别发送数据的两部分，即使窃听方想要窃听，也需要进入激光束的覆盖区域内，而由于发射激光束的卫星的不定性，激光束的发射角度和位置均不定，使得要同时获得两颗卫星的光信号具有相当大的难度，如果窃听方使用地面窃听设备，几乎不能够做随时窃听，即使使用空中窃听设备，想要不被接收端200的使用方发现，则需要让空中窃听设备在尽可能高的高度上进行窃听，而同时在高空窃听两路数据，其难度相当大，因此，本发明的第一密文模式增大了数据被窃听的难度；第二，数据采用激光传输，也不易被外界干扰；第三，本发明可以用于在作战时向作战团体秘密发送作战方案。
根据一个优选实施方式，密文模式可以包括第二密文模式。在第二密文模式下，数据可以分为两部分并由在三个轨道面中的两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，例如，参见图3。在第二密文模式下，两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星发射的激光束的夹角可以随着两颗卫星在不同轨道面上的运行而不断变化。相应的接收端200接收到两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星发送的彼此不同的光信号后，可以通过与第二密文模式对应的第二预设解密方式解密获得数据。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：采用处于两个不同的轨道的两颗卫星来分别发射数据的两部分，使得在第二密文模式下发射的数据相比于第一密文模式下发射的数据更不容易被窃听。
根据一个优选实施方式，密文模式可以包括第三密文模式。在第三密文模式下，数据可以分为三部分并由在第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上的三颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，例如，参见图4。在第三密文模式下，分别在第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上的三颗卫星发射的激光束的夹角随着三颗卫星在不同轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端200接收到三颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第三密文模式对应的第三预设解密方式解密获得数据。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：采用处于三个不同的轨道的三颗卫星来分别发射数据的三部分，使得在第三密文模式下发射的数据相比于第二密文模式下发射的数据更不容易被窃听。
优选地，第一密文模式可以采用第一预设加密方式对数据进行加密。第二密文模式可以采用第二预设加密方式对数据进行加密。第三密文模式可以采用第三预设加密方式对数据进行加密。优选地，第一、第二和第三预设加密方式可以彼此不同。优选地，第一、第二和第三预设解密方式的破解难度依次增加。
根据一个优选实施方式，在密文模式下，数据被可以至少一颗卫星分割为若干数据片段。分割数据的卫星可以将若干数据片段中的一部分数据片段通过星间链路传输给要共同发送数据的卫星。分割数据的卫星可以先对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段。在第一密文模式下，分割数据的卫星可以先使用对称秘钥对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段。在第二密文模式下，分割数据的卫星可以先使用非对称加密算法的公钥对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段。在第三密文模式下，分割数据的卫星可以先使用对称秘钥对数据进行一次加密，然后再使用非对称加密算法的公钥对数据进行二次加密后再将加密的数据分割为若干数据片段。
根据一个优选实施方式，对于同一个数据，在第一、第二和第三密文模式下，该数据被分割的粒度越小。由此，以逐级增大破解难度。优选地，卫星储存有对应于第一、第二和第三密文模式的不同的分割算法。优选地，接收端200存储有对应于第一、第二和第三密文模式的不同的分割算法的对应的合并算法。优选地，数据分割传输本身也可以算作一次加密，增大了破解难度。优选地，在接收端200接收到相应的光信号后，接收端200可以先将光信号转换为电信号。接收端200可以使用对应的预设解密算法对加密的数据进行解密以获得数据。接收端200可以是移动设备。接收端200可以具有感光元件。接收端200通过感光元件将光信号转换为电信号。优选地，接收端200将接收到的两个或者三个卫星发送的彼此不同的光信号分离后，得到分离后的两部分或者三部分电信号。接收端200可以根据识别的密文模式将电信号采用适配的合并算法对电信号进行合并得到加密的数据。优选地，接收端200可以直接解码或者解密电信号。或者，接收端可以将电信号通过蓝牙传输给手机，由手机完成解码或者解密。
根据一个优选实施方式，本发明的密文模式可以不仅限于以上几种加密方式。比如，密文模式还可以摩斯码或者Hash加密算法进行一次加密、二次加密或者三次加密。
实施例2
本实施例可以是对实施例1的进一步改进和/或补充，重复的内容不再赘述。在不造成冲突或者矛盾的情况下，其他实施例的优选实施方式的整体和/或部分内容可以作为本实施例的补充。
本实施例还公开了一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信系统，或者说一种激光广播通信系统，或者说一种激光通信系统，该系统适于执行本发明记载的各个方法步骤，以达到预期的技术效果。
根据一个优选实施方式，该系统可以包括接收端200和若干低轨卫星100。该系统可以通过若干低轨卫星100中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端200进行激光广播。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星100中的至少一颗卫星可以以能在地球上产生激光束的光斑的方式朝地球发射经调制的光信号，以向激光束的覆盖范围内的接收端200进行广播。
根据一个优选实施方式，发射天线140可以将调制后的激光经扩束后朝目标区域发送光信号以在目标区域形成一个至少覆盖目标区域的一部分的光斑覆盖区域。发射天线140可以通过光信号向该光斑覆盖区域内的所有接收端200进行激光广播。优选地，发射天线140可以向该光斑覆盖区域内的所有接收端200进行激光广播并不意味着光斑覆盖区域内所有接收端200都能够接收到信息，因为该光斑覆盖区域内的部分接收端200可能处于与卫星彼此不可见的状态。在目标区域内存在一个接收端200或者一个以上接收端200的情况下，只要相应的接收端200与发射天线140彼此可见，则能够接收发射天线140发送的光信号。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：第一，现有技术中，卫星和地面站之间都是建立点对点的激光通信，这种方式虽然有着很快的通信速率，但是毕竟不能提供一对多的服务，而本发明通过光信号向目标区域内的所有接收端200进行广播，实现了通过激光向多点传输数据；第二，现有的卫星在通过微波向地面的多个接收端200发送信息时，需要考虑无线电频谱管制的问题，而本发明采用此方式可以规避无线电频谱管制而快速向目标区域内的多个接收端200发送信息；第三，本发明采用此方式无需让地面的接收端200通过ATP装置精准建立一对一的通信链路，节省了建立链路的时间，在卫星向多个接收端200传输少量数据时，具有现有技术所不能比的效率优势。
根据一个优选实施方式，光斑的直径为1km～11km。尤其优选地，光斑的直径为8km～10km。
根据一个优选实施方式，该系统可以通过若干低轨卫星100以明文模式和/或密文模式向相应的接收端200发送数据。
优选地，当低速通信系统通过若干低轨卫星100以明文模式发送数据时，若干低轨卫星100中的至少部分卫星的发射天线140可以朝各自的目标区域发送承载了数据的相同的光信号以在各自的目标区域形成一个至少覆盖目标区域的一部分的光斑覆盖区域，以向相应的光斑覆盖区域内的所有接收端200进行激光广播。优选地，两颗低轨卫星100的光斑覆盖区可以彼此不重叠或者部分重叠。
根据一个优选实施方式，当该系统通过若干低轨卫星100以密文模式发送数据时，若干低轨卫星100中的至少两颗卫星的发射天线140可以朝相同的目标区域发送共同承载了数据的彼此不同的光信号以在目标区域形成至少两个至少覆盖目标区域的一部分的光斑覆盖区域，以向的光斑覆盖区域内的所有接收端200进行激光广播。优选地，两颗低轨卫星100的光斑覆盖区可以彼此不重叠或者部分重叠。
根据一个优选实施方式，在第一密文模式和第二密文模式下，分割数据的卫星可以基于气象条件和可见性条件选择要共同发送数据的卫星，并且在气象条件和可见性条件允许的情况下，分割数据的卫星优先选择当前相距最远的两颗卫星来共同发送数据。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发采用该方式能够进一步增大数据被成功窃听的难度。
根据一个优选实施方式，在第三密文模式下，分割数据的卫星基于气象条件和可见性条件选择要共同发送数据的卫星，并且在气象条件和可见性条件允许的情况下，分割数据的卫星优先选择当前直线距离之和最远的三颗卫星来共同发送数据。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发采用该方式能够进一步增大数据被成功窃听的难度。
根据一个优选实施方式，当低速通信系统需要通过若干低轨卫星100以第一密文模式发送数据时，低速通信系统先通过若干低轨卫星100中的至少一颗卫星将数据的哈希值以激光广播的方式广播给激光束的覆盖范围内的接收端200。
根据一个优选实施方式，当低速通信系统通过若干低轨卫星100以密文模式发送数据之前，分割数据的卫星基于通信条件从若干低轨卫星100中能向目标区域进行激光广播的所有卫星中随机选择至少一颗卫星将数据的哈希值向目标区域的接收端200进行激光广播。优选地，发送数据的哈希值的卫星不同于发送数据的卫星。由此，增加窃听方获得数据的哈希值的难度，如果窃听方未获得数据的的哈希值，将难以确认数据是否完整和准确，进一步提高数据被窃听的难度。
优选地，激光广播时数据的传输速率为10～300Kbit/s，尤其优选地，传输速率为10～50Kbit/s。
根据一个优选实施方式，若干低轨卫星中的每个卫星可以包括光学模块160和控制模块150。控制模块150可以分别藕接至光学模块160、电光调制器120、信号源130和激光器110中的至少一个。控制模块150可以对光学模块160、电光调制器120、信号源130和激光器110中的至少一个进行控制。光学模块可以被设置感测与发射天线140指向相反的方向上的环境光。光学模块可以被设置为感测发射天线140和目标区域之间的大气空间的环境光。该控制模块可以根据该光学模块感测的环境光的强度而控制激光器110和电光调制器120而动态调整由发射天线140发送的光信号中表示1的波幅。优选地，光学模块和发射天线140分别独立附接到卫星的机架上并独立运动，控制模块识别发射天线140的指向并根据发射天线140的指向调整光学模块的朝向以使光学模块被设置感测与发射天线140指向相反的方向上的环境光。本发明采用此方式至少能够实现以下有益技术效果：本发明通过光学模块感测环境光的强度而动态调整光信号的波幅以在光线增强时增大光信号表示1的波幅或者在光线减弱时降低光信号表示1的波幅，能够在环境光增强时保证可靠性而在环境光减弱时降低能耗。
如本文所用的词语“模块”描述任一种硬件、软件或软硬件组合，其能够执行与“模块”相关联的功能。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信系统，尤其是一种激光广播通信系统，其特征在于，包括接收端(200)和若干低轨卫星(100)，所述系统通过若干低轨卫星(100)中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端(200)进行激光广播。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，若干低轨卫星(100)中的至少一颗卫星对绿激光、蓝激光或者蓝绿激光进行调幅以得到所述经调制的光信号。
3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述若干低轨卫星(100)中的每颗卫星包括激光器(110)、电光调制器(120)、信号源(130)和发射天线(140)，所述激光器(110)和所述信号源(130)分别连接于电光调制器(120)，所述电光调制器(120)连接于发射天线(140)，所述电光调制器(120)用信号源(130)发出的信号对激光器(110)发出的激光进行调制，发射天线(140)将调制后的激光经扩束后朝目标区域发送所述经调制的光信号。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述若干低轨卫星(100)包括至少二十七颗卫星，所述至少二十七颗卫星分布在彼此互成夹角设置的三个轨道面上，所述三个轨道面中的第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上各有至少九颗卫星，所述系统能通过若干低轨卫星(100)以明文模式向相应的接收端(200)发送数据，
其中，当所述低速通信系统通过若干低轨卫星(100)中的至少部分卫星以明文模式发送数据时，若干低轨卫星(100)中的至少部分卫星的发射天线(140)能朝各自的目标区域发送独立承载了数据的相同的未加密的光信号，以向各自的目标区域内的接收端(200)进行激光广播。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统还能通过若干低轨卫星(100)中的至少部分卫星以密文模式向相应的接收端(200)发送数据，当所述系统通过若干低轨卫星(100)以密文模式发送数据时，若干低轨卫星(100)中的至少两颗卫星的发射天线(140)朝相同的目标区域发射共同承载了数据的彼此不同的光信号，以向目标区域的所有接收端(200)进行激光广播，所述接收端(200)在接收到所述至少两颗卫星的发射天线(140)发射的共同承载了数据的彼此不同的光信号之后，对接收到的彼此不同的光信号进行解密以获得数据。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述密文模式包括第一密文模式，在第一密文模式下，所述数据分为两部分并由所述三个轨道面中的同一轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，并且在第一密文模式下，同一轨道面上的两颗卫星发射的激光束的夹角随着两颗卫星在同一轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端(200)接收到同一轨道面上的两颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第一密文模式对应的第一预设解密方式解密获得数据。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述密文模式包括第二密文模式，在第二密文模式下，所述数据分为两部分并由在所述三个轨道面中的两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，并且在第二密文模式下，两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星发射的激光束的夹角随着两颗卫星在不同轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端(200)接收到两个彼此不同的轨道面上的两颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第二密文模式对应的第二预设解密方式解密获得数据。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述密文模式包括第三密文模式，在第三密文模式下，所述数据分为三部分并由在第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上的三颗卫星以成夹角的激光束向目标区域发射彼此不同的光信号的方式分开传输，并且在第三密文模式下，分别在第一轨道面、第二轨道面和第三轨道面上的三颗卫星发射的激光束的夹角随着三颗卫星在不同轨道面上的运行而不断变化，相应的接收端(200)接收到三颗卫星发送的彼此不同的光信号后，通过与第三密文模式对应的第三预设解密方式解密获得数据。
9.如权利要求5至8之一所述的系统，其特征在于，在密文模式下，数据被一颗卫星分割为若干数据片段，并且分割数据的卫星将若干数据片段中的一部分数据片段通过星间链路传输给要共同发送数据的卫星，而且分割数据的卫星先对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段；
其中，在第一密文模式下，分割数据的卫星先使用对称秘钥对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段；
在第二密文模式下，分割数据的卫星先使用非对称加密算法的公钥对数据进行加密后再将加密的数据分割为若干数据片段；
在第三密文模式下，分割数据的卫星先使用对称秘钥对数据进行一次加密，然后再使用非对称加密算法的公钥对数据进行二次加密后再将加密的数据分割为若干数据片段。
10.一种基于低轨卫星的光闪烁的低速通信方法，尤其是一种激光广播通信方法，其特征在于，包括：
通过若干低轨卫星(100)中的至少一颗卫星向目标区域发射经调制的光信号，以向目标区域内的接收端(200)进行激光广播。
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