CN115694638A - 一种激光微波混合自适应星地数据传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，针对传统星地数传系统采用固定编码调制方式(CCM)，链路规划通常考虑最远通信距离和最恶劣天气情况，无法根据无线信道的变化做出相应调整，造成资源浪费及数传可靠性低的问题，通过实时检测地面接收端的OSNR或Es/N0估计结果生成链路切换指令，并通过上行反馈链路将相关指令发送至星载部分，实现激光与微波链路的自主切换。这种激光微波混合链路的设计既可以提供高速的数据传输能力又能够保证星地数传链路的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于卫星通信的技术领域，尤其涉及一种激光微波混合自适应星地数据传输装置。
背景技术
星地数传是一种通过卫星将空间大量的载荷数据传回地面的无线通信系统。传统的星地数传系统采用微波作为信号传输介质，其优点是微波信号具有较强的穿透云层和雾霾的能力，受大气环境变化的影响较小。
随着空间卫星系统的规模和数量不断增加，微波频段的频率资源变得日益紧缺，限制了未来大容量、高速率星地数传系统的发展。激光通信采用激光作为信号传输介质，具有大带宽、高保密性、强抗干扰等优点，近年来在高速星地数传领域逐渐获得应用。
但是，激光信号易受云、雨、雾、霾等天气的影响，导致系统的通信质量下降甚至链路中断。传统星地数传系统采用固定编码调制方式(CCM)，链路规划通常考虑最远通信距离和最恶劣天气情况，无法根据无线信道的变化做出相应调整。然而，星地数传系统的实际工作环境往往优于最差情况，链路余量远大于实际需要，这不仅造成星地通信资源的严重浪费，还制约了数传能力的持续提升。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，兼具激光、微波两者的传输优点，可使星地数传链路在保持大容量、超高速传输优势的同时，最大限度地减轻大气环境对传输的影响，提高系统的可靠性。
为解决上述问题，本发明的技术方案为：
一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，支持激光通信和微波通信两种模式，其包括：星载装置和地面装置；
所述地面装置对激光链路信噪比OSNR和微波链路信噪比Es/N0进行实时估计，通过上行S链路向所述星载装置实时反馈基于信噪比估计结果生成的通信模式控制信息；所述地面装置根据实时估计的OSNR和Es/N0，采用以下策略实现激光微波链路的自主切换：
以激光通信为主模式，将实时估计的OSNR和Es/N0与相应门限进行对比：
当OSNR的估计值高于激光链路门限，且Es/N0的估计值高于微波链路门限时，星地系统维持激光链路不变；
当OSNR的估计值低于激光链路门限且Es/N0的估计值高于微波链路门限时，切换至微波链路模式；
在微波通信模式下，当OSNR的估计值再次高于激光链路门限时，无论Es/N0的估计值是否高于微波链路门限，均切换为激光链路模式；
当OSNR的估计值低于激光链路门限，且Es/N0的估计值低于微波链路门限时，星上数据由固态存储器存储。
根据本发明一实施例，所述星载装置包括：基带数据处理模块、激光通道、激光发射天线、微波通道、Ka频段发射天线、ACM指令接收控制器、S频段接收天线；
所述基带数据处理模块接收载荷数据或者从所述固态存储器模块获取数据，对数据进行数据复接、AOS组帧、调度和路由转发等处理；
所述激光通道模块与所述基带数据处理模块连接，接收所述基带数据处理模块处理后的数据；所述激光通道模块还与所述ACM指令接收控制器连接，接收所述ACM指令接收控制器输出的控制指令，完成所需的高速激光信号的调制；
所述激光发射天线与所述激光通道模块相连，将激光通道模块输出的信号按指定方位向地面接收站进行发射；
所述微波通道模块与所述基带数据处理模块相连，接收所述基带数据处理模块路由过来的数据；所述微波通道还与ACM指令接收控制器相连，接收ACM指令接收控制器输出的控制指令，实现所需的Ka频段微波信号的调制与放大处理；
所述Ka频段发射天线与所述微波通道模块相连，将所述微波通道模块输出的信号按指定方位向地面接收站进行发射；
所述S频段接收天线与所述ACM指令接受控制器相连，接收信号并发送给ACM指令接收控制器。
根据本发明一实施例，所述基带数据处理模块还用于接收ACM指令接收控制器输出的传输模式控制指令，实现系统激光、微波链路的自主切换以及对应链路信息速率、编码调制方式的自适应选择。
根据本发明一实施例，所述地面装置包括：激光接收天线、激光接收子系统、Ka频段接收天线、微波接收子系统、地面数据处理与存储、ACM指令生成发射机、S频段发射天线；
所述激光接收天线接收卫星发射的下行激光信号；
所述激光接收子系统接收所述激光接收天线输出的信号，实现激光信号的探测和光电转换，并实时估计OSNR；
所述Ka频段接收天线接收卫星发射的下行Ka频段微波信号；
所述微波接收子系统接收所述Ka频段接收天线输出的信号，实现微波信号下变频和解调，并实时估计Es/N0；
所述地面数据处理与存储模块接收所述激光接收子系统和所述微波接收子系统输出的数据，实现数据帧解析、信道译码、存储，得到传输的载荷数据；
所述ACM指令生成发射机接收所述激光接收子系统和所述微波接收子系统实时估计的信噪比信息，根据自适应传输策略，通过将链路信噪比估计结果与预置的查找表进行比对，完成当前信道状态下的链路、信息速率和编码调制方式选择，然后将相关信息打包成传输模式控制指令；
所述S频段发射天线与所述ACM指令生成发射机相连，将ACM指令生成发射机输出的信号向对应的卫星进行发射；
所述S频段接收天线用于接收S频段发射天线辐射出的信号，并将所述信号发送给所述ACM指令接收控制器。
根据本发明一实施例，所述地面装置的ACM指令生成发射机内设三组基于信噪比估计结果的查找表，分别为：
激光链路信噪比OSNR、微波链路信噪比Es/N0门限查找表；
预置OSNR分档对应不同信息速率、编码方式组合的查找表；
预置Es/N0分档对应不同信息速率、编码调制方式组合的查找表。
根据本发明一实施例，在星上装置切换至激光链路或微波链路后，所述ACM指令生成发射机根据以下步骤选择信息速率和编码调制方式：
对于激光链路，将实时估计的OSNR与预置OSNR分档查找表进行比对，选择包含当前OSNR估计值的分档范围所对应的信息速率和编码方式，生成控制指令，并通过S频段发射天线向卫星发射；
对于微波链路，将实时估计的Es/N0与预置Es/N0分档查找表进行比对，选择包含当前Es/N0估计值的分档范围所对应的信息速率和编码调制方式，生成控制指令，并通过S频段发射天线向卫星发射。
根据本发明一实施例，所述星载装置的ACM指令接收控制器，通过星上S频段接收天线接收地面ACM指令生成发射机发送的传输模式控制指令，并解析为星载基带数据处理模块对信息速率、LDPC编码码率、调制方式以及链路路由的操作指令，控制星载系统按照操作指令实施激光、微波链路的自主无缝切换及自适应数据传输，从而实现激光微波混合自适应链路的星地闭环控制。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
1)本发明一实施例中的激光微波混合自适应星地数据传输装置，针对传统星地数传系统采用固定编码调制方式(CCM)，链路规划通常考虑最远通信距离和最恶劣天气情况，无法根据无线信道的变化做出相应调整，造成资源浪费及数传可靠性低的问题，通过实时检测地面接收端的OSNR或Es/N0估计结果生成链路切换指令，并通过上行反馈链路将相关指令发送至星载部分，实现激光与微波链路的自主切换。这种激光微波混合链路的设计既可以提供高速的数据传输能力又能够保证星地数传链路的可靠性。
2)本发明采用基于ACM技术的星地协同自适应传输体制，既可以实现激光链路的自适应传输又可以实现微波链路的自适应传输。星载部分具备实现多种信息速率和编码调制组合的能力。通过实时检测地面接收端的OSNR或Es/N0，ACM指令生成发射机依据预置的查找表完成对应的信息速率和编码调制方式的选择并将相关指令上行反馈给星载系统，以分别完成激光链路或微波链路的自适应传输。其中，由于激光带宽足够大，激光链路的调制方式固定为QPSK，编码方式可自适应调整。该自适应传输体制可以在符号传输速率固定的情况下通过切换编码调制组合来实现星地数传系统编码调制效率和信息速率的自适应调整，能够有效提高信道资源的利用率。
3)对于激光链路和微波链路，本发明在数据链路层保持相同的ACM帧格式设计，使基带数据处理模块可以按照统一的流程对数据进行处理，节约了计算资源。基带数据可以通过数据路由子模块灵活切换至激光通道或者微波通道。同时，由于星载系统以帧为单位对数据进行调度和分发，不但激光链路与微波链路在各自的模式下切换编码调制方式不会出现丢帧现象，而且在激光链路和微波链路之间进行自主切换时也不存在丢帧现象，因而实现了激光与微波数据的无缝切换。
4)本发明采用S频段构建ACM反馈链路，由于S频段大气吸收少、雨衰小、自由空间损耗小，且星上采用了S频段全向天线进行接收，接收范围广、建链容易，非常适合在全天候、全时段、全域场景下实现星地大系统自适应闭环反馈控制，可以保证激光微波混合链路在不同气候环境、不同通信距离下均可实现自适应传输。
附图说明
图1为本发明一实施例中的激光微波混合自适应星地数传装置的组成示意图；
图2为本发明一实施例中的激光微波自适应传输流程示意图；
图3为本发明一实施例中的星载基带数据处理模块的原理示意图；
图4为本发明一实施例中的星载激光通道模块的原理示意图；
图5为本发明一实施例中的星载微波通道模块的原理示意图；
图6为本发明一实施例中的地面ACM指令生成发射机的原理示意图；
图7为本发明一实施例中的星载ACM指令接收控制器的原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种激光微波混合自适应星地数据传输装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
本实施例提供了一种激光微波混合自适应星地数传装置具备激光和微波两种链路。通过地面接收端对激光链路信噪比(OSNR)和微波链路信噪比(Es/N0)进行实时估计，依据系统预置的自适应传输策略生成传输模式控制信息，并由上行S链路向星上进行反馈，构建星地闭环的自适应传输架构，使卫星可以根据大气环境、星地通信距离的变化，实时地对激光链路与微波链路进行自主切换，并自适应选择当前链路的信息速率与编码调制组合(MODCOD)，在兼具激光链路大带宽传输和微波链路高可靠建链特点的基础上，最大程度地提升信道利用率。
具体的，请参看图1，本实施例中的激光微波混合自适应星地数传装置包含星载装置和地面装置。其中，星载部分由基带数据处理、激光通道、激光发射天线、微波通道、Ka频段发射天线、ACM指令接收控制器、S频段接收天线以及可选配固态存储器等模块组成；地面部分由激光接收天线、激光接收子系统、Ka频段接收天线、微波接收子系统、地面数据处理与存储、ACM指令生成发射机和S频段发射天线等模块组成。各模块的主要功能如下所述：
·基带数据处理模块可以直接接收载荷数据或者从固态存储器模块获取数据，然后以统一的数据处理流程进行数据复接、AOS组帧、调度和路由转发等处理，同时，基带数据处理模块还用于接收ACM指令接收控制器输出的传输模式控制指令，实现系统激光、微波链路的自主切换以及对应链路信息速率、编码调制方式的自适应选择；
·激光通道模块与基带数据处理模块以及ACM指令接收控制器相连，可以接收基带数据处理模块路由过来的数据以及ACM指令接收控制器输出的控制指令，进而完成所需的高速激光信号的调制；
·激光发射天线与激光通道模块相连，其作用是将激光通道模块输出的信号按指定方位向地面接收站进行发射；
·微波通道模块同样与基带数据处理模块以及ACM指令接收控制器相连，可以接收基带数据处理模块路由过来的数据以及ACM指令接收控制器输出的控制指令，进而实现所需的Ka频段微波信号的调制与放大处理；
·Ka频段发射天线与微波通道模块相连，其作用是将微波通道模块输出的信号按指定方位向地面接收站进行发射；
·激光接收天线负责接收卫星发射的下行激光信号；
·激光接收子系统的作用是接收激光接收天线输出的信号，实现激光信号的探测和光电转换等处理，并实时估计OSNR；
·Ka频段接收天线负责接收卫星发射的下行Ka频段微波信号；
·微波接收子系统接收Ka频段接收天线输出的信号，实现微波信号下变频和解调等处理，并实时估计Es/N0；
·地面数据处理与存储模块的作用是接收激光接收子系统和微波接收子系统输出的数据，实现数据帧解析、信道译码、存储等处理，最终得到传输的载荷数据；
·ACM指令生成发射机的作用是接收地面激光接收子系统和微波接收子系统实时估计的信噪比信息(分别为OSNR或Es/N0)，根据自适应传输策略，通过将链路信噪比估计结果与预置的查找表进行比对，完成当前信道状态下的链路、信息速率和编码调制方式选择，然后将相关信息打包成传输模式控制指令；
·S频段发射天线与ACM指令生成发射机相连，其作用是将ACM指令生成发射机输出的信号向对应的卫星进行发射；
·S频段接收天线的作用是接收S频段发射天线辐射出的信号，并将该信号发送给ACM指令接收控制器；
·ACM指令接收控制模块与S频段接收天线相连，其作用是实时接收S频段接收天线输出的信号，并进行下变频、模数转换(ADC)、解调、译码以及指令解析等处理。此外，ACM指令接收控制器还分别与基带数据处理、激光通道和微波通道模块相连，将解析出的传输模式控制指令发送给这三个模块，以便三者协同工作实现相应的链路切换、信息速率和编码调制方式自适应选择功能。
请参看图2，本实施例中的该激光微波混合自适应星地数传装置的激光微波自适应传输策略如下：
激光链路为默认主模式，当接收端的OSNR、Es/N0估计值同时高于门限要求时，维持激光链路不变，并且将OSNR估计值与预置OSNR分档查找表进行比对，完成激光链路当前信道条件下的信息速率和编码方式的选择；这里的门限出自预设的激光链路信噪比OSNR、微波链路信噪比Es/N0门限查找表。
当接收端的OSNR估计值低于激光链路门限要求且Es/N0估计值高于微波链路门限要求时，系统切换到微波链路，并将Es/N0估计值与预置Es/N0分档查找表进行比对，完成微波链路当前信道条件下的信息速率和编码调制组合的选择；
在微波链路模式下，当接收端OSNR的估计值再次到达门限要求时，无论Es/N0的估计值是否高于门限，均切换为激光链路模式；当接收端的OSNR估计值和Es/N0估计值同时低于相应链路的门限要求时，星地数据传输暂停，载荷数据由固态存储器存储。
此外，为了对接收端的OSNR和Es/N0进行不间断的实时估计，需要在接收端的OSNR估计值低于激光链路门限要求时开启激光链路的信标传输，继续对接收端的OSNR进行检测；在接收端的Es/N0估计值低于微波链路门限要求时开启微波链路的空帧信号传输，继续对接收端的Es/N0进行检测。
请参看图3，基带数据处理模块由数据缓存与分发、组帧编码处理、物理层组帧以及数据路由等子模块组成。本实施例中，基带数据处理模块配备了4个数据处理通道，每个通道均包括1个组帧编码处理子模块和1个物理层组帧子模块。
具体来说，数据缓存与分发子模块用于缓存接收到的载荷数据，并按需分发给组帧编码处理子模块进行下一步的处理。在本实施例中，激光链路工作时，数据缓存与分发子模块将载荷数据转换为并行的2路数据并分别分发给选定的任意2个数据处理通道，每个通道的数据处理能力均为10Gb/s，此时，整个基带数据处理模块具备20Gb/s的数据处理能力；微波链路工作时，数据缓存与分发子模块将载荷数据转换为并行的4路数据并分别分发给4个数据处理通道，每个通道的数据处理能力均为3Gb/s，此时，整个基带数据处理模块具备12Gb/s的数据处理能力。
组帧编码处理子模块接收数据缓存与分发子模块输出的载荷数据，完成数据缓存、数据复接、AOS组帧、BCH编码、LDPC编码以及比特交织等处理。以BCH码为外码、LDPC码为内码进行信道编码。其中，LDPC码的可选码率包括1/4、1/3、2/5、1/2、3/5、2/3、3/4、5/6、8/9和9/10。
物理层组帧子模块接收组帧编码处理子模块输出的数据，进行星座映射、时隙分割、插入导频和物理层加扰等处理。同时，物理层组帧子模块对物理层信令进行RM(Reed-Muller)编码、扩频m码序列加扰、加帧标识形成物理层帧头。物理层帧头的二进制比特数据按照π/2BPSK方式进行映射后与数据区的符号共同组成物理帧，形成统一的帧格式。其中，星座映射部分支持的调制方式包括QPSK、8PSK、16APSK和32APSK。注意，激光链路模式下，调制方式固定为QPSK。
数据路由子模块接收物理层组帧子模块输出的数据，并根据系统链路选择结果将数据发送至激光通道模块或微波通道模块。具体来说，激光链路工作时，数据路由子模块将选定的2个数据处理通道输出的数据发送给激光通道模块；微波链路工作时，数据路由子模块将全部4个数据处理通道输出的数据发送给微波通道模块。
请参看图4，激光通道模块由两个激光调制子模块(激光调制1、激光调制2)和一个波分复用子模块组成。两个激光调制子模块分别接收基带数据处理模块路由过来的两路速率为10Gb/s的数据(注意：图4中已经预先将10Gb/s的数据转换为两路速率均为5Gb/s的数据，分别为I路和Q路)，并将输入的电信号调制为激光信号。每个激光调制子模块均包括一个电光调制器(电光调制器1或电光调制器2)、一个窄线宽激光器(窄线宽激光器1或窄线宽激光器2)和一个微处理器(MBC1或MBC2)。窄线宽激光器1和窄线宽激光器2分别用来产生两个不同波长的激光载波。电光调制器采用QPSK等方式将电信号调制成激光信号。微处理器(MBC)对电光调制器的偏置点进行协同控制，使产生的速率为10Gb/s的激光信号质量处于最优状态。波分复用子模块利用频率间隔为50GHz的波分复用器将两个激光调制子模块输出的两路激光信号进行复用，形成速率为20Gb/s的高速激光信号。
请参看图5，微波通道模块由4个高速调制器、4个Ka频段线性化行波管放大器和2个双工器组成。
4个高速调制器分别接收基带数据处理模块路由过来的4路速率为3Gb/s的数据，并完成Ka频段的信号调制。高速调制器通过光纤接口接收数据，然后进行物理帧头识别以及帧同步，对帧头进行π/2BPSK调制，并对有效数据区进行成形滤波、正交调制等处理。高速调制器可以实现的调制方式包括QPSK、8PSK、16APSK和32APSK。产生的数字信号经数模转换(DAC)后变成S频段的中频模拟信号，然后通过带通滤波器抑制镜频后与Ka频段本振源进行混频实现信号的上变频处理，最后经进一步的放大、滤波处理后输出。4个高速调制器的Ka频段本振源产生4个不同频率的载波信号，以便高速调制器可以输出4个不同频点的Ka频段信号。
4个Ka频段线性化行波管放大器分别与4个高速调制器相连，用于接收4个高速调制器输出的4路Ka频段信号。Ka频段线性化行波管放大器对接收到的Ka频段信号进行模拟预失真处理，抑制非线性噪声，以减轻高阶调制信号经过非线性信道后的性能恶化，然后，将信号功率放大至合适的工作范围。
双工器1将Ka频段线性化行波管放大器1和Ka频段线性化行波管放大器2输出的异频大功率信号进行功率合成，生成6Gb/s的高速信号，并发送到Ka频段发射天线的左旋极化端口。双工器2将Ka频段线性化行波管放大器3和Ka频段线性化行波管放大器4输出的异频大功率信号进行功率合成，生成6Gb/s的高速信号，并发送到Ka频段发射天线的右旋极化端口。
请参看图6，ACM指令生成发射机由信号处理和S频段上变频两个子模块组成。其中，信号处理子模块接收地面激光接收子系统估计的OSNR和地面微波接收子系统估计的Es/N0，根据自适应传输策略对链路以及相应的信息速率和编码调制进行选择。然后，对上述模式选择信息进行指令组帧、编码、调制和数模转换处理后输出。此处，编码处理采用1/2LDPC码，调制方式采用BPSK。S频段上变频子模块中的S频段混频器与信号处理子模块中的DAC相连，用于接收上述DAC输出的信号并将其上变频至S频段。此外，S频段本振源与S频段混频器相连，用于为其提供S频段特定频率的载波信号。S频段混频器输出的信号经过滤波、放大处理后输出，得到速率为1Mb/s的传输模式控制指令信号。
请参看图7，ACM指令接收控制器由S频段下变频和信号处理两个子模块组成。其中，S频段下变频子模块与S频段接收天线相连，接收其输出的速率为1Mb/s的信号，并进行放大、滤波后通过S频段混频器完成下变频处理，将信号频率降低至中频。此处的S频段本振源用于产生特定的频率信号，以供S频段混频器使用。信号处理子模块接收S频段下变频子模块输出的信号后，首先进行模数转换、解调和译码等处理，然后解析出传输模式控制指令并实时转发给基带数据处理、激光通道和微波通道模块，由三者协同控制系统的信息速率、编码调制组合和路由，实现自适应传输。
ACM指令生成发射机、S频段发射天线、S频段接收天线以及ACM指令接收控制器共同构成系统的上行反馈链路，与传输有效载荷数据的下行链路共同形成星地协同的自适应数传系统。上行反馈链路工作在S频段，具备优于1×10-7的误码性能，可以确保传输模式控制指令的可靠、准确传输。
综上，本实施例中的激光微波混合自适应星地数传装置，具有激光和微波两种星地数传链路，其中激光链路作为默认的主传输链路可以提供大容量(20Gb/s)、高保密的通信能力，满足不断增长的载荷数据传输需求。微波链路在云、雨、雾、霾等恶劣天气情况下可以提升链路的可用性，同时提供12Gb/s的通信能力。基于系统的自适应传输策略，通过设置ACM指令生成发射机和ACM指令接收控制器可以实时地根据接收端OSNR和Es/N0估计结果生成链路切换指令，并依据预置的查找表完成对应的信息速率和编码调制方式的选择，通过上行反馈链路将相关指令发送至星载部分，实现激光与微波链路的自主切换。这种激光微波混合链路的设计既可以提供高速的数据传输能力又能够保证星地数传链路的可靠性。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，支持激光通信和微波通信两种模式，其特征在于，包括：星载装置和地面装置；
所述地面装置对激光链路信噪比OSNR和微波链路信噪比Es/N0进行实时估计，通过上行S链路向所述星载装置实时反馈基于信噪比估计结果生成的通信模式控制信息；所述地面装置根据实时估计的OSNR和Es/N0，采用以下策略实现激光微波链路的自主切换：
以激光通信为主模式，将实时估计的OSNR和Es/N0与相应门限进行对比：
当OSNR的估计值高于激光链路门限，且Es/N0的估计值高于微波链路门限时，星地系统维持激光链路不变；
当OSNR的估计值低于激光链路门限且Es/N0的估计值高于微波链路门限时，切换至微波链路模式；
在微波通信模式下，当OSNR的估计值再次高于激光链路门限时，无论Es/N0的估计值是否高于微波链路门限，均切换为激光链路模式；
当OSNR的估计值低于激光链路门限，且Es/N0的估计值低于微波链路门限时，星上数据由固态存储器存储。
2.如权利要求1所述的一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，其特征在于，所述星载装置包括：基带数据处理模块、激光通道、激光发射天线、微波通道、Ka频段发射天线、ACM指令接收控制器、S频段接收天线；
所述基带数据处理模块接收载荷数据或者从所述固态存储器模块获取数据，对数据进行数据复接、AOS组帧、调度和路由转发等处理；
所述激光通道模块与所述基带数据处理模块连接，接收所述基带数据处理模块处理后的数据；所述激光通道模块还与所述ACM指令接收控制器连接，接收所述ACM指令接收控制器输出的控制指令，完成所需的高速激光信号的调制；
所述激光发射天线与所述激光通道模块相连，将激光通道模块输出的信号按指定方位向地面接收站进行发射；
所述微波通道模块与所述基带数据处理模块相连，接收所述基带数据处理模块路由过来的数据；所述微波通道还与ACM指令接收控制器相连，接收ACM指令接收控制器输出的控制指令，实现所需的Ka频段微波信号的调制与放大处理；
所述Ka频段发射天线与所述微波通道模块相连，将所述微波通道模块输出的信号按指定方位向地面接收站进行发射；
所述S频段接收天线与所述ACM指令接受控制器相连，接收信号并发送给ACM指令接收控制器。
3.如权利要求2所述的一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，其特征在于，所述基带数据处理模块还用于接收ACM指令接收控制器输出的传输模式控制指令，实现系统激光、微波链路的自主切换以及对应链路信息速率、编码调制方式的自适应选择。
4.如权利要求1所述的一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，其特征在于，所述地面装置包括：激光接收天线、激光接收子系统、Ka频段接收天线、微波接收子系统、地面数据处理与存储、ACM指令生成发射机、S频段发射天线；
所述激光接收天线接收卫星发射的下行激光信号；
所述激光接收子系统接收所述激光接收天线输出的信号，实现激光信号的探测和光电转换，并实时估计OSNR；
所述Ka频段接收天线接收卫星发射的下行Ka频段微波信号；
所述微波接收子系统接收所述Ka频段接收天线输出的信号，实现微波信号下变频和解调，并实时估计Es/N0；
所述地面数据处理与存储模块接收所述激光接收子系统和所述微波接收子系统输出的数据，实现数据帧解析、信道译码、存储，得到传输的载荷数据；
所述ACM指令生成发射机接收所述激光接收子系统和所述微波接收子系统实时估计的信噪比信息，根据自适应传输策略，通过将链路信噪比估计结果与预置的查找表进行比对，完成当前信道状态下的链路、信息速率和编码调制方式选择，然后将相关信息打包成传输模式控制指令；
所述S频段发射天线与所述ACM指令生成发射机相连，将ACM指令生成发射机输出的信号向对应的卫星进行发射；
所述S频段接收天线用于接收S频段发射天线辐射出的信号，并将所述信号发送给所述ACM指令接收控制器。
5.如权利要求4所述的一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，其特征在于，所述地面装置的ACM指令生成发射机内设三组基于信噪比估计结果的查找表，分别为：
激光链路信噪比OSNR、微波链路信噪比Es/N0门限查找表；
预置OSNR分档对应不同信息速率、编码方式组合的查找表；
预置Es/N0分档对应不同信息速率、编码调制方式组合的查找表。
6.如权利要求4所述一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，其特征在于，在星上装置切换至激光链路或微波链路后，所述ACM指令生成发射机根据以下步骤选择信息速率和编码调制方式：
对于激光链路，将实时估计的OSNR与预置OSNR分档查找表进行比对，选择包含当前OSNR估计值的分档范围所对应的信息速率和编码方式，生成控制指令，并通过S频段发射天线向卫星发射；
对于微波链路，将实时估计的Es/N0与预置Es/N0分档查找表进行比对，选择包含当前Es/N0估计值的分档范围所对应的信息速率和编码调制方式，生成控制指令，并通过S频段发射天线向卫星发射。
7.如权利要求2所述的一种激光微波混合自适应星地数据传输装置，其特征在于，所述星载装置的ACM指令接收控制器，通过星上S频段接收天线接收地面ACM指令生成发射机发送的传输模式控制指令，并解析为星载基带数据处理模块对信息速率、LDPC编码码率、调制方式以及链路路由的操作指令，控制星载系统按照操作指令实施激光、微波链路的自主无缝切换及自适应数据传输，从而实现激光微波混合自适应链路的星地闭环控制。
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