一种地月通信系统的制作方法

1.本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种地月通信系统。


背景技术：

2.随着我国嫦娥工程后续计划的启动，实现载人登月，建立长期有人值守月球科考站，存在地月大带宽高速实时数据通信的需求。目前的深空探测网络主要着眼于无人深空探测数据的回传以及对航天器的测控指令下发。随着未来载人登月的实现，需要解决月球上科考人员与地球的实时大带宽数据通信问题，实现地月数据网络的互联互通，缓解登月科考人员面临的由于通信需求不足导致的心理压力，减少孤独感。
3.目前，通常采用传统微波射频的方式进行地月通信，但是，这种通信方式的数据传输速率很低，传输时间久，无法使地月之间进行有效的实时大带宽数据通信。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术的目的在于提供一种地月通信系统，能够实现地月之间的实时大带宽数据通信。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种地月通信系统，所述地月通信系统包括：移动通信模块、月球激光通信站、转发模块、地面站模块；移动通信模块通过n6接口与月球激光通信站相连；月球激光通信站与转发模块激光通信连接；转发模块与地面站模块激光通信连接；
6.移动通信模块，用于接收月球用户通过5g通信网络发送的数字信号，并将数字信号发送给月球激光通信站；或接收月球激光通信站发送的数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的月球用户；
7.月球激光通信站，用于将移动通信模块发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块；或将转发模块发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给移动通信模块；
8.转发模块，用于将月球激光通信站或地面站模块发送的激光束转发给地面站模块或月球激光通信站；
9.地面站模块，用于将转发模块发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户；或将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块。
10.在一种可能的实施方式中，若月球用户在月球正面，则转发模块包括：多个激光通信卫星；多个激光通信卫星依次互相通过星间激光链路激光通信连接；
11.月球激光通信站或地面站模块，用于根据激光通信卫星的当前运行位置将转换得到的激光束发送给多个激光通信卫星中对应的第一激光通信卫星；
12.第一激光通信卫星，用于将月球激光通信站或地面站模块发送的激光束转发给地面站模块或月球激光通信站。
13.在一种可能的实施方式中，若第一激光通信卫星无法将激光束，发送给月球激光通信站或地面站模块；
14.第一激光通信卫星，用于根据路由算法，将激光束转发给与第一激光通信卫星通信连接的第二激光通信卫星；
15.第二激光通信卫星，用于将月球激光通信站或地面站模块发送的激光束转发给地面站模块或月球激光通信站。
16.在一种可能的实施方式中，若月球用户在月球背面，则转发模块包括：多个激光通信卫星和地月中继卫星；月球激光通信站与地月中继卫星通信连接；多个激光通信卫星依次互相通过星间激光链路激光通信连接；
17.月球激光通信站，用于将转换得到的激光束发送给地月中继卫星；
18.地月中继卫星或地面站模块，用于根据激光通信卫星的当前运行位置，将月球激光通信站发送的或地面站模块转换得到的激光束转发给多个激光通信卫星中对应的第一激光通信卫星；
19.地月中继卫星，还用于将激光通信卫星发送的激光束转发给月球激光通信站；
20.第一激光通信卫星，用于将地月中继卫星或地面站模块发送的激光束转发给地面站模块或地月中继卫星。
21.在一种可能的实施方式中，地面站模块，包括：多个激光地面站；激光地面站根据激光通信卫星的当前运行位置与多个激光通信卫星中的一个激光通信卫星激光通信连接；
22.激光地面站，用于接收激光通信卫星发送的激光束，并将激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户；或将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给激光通信卫星。
23.在一种可能的实施方式中，月球激光通信站，包括：收发模块、激光调制解调器；收发模块与转发模块、激光调制解调器通信连接。
24.收发模块，用于接收移动通信模块发送的数字信号，转发模块发送的激光束；
25.激光调制解调器，用于将收发模块发送的数字信号转换成激光束，将收发模块发送的激光束转换成数字信号；并将转换得到的激光束或数字信号转发给收发模块；
26.所述收发模块，还用于将激光调制解调器发送的激光束或数字信号，发送给转发模块或与数字信号对应的月球用户。
27.在一种可能的实施方式中，地面站模块，包括：收发模块、激光调制解调器；收发模块与激光调制解调器、转发模块通信连接。
28.收发模块，用于接收地球用户发送的数字信号，转发模块发送的激光束；
29.激光调制解调器，用于将收发模块发送的数字信号转换成激光束，将收发模块发送的激光束转换成数字信号；并将转换得到的激光束或数字信号转发给收发模块；
30.收发模块，还用于将激光调制解调器发送的激光束或数字信号，发送给转发模块或与数字信号对应的地球用户。
31.在一种可能的实施方式中，该系统还包括：地球网络模块；地球网络模块与地面站模块相连；
32.地球网络模块，用于接收地球用户通过5g通信网络发送的数字信号，并将数字信号发送给地面站模块；或接收地面站模块发送的数字信号，并将数字信号发送给与数字信
号对应的地球用户。
33.本技术实施例提供了一种地月通信系统，该系统包括：移动通信模块、月球激光通信站、转发模块、地面站模块；移动通信模块通过n6接口与月球激光通信站相连；月球激光通信站与转发模块通信连接；转发模块与地面站模块激光通信连接；移动通信模块，用于接收月球用户通过5g通信网络发送的数字信号，并将数字信号发送给月球激光通信站；或接收月球激光通信站发送的数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的月球用户；月球激光通信站，用于将移动通信模块发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块；或将转发模块发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给移动通信模块；转发模块，用于将月球激光通信站或地面站模块发送的激光束转发给地面站模块或月球激光通信站；地面站模块，用于将转发模块发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户；或将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块。本技术通过月球激光通信站将数字信号转换成激光束后发送给转发模块，转发模块将激光束发送给地面站模块，地面站将激光束转换成数字信号；或通过地面站将数字信号转换成激光束后发送给转发模块，转发模块将激光束发送给月球激光通信站，月球激光通信站将激光束转换成数字信号，实现了地月的实时通信。
附图说明
34.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
35.图1示出了本技术实施例提供的一种地月通信系统的结构示意图；
36.图2示出了本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图；
37.图3示出了本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图；
38.图4示出了本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图；
39.图5示出了本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图；
40.图6示出了本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图；
41.图7示出了本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图。
具体实施方式
42.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本技术中附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本技术的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本技术中使用的流程图示出了根据本技术的一些实施例实现的操作。应该理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本技术内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。
43.另外，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因
此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
44.为了使得本领域技术人员能够使用本技术内容，结合特定应用场景“通信技术领域”，给出以下实施方式。对于本领域技术人员来说，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可以将这里定义的一般原理应用于其他实施例和应用场景。虽然本技术主要围绕“通信技术领域”进行描述，但是应该理解，这仅是一个示例性实施例。
45.需要说明的是，本技术实施例中将会用到术语“包括”，用于指出其后所声明的特征的存在，但并不排除增加其它的特征。
46.下面对本技术实施例提供的一种地月通信系统进行详细说明。
47.参照图1所示，为本技术实施例提供的一种地月通信系统的结构示意图，该地月通信系统包括：移动通信模块101、月球激光通信站102、转发模块103、地面站模块104；移动通信模块101通过n6接口与月球激光通信站102相连；月球激光通信站102与转发模块103激光通信连接；转发模块103与地面站模块104激光通信连接。
48.移动通信模块101，用于接收月球用户通过5g通信网络发送的数字信号，并将数字信号发送给月球激光通信站102；或接收月球激光通信站102 发送的数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的月球用户。
49.在本技术实施方式中，移动通信模块101采用第五代移动通信技术为用户提供5g通信网络。
50.月球激光通信站102，用于将移动通信模块101发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块103；或将转发模块103发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给移动通信模块101。
51.这里，本技术通过激光束的形式传递信息，可以提高信息传送速率。
52.在本技术实施方式中，月球用户会以数字信号的形式向移动通信模块 101发送需要传向地球用户的消息，移动通信模块101会将月球用户发送的数字信号转发给月球激光通信站102，月球激光通信站102将移动通信模块 101发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块103。月球激光通信站102还会接收到转发模块103以激光束的形式发送的地球用户传向月球用户的消息，月球激光通信站102将转发模块103发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给移动通信模块101，移动通信模块101 再将月球激光通信站102发送的数字信号发送给与数字信号对应的月球用户。
53.转发模块103，用于将月球激光通信站102或地面站模块104发送的激光束转发给地面站模块104或月球激光通信站102。
54.在本技术实施方式中，转发模块103将月球激光通信站102发送的激光束转发给地面站模块104，也就是月球用户向地球用户发送的消息。转发模块103将地面站模块104发送的激光束转发给月球激光通信站102，也就是地球用户向月球用户发送的消息。
55.地面站模块104，用于将转发模块103发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户；或将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块103。
56.在本技术实施方式中，地面站模块104接收转发模块103以激光束的形式发送的月
球用户传向地球用户的消息，并将转发模块103发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户。地面站模块104还会接收到地球用户以数字信号的形式向地面站模块104发送的地球用户向月球用户发送的消息，并将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块103。
57.本技术实施例提供了一种地月通信系统，该系统包括：移动通信模块、月球激光通信站、转发模块、地面站模块；移动通信模块通过n6接口与月球激光通信站相连；月球激光通信站与转发模块激光通信连接；转发模块与地面站模块激光通信连接；移动通信模块，用于接收月球用户通过5g通信网络发送的数字信号，并将数字信号发送给月球激光通信站；或接收月球激光通信站发送的数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的月球用户；月球激光通信站，用于将移动通信模块发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块；或将转发模块发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给移动通信模块；转发模块，用于将月球激光通信站或地面站模块发送的激光束转发给地面站模块或月球激光通信站；地面站模块，用于将转发模块发送的激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户；或将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给转发模块。本技术通过月球激光通信站将数字信号转换成激光束后发送给转发模块，转发模块将激光束发送给地面站模块，地面站将激光束转换成数字信号；或通过地面站将数字信号转换成激光束后发送给转发模块，转发模块将激光束发送给月球激光通信站，月球激光通信站将激光束转换成数字信号，实现了地月的实时通信。
58.参照图2所示，为本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图，当月球用户处于月球正面时，转发模块103包括：多个激光通信卫星 201；多个激光通信卫星201依次互相通过星间激光链路激光通信连接。
59.月球激光通信站102或地面站模块104，用于根据激光通信卫星的当前运行位置将转换得到的激光束发送给多个激光通信卫星201中对应的第一激光通信卫星。
60.在本技术实施方式中，在多个激光通信卫星201中选取在预设范围内的多个目标激光通信卫星，并将多个目标激光通信卫星中与月球激光通信站102或地面站模块104的距离最短的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星，月球激光通信站102或地面站模块104将转换得到的激光束发送给多个激光通信卫星201中对应的第一激光通信卫星，这样可以增加传送激光束的效率。
61.可选地，直接将所有激光通信卫星201中与月球激光通信站102或地面站模块104的距离最短的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星。
62.可选地，确定多个激光通信卫星201中可以与月球激光通信站102或地面站模块104进行激光通信的多个初始激光通信卫星，并将初始激光通信卫星中与月球激光通信站102或地面站模块104的距离最短的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星。
63.可选地，根据信号强度预设预值确定每个激光通信卫星201的信号强度对应的第一分数；根据距离预设预值确定激光通信卫星201与月球激光通信站102或地面站模块104的距离对应的第二分数；针对激光通信卫星 201，将该激光通信卫星201的第一分数和该激光通信卫星201的第二分数进行加权平均确定该激光通信卫星201的目标分数，将目标分数的值最大的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星。第一激光通信卫星，用于将月球激光通信站102或地面站模块104发送的激光束转发给地面站模块104 或月球激光通信站102。
64.在本技术实施方式中，第一激光通信卫星将月球激光通信站102发送的激光束转发给地面站模块104。将地面站模块104发送的激光束转发给地月球激光通信站102。
65.进一步地，若第一激光通信卫星无法将激光束，发送给月球激光通信站 102或地面站模块104；第一激光通信卫星，用于根据路由算法，将激光束转发给与第一激光通信卫星通信连接的第二激光通信卫星；第二激光通信卫星，用于将月球激光通信站102或地面站模块104发送的激光束转发给地面站模块104或月球激光通信站102。
66.这里，通过本技术的部署方式，可以在第一激光通信卫星无法与月球激光通信站102或地面站模块104通信时，依然能够保证将激光束转发给地面站模块104或月球激光通信站102。
67.参照图3所示，为本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图，若月球用户在月球背面，转发模块103包括：多个激光通信卫星201 和地月中继卫星301，月球激光通信站102与地月中继卫星301通信连接，多个激光通信卫星201依次通过星间激光链路激光通信连接。
68.月球激光通信站102，用于将转换得到的激光束发送给地月中继卫星 301。
69.地月中继卫星301或地面站模块104，用于根据激光通信卫星的当前运行位置，将月球激光通信站102发送的或地面站模块104转换得到的激光束转发给多个激光通信卫星201中对应的第一激光通信卫星。
70.在本技术实施方式中，在多个激光通信卫星201中选取在预设范围内的多个目标激光通信卫星，并将多个目标激光通信卫星中与地月中继卫星 301或地面站模块104的距离最短的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星。
71.可选地，直接将所有激光通信卫星201中与地月中继卫星301或地面站模块104的距离最短的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星。
72.可选地，确定多个激光通信卫星201中可以与地月中继卫星301或地面站模块104进行激光通信的多个初始激光通信卫星，并将初始激光通信卫星中与地月中继卫星301或地面站模块104的距离最短的激光通信卫星 201作为第一激光通信卫星。
73.可选地，根据信号强度预设预值确定每个激光通信卫星201的信号强度对应的第一分数；根据距离预设预值确定激光通信卫星201与地月中继卫星301或地面站模块104的距离对应的第二分数；针对激光通信卫星201，将该激光通信卫星201的第一分数和该激光通信卫星201的第二分数进行加权平均确定该激光通信卫星201的目标分数，将目标分数的值最大的激光通信卫星201作为第一激光通信卫星。
74.第一激光通信卫星，用于将地月中继卫星301或地面站模块104发送的激光束转发给地面站模块104或地月中继卫星301。
75.参照图4所示，为本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图，地面站模块104，包括：多个激光地面站401；激光地面站根据激光通信卫星的当前运行位置与多个激光通信卫星中的一个激光通信卫星激光通信连接；这里，直接将所有激光通信卫星201中距激光地面站401的距离最短的激光通信卫星201作为第二激光通信卫星。激光地面站401与第二激光通信卫星激光通信连接。
76.可选地，根据信号强度预设预值确定每个激光通信卫星201的信号强度对应的第一分数；根据距离预设预值确定激光通信卫星201与地月中继卫星301或地面站模块104的
距离对应的第二分数；针对激光通信卫星201，将该激光通信卫星201的第一分数和该激光通信卫星201的第二分数进行加权平均确定该激光通信卫星201的目标分数，将目标分数的值最大的激光通信卫星201作为第二激光通信卫星。
77.激光地面站401，用于接收激光通信卫星201发送的激光束，并将激光束转换成数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户；或将地球用户发送的数字信号转换成激光束，并将激光束发送给激光通信卫星 201。
78.参照图5所示，为本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图，月球激光通信站102，包括：收发模块501、激光调制解调器502。收发模块501与转发模块103、激光调制解调器502通信连接。
79.收发模块501，用于接收移动通信模块101发送的数字信号，转发模块 103发送的激光束。激光调制解调器502，用于将收发模块501发送的数字信号转换成激光束，将收发模块501发送的激光束转换成数字信号；并将转换得到的激光束或数字信号转发给收发模块501；
80.收发模块501，还用于将激光调制解调器502发送的激光束或数字信号，发送给转发模块103或与数字信号对应的月球用户。
81.在本技术实施方式中，收发模块501将激光调制解调器502发送的激光束发送给转发模块103。收发模块501将激光调制解调器502发送的数字信号发送给与数字信号对应的月球用户。
82.参照图6所示，为本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图，地面站模块104，包括：收发模块501、激光调制解调器502。收发模块501与激光调制解调器502、转发模块103通信连接。
83.收发模块501，用于接收地球用户发送的数字信号，转发模块103发送的激光束。
84.这里，地球用户向地球网络模块发送数字信号，地球网络模块将地球用户发送的数字信号发送给收发模块501。收发模块501，还用于接收转发模块103发送的激光束。
85.激光调制解调器502，用于将收发模块501发送的数字信号转换成激光束，将收发模块501发送的激光束转换成数字信号；并将转换得到的激光束或数字信号转发给收发模块501。
86.收发模块501，还用于将激光调制解调器502发送的激光束或数字信号，发送给转发模块103或与数字信号对应的地球用户。
87.可选地，收发模块501将激光调制解调器502发送的激光束或数字信号，发送给转发模块103。
88.可选地，或收发模块501将激光调制解调器502发送的激光束或数字信号，发送给地球网络模块；地球网络模块将收发模块发送的数字信号发送给与数字信号对应的地球用户。
89.在本技术实施方式中，收发模块501将激光调制解调器502发送的激光束发送给转发模块103。收发模块501将激光调制解调器502发送的数字信号发送给与数字信号对应的地球用户。
90.参照图7所示，为本技术实施例提供的另一种地月通信系统的结构示意图，该系统还包括：地球网络模块701；地球网络模块701与地面站模块 104相连；
91.地球网络模块701，用于接收地球用户通过5g通信网络发送的数字信号，并将数字信号发送给地面站模块104；或接收地面站模块104发送的数字信号，并将数字信号发送给与数字信号对应的地球用户。
92.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考方法实施例中的对应过程，本技术中不再赘述。在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
93.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
94.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
95.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述信息处理方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、 rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
96.以上仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。