CN111541478A

CN111541478A - 一种月球正面各基地之间通信的通信系统

Info

Publication number: CN111541478A
Application number: CN202010379245.5A
Authority: CN
Inventors: 李�杰; 庞立新; 丁广林; 李晶晶; 段毅; 闫文凯
Original assignee: APT Mobile Satcom Ltd
Current assignee: APT Mobile Satcom Ltd
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2020-08-14

Abstract

本发明属于航天通信领域。本发明实施例提供一种月球正面各基地之间通信的通信系统，该系统通过月球通信卫星建立月球正面各基地之间的通信链路，所述月球通信卫星的运行轨道为一条绕地月间拉格朗日1点的轨道，所述月球正面各基地与所述月球通信卫星之间的通信链路采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者采用激光通信。本发明实施例可以实现月球正面各基地之间的大容量、高带宽的可靠通信。

Description

一种月球正面各基地之间通信的通信系统

技术领域

本发明属于航天通信领域，特别涉及一种月球正面各基地之间通信的通信系统。

背景技术

未来在月球正面建立基地后，相距较远的各基地之间的通信没有有效的直接通信手段，月面有线通信链路布置的成本和难度太大。月球直径约3476千米，月球表面曲率大，并且月球表面的高度差也非常大，最大可达20千米。无线通信链路因为月球表面曲率和高差影响，长距离无法实现通信。假设月球正面分布有3个（或以上）基地，各基地之间距离1000千米以上，通过月面有线链路、月面中继基站或月面直接无线通信等方法，受月面曲率和月面高度差的影响，都难以实现可靠通信。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种月球正面各基地之间通信的通信系统，以实现月球正面各基地之间的大容量、高带宽的可靠通信。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种月球正面各基地之间通信的通信系统，该系统通过月球通信卫星建立月球正面各基地之间的通信链路，所述月球通信卫星的运行轨道为一条绕地月间拉格朗日1点（L1）的轨道，所述月球正面各基地与所述月球通信卫星之间的通信链路采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者采用激光通信。

通过设置在月球正面绕拉格朗日1点（L1）运行的月球正面通信卫星，可以实现月球正面各基地之间的可靠通信；通过设置所述月球正面各基地与所述月球通信卫星之间的通信链路采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者采用激光通信，可以实现月球正面各基地之间大容量、高带宽的稳定通信。

优选的，所述月球正面各基地之间的通信链路由所述月球通信卫星中继，不需要通过地球地面站中转。这样可以显著降低通信时延，通信系统延时约500ms。

优选的，所述通信卫星绕圆形轨道或者椭圆形轨道运行。在这样的轨道上运行的月球通信卫星运行更为稳定。

优选的，所述月球通信卫星有一颗或者多颗。一颗月球通信卫星可以覆盖月球正面各基地，形成覆盖月球正面各基地的通信链路；多颗月球通信卫星可以提供更高带宽、更可靠的覆盖月球正面各基地的通信链路。

优选的，所述月球通信卫星将月球正面各基地的通信中继至地球地面站。这样可以降低对月球正面基地的与地球通信的系统性能要求。

优选的，所述月球通信卫星与地球地面站之间的通信使用S、C或者Ku频段。这样即可以满足一定的通信带宽，又具有较好的抗雨衰能力，并且在较远的通信距离上，较低的通信频率带来的自由空间损耗更低，可以满足长期高可用性通信要求。

优选的，所述月球通信卫星对地球地面站采用点波束覆盖。这样可以降低对月球通信卫星的与地球通信的发射信号功率要求。

优选的，所述月球通信卫星对月球正面采用全月球波束覆盖。这样可以保障对月球正面各基地的全面覆盖。

优选的，采用一个或者两个波束覆盖整个月球正面。这样可以提高对月球正面各基地覆盖的质量和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所述的月球正面各基地之间通信的通信系统示意图；

图中标号：1-地球，2-月球，3-月球通信卫星，L1-地月间拉格朗日1点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种月球正面各基地之间通信的通信系统，以实现月球2正面各基地之间的大容量、高带宽的可靠通信。以下结合附图对本发明进行详细说明。

如附图1所示，本发明实施例提供一种月球正面各基地之间通信的通信系统，该系统通过月球通信卫星3建立月球2正面各基地之间的通信链路，所述月球通信卫星3的运行轨道为一条绕地月间拉格朗日1点（L1）的轨道，拉格朗日1点（L1）距离月心62695km，距离月球2表面约60957km；所述月球2正面各基地与所述月球通信卫星3之间的通信链路采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者采用激光通信。

卫星通信业务主要有语音业务和非语音业务，如低速数据、报文和传真等。电话通信是人们日常生活中应用最广泛、最普遍的基本通信手段，也是卫星移动通信系统提供的基本业务。非电话业务随着社会的进步、技术的发展，需求量越来越大，特别是计算机及网络技术的发展和应用必将进一步推动非电话业务的迅速发展。此外，卫星通信还可以提供高速数据传输业务如图像信息和多媒体信息等。

在通常的地球卫星信号传输路径上，存在着降雨衰减。降雨衰减产生于雨滴对电磁能量的吸收和散射。当频段高于10 GHz时，降雨是电波传播过程中最主要的大气衰减因素。Ku频段包括11～14 GHz，降雨引起的衰减相当大。Ka频段包括20～30 GHz，特别易受降雨及大气中的水汽凝结物的影响严重，电波传输损耗大。Q频段包括30～50 GHz。V频段包括50～75 GHz。无线激光通信工作频段包括326～365THz。因此，Ku、Ka、Q或者V频段，或者激光通信，降雨衰减都比较严重，不作为地球卫星通信业务的首选频段，以免受到降雨等天气的影响，信号质量不稳定。这些频段主要用于广播电视传输等业务。卫星通信业务与广播电视传输业务对信号传输的要求有所差异。

卫星通信领域的普通技术人员主要是从事地球卫星通信系统的设计，习以为常的认为Ku、Ka、Q或者V频段，或者激光通信，降雨衰减都比较严重，信号质量不稳定，不作为卫星通信业务的首选频段。这样的认识也会影响到月球卫星通信系统的设计，卫星通信领域的普通技术人员对于月球卫星通信业务，没有考虑采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者激光通信。本发明实施例根据月球没有降雨、空气稀薄，因此不存在降雨衰减的特殊情况，采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者激光通信，提供月球正面各基地与所述月球通信卫星3之间的通信链路，这些频段不但频率高，而且可用频带宽，可以满足大容量、高带宽通信要求，并且不会受到降雨衰减的影响，信号质量稳定。

本发明实施例通过设置在月球2正面绕拉格朗日1点（L1）运行的月球正面通信卫星，可以实现月球2正面各基地之间的可靠通信；通过设置所述月球2正面各基地与所述月球通信卫星3之间的通信链路采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者采用激光通信，可以实现月球2正面各基地之间大容量、高带宽的稳定通信。

优选的，所述月球2正面各基地之间的通信链路由所述月球通信卫星3中继，不需要通过地球1地面站中转。这样可以显著降低通信时延，通信系统延时约500ms。

优选的，所述通信卫星绕圆形轨道或者椭圆形轨道运行。在这样的轨道上运行的月球通信卫星3运行更为稳定。

优选的，所述月球通信卫星3有一颗或者多颗。一颗月球通信卫星3可以覆盖月球2正面各基地，形成覆盖月球2正面各基地的通信链路；多颗月球通信卫星3可以提供更高带宽、更可靠的覆盖月球2正面各基地的通信链路。

优选的，所述月球通信卫星3将月球2正面各基地的通信中继至地球1地面站。这样可以降低对月球2正面基地的与地球通信的系统性能要求。

优选的，所述月球通信卫星3与地球1地面站之间的通信使用S、C或者Ku频段。这样即可以满足一定的通信带宽，又具有较好的抗雨衰能力，并且在较远的通信距离上，较低的通信频率带来的自由空间损耗更低，可以满足长期高可用性通信要求。

优选的，所述月球通信卫星3对地球1地面站采用点波束覆盖。这样可以降低对月球通信卫星3的与地球1通信的发射信号功率要求。

优选的，所述月球通信卫星3对月球2正面采用全月球波束覆盖。这样可以保障对月球2正面各基地的全面覆盖。

优选的，采用一个或者两个波束覆盖整个月球2正面。这样可以提高对月球2正面各基地覆盖的质量和效率。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种月球正面各基地之间通信的通信系统，该系统通过月球通信卫星建立月球正面各基地之间的通信链路，其特征为：所述月球通信卫星的运行轨道为一条绕地月间拉格朗日1点的轨道，所述月球正面各基地与所述月球通信卫星之间的通信链路采用Ku、Ka、Q或者V频段，或者采用激光通信。

2.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述月球正面各基地之间的通信链路由所述月球通信卫星中继。

3.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述通信卫星绕圆形轨道或者椭圆形轨道运行。

4.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述月球通信卫星有一颗或者多颗。

5.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述月球通信卫星将月球正面各基地的通信中继至地球地面站。

6.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述月球通信卫星与地球地面站之间的通信使用S、C或者Ku频段。

7.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述月球通信卫星对地球地面站采用点波束覆盖。

8.如权利要求1所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：所述月球通信卫星对月球正面采用全月球波束覆盖。

9.如权利要求8所述的月球正面各基地之间通信的通信系统，其特征为：采用一个或者两个波束覆盖整个月球正面。