概论07：铱星系统介绍与思考

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1、铱星通信系统介绍与铱星通信系统介绍与 思考思考1铱星通信系统介绍铱星通信系统介绍一、铱星系统概述 二、铱星系统组成 三、铱星系统原理 四、铱星系统特点 五、铱星系统应用2一、铱星系统概述 1、引言 2、铱星系统的构想 3、铱星提出的背景 4、铱星系统的目标 5、铱星公司的成立31、引 言 媒体热点 铱星，时间2000年，“66颗卫星将魂归大海”， “铱星缘何陨落”。 铱星概况 在98年，铱星公司刚上市，股票从每股20元一 路追捧到70元，当时谁能想到铱星公司运行不 到一年，因为无法归还到期的债务而申请破产 保护。在保护期虽然MOTOROLA公司奋力营救 ，无奈没有人愿意收购，只得宣布破产。45

2、2、铱星系统的构想构想设计者构想设计者1987 1987年，摩托罗拉的三位工程年，摩托罗拉的三位工程 师师( (奥波德、皮特森和奥波德、皮特森和伯蒂格伯蒂格) )提出提出 一个构想。一个构想。 铱星构想铱星构想用用7777颗卫星，在颗卫星，在7 7个极地圆轨道个极地圆轨道 上运行，把整个地球覆盖起来，让上运行，把整个地球覆盖起来，让 世界上任何人在任何地方、任何时世界上任何人在任何地方、任何时 间与任何人都能相互沟通。间与任何人都能相互沟通。6铱星系统结构物理模型3、铱星提出的背景（1） 移动通信缺点： 在85年前后，模拟移动电话模拟移动电话刚推出时间不长， 由于缺乏统一的移动通信标准，无法实

3、现不同 地区的漫游。另外覆盖范围有限。 漫游的重要性： 手机的使用者仅仅在本地或一定的范围内使用 ，这对往来于不同城市、不同国家之间的人士 带来很大的不便。73、铱星提出的背景（2） 问题背景 1985年，摩托罗拉公司工程师伯蒂格伯蒂格准备去 一个加勒比岛屿度假，但他做房地产生意的 太太担心在那么偏远的地方通讯联络大成问 题，因此加勒比之旅始终未能成行。然而， 伯蒂格的头脑中却产生了一个梦幻般的想法 ：8“ “如果有一台在世界任何地方如果有一台在世界任何地方 任何时候都能够通话的手机，任何时候都能够通话的手机， 该有多好！该有多好！” ”4、铱星系统的目标 通信范围 凡是铱系统内的用户终端，在

4、任何地方都可 以通过铱星系统，进行包括南极和北极在内 的全球范围内的电话、传真、寻呼和数据通 信，成为全球的数字化的卫星个人通信系统个人通信系统 。 卫星定位 能够同所有符合规定的其他卫星定位系统组 合在一起，提供全球无线电卫星定位业务。95、铱星公司的成立 铱星公司 1990年6月25日，MOTOROLAMOTOROLA公司正式向全世界 宣布铱星计划。 1991年摩托罗拉发起，由中国美国加拿大日本 等14个国家的17个投资者参与，成立了铱星全 球通信公司。 铱星名称 因卫星数与铱原子（Ir）的电子数相同而得名。 业务计划 于1998年2月正式向用户提供卫星全球移动个人 通信服务。10二、铱星

5、系统的组成 1、铱星系统示意图 2、铱星系统空间部分 3、铱星系统地面部分 4、铱星系统通话过程 5、铱星系统通话费用111、铱星系统示意图12铱星系统的信号覆盖铱星系统的信号覆盖天上的铱星和地面的终端天上的铱星和地面的终端2、铱星系统空间部分 空中结构 “铱”星系统是一个非常庞大的低轨道卫星网络 ，共计72颗通信卫星（66颗组网和6颗在轨备 用），运行在780公里高的轨道上，构成了6个 极地轨道面，每条轨道上有11颗星，卫星在轨 道上绕地球运行的周期是100分钟又28秒。 技术参数 卫星689千克，1200W， 设计寿命是57年。 每颗卫星上有48个点波束覆盖地面。 每颗卫星有信道3480个

6、。1314铱星移动通信系统示意图铱星移动通信系统示意图3、铱星系统地面部分 铱星地面系统 关口站（整个系统有12个） 网络控制中心（主中心、备用） 测控站（三个测控中心） 用户终端15铱星系统的关口站 相似点 有巨大的卫星天线、功放设备和与地面通信系 统相连的程控交换机。 不同点 天线不是定点指向某一颗地球同步卫星，而是 可以转动跟踪移动的铱星，计算机和机械伺服 系统保证天线正确跟踪运转的铱星。 16铱星网络控制中心（1） 中心位置 铱星系统的卫星网络控制中心，在华盛顿西北 部45公里左右弗吉尼亚州的丘陵地带。 中心任务 控制66颗铱星在轨道的运行位置和星体状态， 使每一颗星都保证飞行在自己应

7、在的轨道和位 置，每一颗星都保证是正确的姿态。从而保证 星与星、星与地之间的正常通信联络。 备用中心 罗马设有一个备用的卫星网络控制中心。 17铱星网络控制中心（2） 可靠性措施 为保证控制系统正常工作，控制中心建有巨 大的UPS ( Uninterruptible Power Supply）系统 ，并建有一个1.2MW的2000马力柴油发电机 组，并建造另一个备用发电机组，以防供电 网发生意外，影响铱系统星群控制和通信故 障。 维护工作 控制中心24小时全天候值守，约有200名工程 师在这里轮流值班工作。随着运转走向正常 ，控制中心的人员将大大减少。18三个地面测控站 测控站位置 分别位于夏

8、威夷、意大利、加拿大（扩大 控制中心的视野）； 测控站任务 完成遥测、跟踪和控制的任务，它们直接 与控制中心连接在一起，以调整卫星发射 定位及后续轨道的位置。19铱星终端 铱星手机铱星手机 摩托罗拉生产的双模式手机重量不到454g； 京瓷公司的铱星手机400g，可用于卫星或地面无线通信。 其外观与普通蜂窝手机相似，但是体积和重 量较大，这种手机要插入一个与当地蜂窝网 协议兼容的适配器才能接通地面蜂窝网。 随着技术的不断提高手机体积减小。20铱星用户终端21铱星寻呼机 寻呼机 液晶显示屏可显示4行共80个字符，显示的文字 包括简/繁体中文、英文、法文、德文、日文、 朝鲜文、意大利文、葡萄牙文、西

9、班牙文和泰 文。 京瓷寻呼机 重118g， 体积是7772.322.5mm。224、铱星系统通话费用 通讯费用： 各地不同2.45-8.00美元/分钟。 中国：国内9.8元/分钟；国际27.4元/分钟 支付方式： 使用国际通用的信用卡或银行帐户直接支付给“ 铱”星公司。 注释： 本地电话网的费用则直接支付给本地向用户提 供服务的公司。 23三、铱星系统的原理 1、系统的工作过程简述 2、铱星系统工作频段 3、铱星系统多址技术 4、铱星系统承载业务24 相当于将移动电话系统搬至空中用户拨打电话，该区域上空的卫星会 自动选择最便宜也是最近的路径。接入 地面移动电话系统或直接由卫星层层转 达到目的地

10、。251 1、系统的工作过程简述、系统的工作过程简述261 1、系统工作过程简述过程、系统工作过程简述过程 1 1、主叫，确定、主叫，确定 自己的位置自己的位置3 3、不在、不在 GSMGSM范围，范围， 送到铱星送到铱星4 4、通过星、通过星 际链路，转际链路，转 到目标星到目标星5 5、被叫也不、被叫也不 在在GSMGSM范围；范围；6 6、被叫在、被叫在 GSMGSM范围；范围；2 2、GSMGSM范范 围，则通围，则通 过过GSMGSM网。网。27L L段：段：16101610 1626.5MHz1626.5MHzKaKa：下：下18.818.8 20.2GHz20.2GHzKaKa：

11、上：上27.527.5 30.0GHz30.0GHzKaKa：22.5522.55 23.55GHz23.55GHz2 2、工作频段、工作频段3、铱星系统多址技术 空分多址 一颗卫星有48个点波束，分别覆盖地面上的 一个区域，构成蜂窝体系。 频分和时分多址 在一个小区内采用“频分多址”和“时分多址” 相结合的方法，充分利用有限的频段资源。284、铱星系统承载业务 数据业务 数据传送速率是2400bps。可以提供传真业 务。 寻呼业务 提供全球范围的寻呼机通信业务和航空服 务。 话音业务 定位业务29四、铱星系统主要特点 1、铱星系统传输速度 2、铱星系统星上交换 3、铱星系统无缝连接 4、铱星

12、系统全球覆盖 5、铱星手机携带方便301、铱星系统传输速度 特点：采用低轨道卫星，780公里，传输 速度快，信息损失小，减少卫星 通信的时延，提高了通话的效果 。（常规卫星，海事比较）312、铱星系统星上交换 特点1：铱星系统采用星上处理和星际链路技 术，这使得铱系统用户可以不依赖地面网 而直接通信。因而不受地面网络的影响。 特点2：无需专门地面站，每部移动电话都可以直 接卫星连接，即使在人迹罕见的不毛之地。323、铱星系统无缝连接 技术特点 卫星网与地面蜂窝网之间的跨协议漫游。 应用特点 在GSM覆盖的区域内，首先借助GSM网络， 充当GSM手机使用，可以节省费用；在GSM 覆盖不到的地方，

13、可以借助铱星来传递信息 ，实现全球无缝通信。334、铱星系统全球覆盖 全球覆盖 由于采用多颗卫星进行项链式传输 方式，使地球两极地区也被纳入它 的覆盖范围，能为全球任何一个地 方提供无缝的移动通信。 （与高轨道卫星比较）345、铱星手机携带方便 铱星手机 不足500克，与模拟蜂窝手机差不多。因此与 VSAT、海事卫星相比，更加便捷、更加灵活。 重要意义 铱星系统的投入运行，标志着个人通讯进入了 突破时间和空间限制的新纪元。35五、铱星主要应用 1、铱星系统运行情况 2、铱星系统通信能力 3、铱星系统应用领域 4、铱星系统应用情况 5、铱星系统应用现状 6、铱星系统失败原因 7、铱星系统失败教训

14、361、铱星的全球试运行 最初计划 1996年开始发射，1998年2月正式运营。全球 几十家公司参与，初期运筹、实施成功。 首次运行 1998年11月1日，“铱”星系统正式投入运行，开 创了人类电讯史上的新篇章。 第一个电话 美国的副总统戈尔成为了“铱”星的第一位用户 ，他将第一个电话打给了美国地理学会主席（ 电话的发明人亚历山大贝尔的曾孙）并告知他 这个振奋人心的好消息。372、铱星系统通信能力 应用价值 每年可提供15亿分钟卫星通信容量，是一 条能吸引400万用户使用的“空间信息快速 公路”。 实现了5个任何（5W）的通信手段。 任 何 人（Whoever) 任何地点（Wherever）

15、任何时间（Whenever） 与任何人 (Whomever) 任何方式（Whatever）383、铱星系统应用领域 应用1 在非洲、南美等地面蜂窝网络覆盖遥遥无期的 地区；3、铱星系统应用领域应用2 在建设地面网络十分困难的东南亚、南太平 洋等岛屿众多的地区；3、铱星系统应用领域应用3 对野外勘探、科学考察、航空、远洋、紧急 搜索、紧急救援、自然灾害现场；野外勘探野外勘探南极探险南极探险4、铱星系统应用情况 我国应用 中国银行贵州分行购买了几十部手机装备其运 钞车。我国南极、北极科学考察队员的联系工 具。 土耳其应用(1999.8-11) 在土耳其发生大地震后，为灾区送去25部铱星 手机，在救援中发挥极大作用。 台湾应用（1999.9.21） 发生大地震时，当其他通信系统遭到毁灭性摧 毁时，也是铱星电话发挥了神奇的作用。425、铱星系统应用现状 应用现状 由于铱星公司在股市上的崩溃，标价1000万 美元，无人收购。2001年2月26日停止全球 范围内提供商业应用，仅仅服务于美国国防 部。 未来发展 科卢西收购卫星，艰难重整，多种经营2008 年从32万客户中