铱系统技术介绍

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1、铱系统（Iridium）技术介绍摘要：简要介绍了铱系统的技术特点、系统组成、频率许可、互联互通技术要求、卫星发 射状况及系统基本情况概览。关键词:铱系统频率许可技术要求1系统概述铱系统（Iridium）是美国摩托罗拉公司（Motorola）于1987年提出的低轨全球个人卫星移动通信系统， 它与现有通信网结合，可实现全球数字化个人通信。该系统原设计为77颗小型卫星，分别围绕7个极地圆 轨道运行，因卫星数与铱原子的电子数相同而得名。后来改为66颗卫星围绕6个极地圆轨道运行，但仍用 原名称。极地圆轨道高度约780km,每个轨道平面分布11颗在轨运行卫星及1颗备用卫星，每颗卫星约重 700kg。铱系统

2、卫星有星上处理器和星上交换，并且采用星际链路（星际键路是铱系统有别于其它卫星移动通 信系统的一大特点），因而系统的性能极为先进，但同时也增加了系统的复杂性，提高了系统的投资费用。 铱系统市场主要定位于商务旅行者、海事用户、航空用户、紧急援助、边远地区。铱系统设计的漫游方案 除了解决卫星网与地面蜂窝网的漫游外，还解决地面蜂窝网间的跨协议漫游，这是铱系统有别于其它卫星 移动通信系统的又一特点。铱系统除了提供话音业务外，还提供传真、数据、定位、寻呼等业务。2系统组成铱系统主要由4部分组成：空间段、系统控制段（SCS）、用户段、关口站段（GW）。空间段：由分 布在6个极地圆轨道面的72颗星（6颗备用星

3、）组成。铱系统星座设计能保证全球任何地区在任何时间至 少有一颗卫星覆盖。铱系统星座网提供手机到关口站的接入信令链路、关口站到关口站的网路信令链路、 关口站到系统控制段的管理链路。每个卫星天线可提供960条话音信道，每个卫星最多能有两个天线指向 一个关口站，因此每个卫星最多能提供1920条话音信道。铱系统卫星可向地面投射48个点波束，以形成 48个相同小区的网络，每个小区的直径为689km，48个点波束组合起来，可以构成直径为4700km的覆盖 区，铱系统用户可以看到一颗卫星的时间约为10min。铱系统的卫星采用三轴稳定，寿命约5年，相邻平 面上卫星按相反方向运行。每个卫星有4条星际链路，一条为

4、前向，一条为反向，另两条为交叉连接。星 际链路速率高达25Mbps，在L频段10.5MHz频带内按FDMA方式划分为12个频带，在此基础上再利用 TDMA结构，其帧长为90ms，每帧可支持4个50kbps用户连接。系统控制段（SCS） :SCS是铱系统的控 制中心，它提供卫星星座的运行、支持和控制，把卫星跟踪数据交付给关口站，利用寻呼终端控制器（MTC） 进行终端控制。SCS包括三部分：遥测跟踪控制（TTAC）、操作支持网（OSN）和控制设备（CF）。SCS 有三方面功能：空间操作、网络操作、寻呼终端控制。SCS有两个外部接口，一个接口到关口站，另一个 接口到卫星。用户段：该段指的是使用铱系统

5、业务的用户终端设备，主要包括手持机（ISU）和寻呼机（MTD）， 将来也可能包括航空终端、太阳能电话单元、边远地区电话接入单元等。ISU是铱系统移动电话机，包括 两个主要部件：SIM卡及无线电话机，它可向用户提供话音、数据（2.4kbps）、传真（2.4kbps）。MTD类 似于目前市场上的寻呼机，分两种：数字式和字符式。关口站段：关口站是提供铱系统业务和支持铱系统 网络的地面设施。它提供移动用户、漫游用户的支持和管理，通过PSIN提供铱系统网络到其它电信网的 连接。一个或多个关口站提供每一个铱系统呼叫的建立、保持和拆除，支持寻呼信息的收集和交付。关口站 由以下分系统组成：交换分系统SSS （

6、西门子D900交换机）。地球终端（ET）、地球终端控制器（ETC）、消息发起控制器（MOC）、关口站管理分系统（GMS）。关口站有4个外部接口：关口站到卫星，关口站到 国际交换中心（ISC）,关口站到铱系统商务支持系统（IBSS）,关口站到系统控制段（SC）。3频率许可铱系统馈线链路使用Ka频段，关口站到卫星上行链路使用29.129.3GHz,卫星到关口站下行链路使 用19.419.6GHz。铱系统星际链路使用23.1823.38GHz。铱系统用户链路使用L频段，用户终端到卫星 上行链路使用1621.351626.5MHz,卫星到用户终端下行链路使用16161626.5MHz。铱系统于1991

7、年向 国际电联申请了所需使用的频率，铱系统申请的频率符合WARC-92会议精神。美国FCC也于1995年向铱系 统颁发了频率使用许可证。中国国家无委已于1998年9月向铱系统颁发了试验许可证。4互联互通技术要求4.1互网络结构铱系统在中国只有一个关口站，设在北京。该关口站与PSTN的国际局（ISC）相连，通过PSTN与PLMN 连接。铱系统关口站采用国际信令网的14位信令点编码，在信令网中采用GT3寻址。关口站作为信令点 SP与我国的国际局SP / STP相连。铱系统关口站应具有STP功能。4.2编号与拨号方式（1）MSISDN 号码即用户号码，是铱用户作被叫时主叫用户所需拨的号码，长度为12

8、位。号码结构：CC+GE + SN。铱系统的虚拟国家码CC： 8816及8817。地缘政治码GE：表示用户的归属 国家111213。中国首先启用533。用户号码SN： X1X2X3X4X5。其中X1=16为语音、数据、传真业务，X1=7 -9为寻呼业务，X1=0保留。（2）拨号方式铱用户拨叫固定用户或TACS用户：0086XYZPQRABCD铱用户拨叫数字移动用户：008613S0 H1H2H3ABCDPSTN / PLMN 用户拨叫铱用户：008816 （或 8817） I1I2I3X1X2X3X4X5铱用户拨叫铱用户：008816 （或 8817） I1I2I3X1X2X3X4X5铱用户拨

9、叫特服业务：0086XYZ1XX铱用户拨叫紧急呼叫：待定。漫游到铱系统的GSM用户的拨号方式同铱系统用户。漫游到GSM的铱系统用户的拨号方式同GSM用户。（3）IMSI 号码号码结构：MCC +MNC+HLRID + X1X2X3X4X5X6X7移动国家号码MCC：卫星移动系统的虚拟国家号码为 901。移动网号MNC：铱系统为03。移动用户识别码MSIN:包括HLR ID和用户号码X1X2X3X4X5X6X7，唯一 地识别国内铱系统的用户。其中HLR ID与GE号码一致，X1= 14为8816用户，X1=5为航空，X1=6-8 为8817用户，X1=9保留。（4）MSRN 号码此号码在铱用户作

10、被叫时选择路由用。中国铱用户的移动用户漫游号码MSRN为GE码等于668的用户 号码。即 8816 （或 8817） 668X1X2X3X4X5。（5）接入码（AC）每个铱系统用户有一个接入码，存于SIM卡中，支持接入过程。铱系统星体（SV）可以根据接入码确 定用户的归属关口站，归属关口站根据接入码将用户接入到拜访关口站。入码的格式如下：中国的CI为460。AI为接人识别码，两位数字，确定用户的接入等级，由铱公司 控制。AI=01为8816用户；AI= 02为归属于GSM的用户；AI= 03为归属于IS41的用户；AI=O4为8817 用户。其它值保留。说明：如果SIM卡中无AC码，则视为归属

11、于GSM的用户。4.3路由选择原则国内非铱系统用户呼叫铱系统用户时，呼叫通过国际局接入铱系统中国关口站，由关口站在铱系统内 通过卫星键路进行路由查询和路由接续。中国关口站服务区内的铱系统用户呼叫本服务区内的其它用户，通过国际局进入其它相应的网络进行 接续。中国关口站服务区内的铱系统用户呼叫非本服务区国外其它用户，在铱系统中接续到被叫所在国家 服务区的铱关口站。中国关口站服务区内的铱系统用户呼叫铱系统用户，通过铱系统关口站进行路由查询 和接续。说明：中国关口站服务区包括中国内地、香港、澳门、蒙古。4.4接续过程示例(1) 铱系统用户在卫星模式下工作的接续过程(a) 铱系统用户呼叫国内PSTN/T

12、ACS用户，拨0086XYZ PQR ABCD铱系统用户呼叫PSTN / TACS用户， 关口站分析0086后将呼叫接续到国际局ISC，国际局再根据长途区号接至当地的长途局TS接续到固定用 户或TACS用户。(b) 铱系统用户呼叫国外固定用户(非中国关口站服务区国家)，拨00CCXYZPQRABCD铱系统用户呼 叫国外固定用户，通过关口站GW1采用卫星链路将呼叫接续到被叫用户所属国家的关口站GW2 (若所属国 家无关口站，接续到最近的，该国所在服务区的关口站)，通过关口站GW2，接续到该国的PSTN国际局。 图中虚线是信令链路，实线是话音链路。(C)铱系统用户呼叫港澳蒙PSTN / PLMN用

13、户，拨00CCXYZPQRABD铱系统用户呼叫港澳蒙PSTN / PJMN 用户，通过中国关口站GW1将呼叫接续到中国的国际局(ISC),由国际局进行相应的接续。(d) PSTN/PLMN用户呼叫铱系统用户，拨008816533XX2X3X4X5用户呼叫铱系统用户，呼叫通过国际 局ISC接续到铱系统中国关口站GW1，由关口站进行路由查询和接续。如果被叫用户是在本关口站登记的, 由该关口站直接进行寻呼接续。如果被叫用户漫游到关口站GW2登记，通过卫星链路将呼叫接续到用户所 在的关口站GW2，并寻呼该用户(图中用虚线表示)。被叫用户应答后，通过卫星链路与被叫用户通话(图 中用实线表示)。(e) 铱

14、系统用户呼叫铱系统用户，拨008816533X1X2X3X4X5铱系统中国关口站对被叫用户进行路由查 询。如果被叫用户是在本关口站GW1登记的，由关口站GW1直接进行寻呼接续。如果被叫用户漫游到关口 站GW2，首先GW1通过卫星链路将呼叫接续到用户所在的关口站GW2，由关口站GW2寻呼该用户(图中用虚 线表示)。被叫用户应答后，主被叫用户直接通过卫星链路(不通过关口站)进行通话(图中用实线表示)(f) 铱系统用户呼叫GSM用户或CDMA用户，拨0086135S0H1H2H3ABCD铱系统用户通过关口站，将呼叫接 续到国际局ISC，国际局将呼叫接续到相应的GSM或CDMA关口局。(2) 铱系统用

15、户漫游到地面GSM系统时的接续过程铱系统用户，如果位置更渐到地面GSM系统，接 续过程同GSM用户。只是寻找路由信息时，需到相应的铱系统HLR查询。这相当于国际漫游。铱系统用户 做主叫时的接续过程，同GSM用户。铱系统用户作被叫时的接续过程如下：PSTN / PLMN用户呼叫铱系统用 户，拨008816533X1X2X3X4X5，呼叫通过国际局接续到铱系统中国关口站，关口站经过路由查询，将呼叫 接续到用户所在的GSM / MSC。(3) GSM用户漫游到铱系统时的接续过程GSM用户漫游到铱系统，接续过程同铱系统用户，只是寻找 路由信息时，需到相应的GSM HLR查询。这相当于国际漫游。5卫星发

16、射铱系统卫星由美国、俄罗斯、中国的火箭发射。自1997年5月5日美国Delta 2火箭首发成功以来， 至1998年5月，已经全部成功发射完毕72颗卫星，其中有5颗星有问题，但在轨运行所需的66颗星已毫 无问题。中国长征二号丙进行了三次共6颗星的发射，铱系统计划用中国长征火箭发射11次共22颗星， 因此长征火箭将继续为铱系统发射后续星（包括备用星和需要更换的星）。圆满的卫星发射工作为铱系统开 通商业运行提供了必要条件。6进度铱系统已于1998年5月18日发射完毕在轨运行所需的全部66颗卫星，1998年5月有6个关口站进 行了联调，星与星、星与地以及星与手机之间的试验工作已经完毕，1998年5月底，泰国、日本、美国三 个地方的手机已经成功地进行了通话。铱系统北京关口站从1998年7月中旬开始安装，到1998年9月11 日在中国打通第一个电话。铱系