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1、第第7章章卫星移动卫星移动通信系统通信系统1卫星移动通信系统课件v7.1移动卫星系统的分类及特点移动卫星系统的分类及特点v7.2移动卫星通信的电波传播移动卫星通信的电波传播v7.3静止轨道静止轨道(GEO)移动卫星通信系统移动卫星通信系统v7.4低轨道低轨道(LEO)移动卫星通信系统移动卫星通信系统v7.5中轨道中轨道(MEO)移动卫星通信系统移动卫星通信系统2卫星移动通信系统课件7.1移动卫星通信系统的分类及特点移动卫星通信系统的分类及特点v第一代移第一代移动卫星通信系星通信系统：模：模拟信号技信号技术1976年，由年，由3颗静止静止卫星构成的星构成的MARISAT系系统成成为第第1个提供海
2、事移个提供海事移动通信服通信服务的的卫星系星系统（舰载地球站地球站40W发射功率，天射功率，天线直径直径1.2米）米）1982年，年，Inmarsat-A成成为第第1个海事移个海事移动卫星星电话系系统3卫星移动通信系统课件v第二代移第二代移动卫星通信系星通信系统：数字：数字传输技技术1988年，年，Inmarsat-C成成为第第1个个陆地移地移动卫星数据通信系星数据通信系统1993年，年，Inmarsat-M和澳大利和澳大利亚的的Mobilesat成成为第第1个数字个数字陆地移地移动卫星星电话系系统，支持公文包大小的，支持公文包大小的终端端1996年，年，Inmarsat-3可支持便携式的膝上
3、可支持便携式的膝上型型电话终端端4卫星移动通信系统课件v第三代移第三代移动卫星通信系星通信系统：手持：手持终端端1998年，年，铱（Iridium）系）系统成成为首个支首个支持手持持手持终端的全球低端的全球低轨移移动卫星通信系星通信系统2003年以后，集成了年以后，集成了卫星通信子系星通信子系统的全的全球移球移动通信系通信系统（UMTS/IMT-2000）5卫星移动通信系统课件7.1.1移动卫星通信系统的组成移动卫星通信系统的组成v空间段空间段卫星转发器卫星转发器v地面段地面段地面主站，也称网关站或信关站。负责公地面主站，也称网关站或信关站。负责公用电话交换网、蜂窝通信网和移动卫星通用电话交换
4、网、蜂窝通信网和移动卫星通信网的转接信网的转接网络控制中心网络控制中心卫星控制中心卫星控制中心v用户段用户段移动终端，手持终端移动终端，手持终端6卫星移动通信系统课件7.1.2移动卫星通信系统网络结构移动卫星通信系统网络结构7卫星移动通信系统课件ETSI建议的卫星个人通信网络结构建议的卫星个人通信网络结构四种四种 8卫星移动通信系统课件v结构（结构（a）中，空间段采用透明转发器，）中，空间段采用透明转发器，系统依赖于地面网络来连接信关站，卫星系统依赖于地面网络来连接信关站，卫星没有建立星际链路的能力，移动用户间的没有建立星际链路的能力，移动用户间的呼叫传输延时至少等于非静止轨道卫星两呼叫传输延
5、时至少等于非静止轨道卫星两跳的传输延时加上信关站间的地面网络传跳的传输延时加上信关站间的地面网络传输延时。输延时。v全球星系统采用该结构方案为移动用户提全球星系统采用该结构方案为移动用户提供服务。供服务。 9卫星移动通信系统课件10卫星移动通信系统课件v结构（结构（b）同样没有采用星际链路，使用）同样没有采用星际链路，使用静止轨道卫星提供信关站之间的连接。静静止轨道卫星提供信关站之间的连接。静止卫星的使用减少了系统对地面网络的依止卫星的使用减少了系统对地面网络的依赖，但会带来数据的长距离传输。该结构赖，但会带来数据的长距离传输。该结构中，移动用户间的呼叫传输延时至少等于中，移动用户间的呼叫传输
6、延时至少等于非静止轨道卫星两跳的传输延时加上静止非静止轨道卫星两跳的传输延时加上静止轨道卫星一跳的传输延时。轨道卫星一跳的传输延时。 11卫星移动通信系统课件12卫星移动通信系统课件v结构（结构（c）使用了星际链路来实现相同轨道）使用了星际链路来实现相同轨道结构的卫星进行互连。系统仍然需要信关结构的卫星进行互连。系统仍然需要信关站来完成一些网络功能，但对其的依赖性站来完成一些网络功能，但对其的依赖性已经下降。移动用户间的呼叫传输延时是已经下降。移动用户间的呼叫传输延时是变化的，依赖于在卫星和星际链路构成的变化的，依赖于在卫星和星际链路构成的空中骨干网络路由选择。空中骨干网络路由选择。v铱系统采
7、用该结构方案为移动用户提供服铱系统采用该结构方案为移动用户提供服务。务。 13卫星移动通信系统课件14卫星移动通信系统课件v结构（结构（d）中使用了双层卫星网络构建的混）中使用了双层卫星网络构建的混合星座结构。非静止轨道卫星使用星际链路合星座结构。非静止轨道卫星使用星际链路进行互连，使用轨间链路（进行互连，使用轨间链路（IOL：Inter-Orbit Links）与静止轨道数据中继卫星互连。）与静止轨道数据中继卫星互连。移动用户间的呼叫传输延时等于两个非静止移动用户间的呼叫传输延时等于两个非静止轨道卫星半跳的延时加上非静止轨道卫星到轨道卫星半跳的延时加上非静止轨道卫星到静止轨道卫星的一跳的延时
8、。在该结构中，静止轨道卫星的一跳的延时。在该结构中，为保证非静止轨道卫星的全球性互连，需要为保证非静止轨道卫星的全球性互连，需要至少至少3颗静止轨道中继卫星。颗静止轨道中继卫星。15卫星移动通信系统课件7.1.3移动卫星通信系统的分类移动卫星通信系统的分类v按用途分按用途分海事移动卫星系统海事移动卫星系统(MMSS)航空移动卫星系统航空移动卫星系统(AMSS)陆地移动卫星系统陆地移动卫星系统(LMSS)16卫星移动通信系统课件海事移动卫星系统系统海事移动卫星系统系统(MMSS)vMMSS旨在帮助海上救援工作，提高船舶使旨在帮助海上救援工作，提高船舶使用效率和管理水平，改善海上通信业务和提用效率
9、和管理水平，改善海上通信业务和提高无线定位能力。高无线定位能力。v其在海事上的应用包括：直拨电话、传真、其在海事上的应用包括：直拨电话、传真、电子邮件和数据连接等。电子邮件和数据连接等。17卫星移动通信系统课件航空移动卫星系统系统航空移动卫星系统系统(AMSS)vAMSS的主要用途是在飞机与地面之间为机的主要用途是在飞机与地面之间为机组和乘客提供话音和数据通信。组和乘客提供话音和数据通信。v其在航空上的应用包括：驾驶舱语音、数据、其在航空上的应用包括：驾驶舱语音、数据、自动位置与状态报告和乘客直播电话等。自动位置与状态报告和乘客直播电话等。18卫星移动通信系统课件陆地移动卫星系统系统陆地移动卫
10、星系统系统(LMSS)vLMSS的主要用途是针对陆地上的移动用户的主要用途是针对陆地上的移动用户而言，主要用户是陆地上行驶的车辆。此外，而言，主要用户是陆地上行驶的车辆。此外，向目前地面蜂窝移动通信所不能覆盖的地区向目前地面蜂窝移动通信所不能覆盖的地区提供服务，特别对幅员辽阔、山区和沙漠占提供服务，特别对幅员辽阔、山区和沙漠占很大比例的国家，以其通信面积广等独特的很大比例的国家，以其通信面积广等独特的优势得到国际上的高度重视。优势得到国际上的高度重视。v其在陆地上的应用包括：微型卫星电话、传其在陆地上的应用包括：微型卫星电话、传真、数据和传输上的双向通信，位置报告、真、数据和传输上的双向通信，
11、位置报告、电子邮件和车队管理等。电子邮件和车队管理等。19卫星移动通信系统课件v按卫星运行轨道来分按卫星运行轨道来分同步轨道同步轨道(GEO)高椭圆轨道高椭圆轨道(HEO)中轨道中轨道(MEO)低轨道低轨道(LEO)20卫星移动通信系统课件同步轨道同步轨道(GEO)v高度：约高度：约36000kmv典型实例：典型实例：Inmarsat(国际移动卫星通信系统国际移动卫星通信系统)MSAT(北美移动卫星通信系统北美移动卫星通信系统)Mobilesat(澳大利亚移动卫星通信系统澳大利亚移动卫星通信系统)ACeS(亚洲蜂窝系统亚洲蜂窝系统)21卫星移动通信系统课件v优点：优点：开发早，技术成熟开发早，
12、技术成熟多普勒频移小多普勒频移小发展星上多点波束技术，可简化地面设备发展星上多点波束技术，可简化地面设备适用于低纬度地区适用于低纬度地区仅用几颗卫星即可实现廉价的区域性移动仅用几颗卫星即可实现廉价的区域性移动卫星通信。卫星通信。22卫星移动通信系统课件v缺点：缺点：高纬度地区通信效果差，不能实现全球覆高纬度地区通信效果差，不能实现全球覆盖，仅能构成区域覆盖的移动卫星通信系盖，仅能构成区域覆盖的移动卫星通信系统。统。地面设备大，成本高，机动性差，手持终地面设备大，成本高，机动性差，手持终端不易实现。端不易实现。需用星上处理技术和大功率发射管及大口需用星上处理技术和大功率发射管及大口径天线径天线传
13、播时延大，降低时延需要星上交换技术。传播时延大，降低时延需要星上交换技术。23卫星移动通信系统课件高椭圆轨道高椭圆轨道(HEO)v高度：约高度：约40000km(远地点远地点)v周期：周期：12h24hv利用远地点附近开展业务，有利用远地点附近开展业务，有8h12h可看到可看到卫星，连续业务至少需要卫星，连续业务至少需要23颗卫星。颗卫星。v典型实例：典型实例：Molniyal(闪电卫星闪电卫星)Archimedes(阿基米德系统阿基米德系统)24卫星移动通信系统课件v优点：优点：可覆盖高纬度地区可覆盖高纬度地区地球站可工作在大仰角上，减小大气影响地球站可工作在大仰角上，减小大气影响可用简单的
14、高增益非跟踪天线可用简单的高增益非跟踪天线发射成本较低发射成本较低在业务时间内不会发生掩蔽现象在业务时间内不会发生掩蔽现象v缺点：缺点：连续通信业务需要连续通信业务需要23颗卫星颗卫星当从一颗星向另一颗星切换时，需要电路当从一颗星向另一颗星切换时，需要电路中断保护措施中断保护措施25卫星移动通信系统课件需要多普勒频移补偿功能需要多普勒频移补偿功能地球站必须从一颗星跟踪到另一颗星，地球站必须从一颗星跟踪到另一颗星，需要两副天线和一套跟踪设备需要两副天线和一套跟踪设备卫星天线必须有波束定位控制系统卫星天线必须有波束定位控制系统当近地点过低时，需要防辐射措施，因当近地点过低时，需要防辐射措施，因为卫
15、星会经过范为卫星会经过范艾伦带艾伦带全球覆盖一般需星间链路全球覆盖一般需星间链路地面设备较大，成本高地面设备较大，成本高26卫星移动通信系统课件中轨道中轨道(MEO)v高度：约高度：约2000km或或3000km20000kmv周期：周期：5h6h(对约对约10000km而言而言)v连续业务需要连续业务需要1516颗卫星颗卫星v典型实例：典型实例：vOdyssey(奥迪赛系统奥迪赛系统)vI-CO(全球卫星通信系统全球卫星通信系统)27卫星移动通信系统课件低轨道低轨道(LEO)v高度：高度：5002000或或3000km(多在多在1500km以下以下)v周期：约周期：约1h45min(在在10
16、00km高度高度)v有大约有大约12min可以看到卫星可以看到卫星(在在1000km高度高度)，连续业务需要连续业务需要2030颗卫星颗卫星v典型实例：典型实例：Iridium(铱系统铱系统)Globalstar(全球星系统全球星系统)Orbcomm(轨道通信系统轨道通信系统)28卫星移动通信系统课件v优点：优点：可覆盖全球可覆盖全球传播时延短，服务质量好传播时延短，服务质量好频率资源可多次再用频率资源可多次再用抗毁性能好抗毁性能好传播损耗小，终端对卫星的仰角比较大，传播损耗小，终端对卫星的仰角比较大，要求有效全向辐射功率小，卫星和地面要求有效全向辐射功率小，卫星和地面终端设备简单，适合个人移
17、动卫星通信，终端设备简单，适合个人移动卫星通信，手持终端易于实现。手持终端易于实现。研制费用低、研制较容易研制费用低、研制较容易29卫星移动通信系统课件v缺点：缺点：连续通信业务需要多颗卫星连续通信业务需要多颗卫星复杂的网络设计，投资浩大复杂的网络设计，投资浩大一般需要星上处理和星间通信等技术一般需要星上处理和星间通信等技术较大的多普勒频移，需要频率补偿功能较大的多普勒频移，需要频率补偿功能当从一颗星向另一颗星切换时，需要电当从一颗星向另一颗星切换时，需要电路中断保护措施路中断保护措施地球站必须从一颗星跟踪到另一颗星，地球站必须从一颗星跟踪到另一颗星，需要两副天线和一套跟踪设备需要两副天线和一
18、套跟踪设备30卫星移动通信系统课件7.1.4移动卫星通信系统的特点移动卫星通信系统的特点v移动卫星通信系统具有的技术特点移动卫星通信系统具有的技术特点系统庞大、构造复杂、技术要求高、用户系统庞大、构造复杂、技术要求高、用户(站址站址)数量多。数量多。移动终端设备的体积、重量、功耗均受限，移动终端设备的体积、重量、功耗均受限，天线尺寸外形受限于安装的载体天线尺寸外形受限于安装的载体(如飞机、如飞机、汽车、船舶等汽车、船舶等)，手持终端的要求更加苛刻。，手持终端的要求更加苛刻。31卫星移动通信系统课件卫星天线波束应能适应地面覆盖区域的变卫星天线波束应能适应地面覆盖区域的变化并保持指向，用户移动终端
19、的天线波束化并保持指向，用户移动终端的天线波束应能随用户的移动而保持对卫星的指向，应能随用户的移动而保持对卫星的指向，或者是全方向性天线波束。或者是全方向性天线波束。移动卫星通信系统中的用户链路，其工作移动卫星通信系统中的用户链路，其工作频段受到一定的限制，一般在频段受到一定的限制，一般在200MHz10GHz。因为移动终端的有效全向辐射功率因为移动终端的有效全向辐射功率EIRP有有限，对空间段的卫星转发器及星上天线需限，对空间段的卫星转发器及星上天线需专门设计，并采用多点波束技术和大功率专门设计，并采用多点波束技术和大功率技术以满足系统的要求。技术以满足系统的要求。32卫星移动通信系统课件由
20、于移动体的运动，当移动终端与卫星由于移动体的运动，当移动终端与卫星转发器间的链路受到阻挡时，会产生转发器间的链路受到阻挡时，会产生“阴影阴影”效应，造成通信的阻断。对此，效应，造成通信的阻断。对此，移动卫星通行系统应使用户移动终端能移动卫星通行系统应使用户移动终端能够多星共视。够多星共视。多颗卫星构成的卫星星座系统，需要建多颗卫星构成的卫星星座系统，需要建立星间通信链路和星上处理、星上交换。立星间通信链路和星上处理、星上交换。或者，需要建立具有交换和处理能力的或者，需要建立具有交换和处理能力的信关关口地球站。信关关口地球站。要求较大的卫星轨道弧段。要求较大的卫星轨道弧段。33卫星移动通信系统课
21、件7.1.5移动卫星通信系统的工作频段移动卫星通信系统的工作频段v从技术观点来看，往返于移动体的最佳工作从技术观点来看，往返于移动体的最佳工作频率范围为频率范围为800MHz3GHz，因此，移动卫，因此，移动卫星通信中，卫星和移动终端之间的通信，通星通信中，卫星和移动终端之间的通信，通常采用常采用L波段波段(1.6/1.5GHz)、S波段波段(2.52.6GHz)。卫星和地球站之间的连接则。卫星和地球站之间的连接则可采用可采用C、Ku等波段。等波段。34卫星移动通信系统课件移动卫星通信系统的基本组成移动卫星通信系统的基本组成35卫星移动通信系统课件7.1.6移动卫星通信系统的关键技术移动卫星通
22、信系统的关键技术1、卫星、卫星v轨道选定和发射控制技术轨道选定和发射控制技术v卫星大型多波束天线及控制、转发技术卫星大型多波束天线及控制、转发技术v星上交换和处理技术星上交换和处理技术v大型卫星平台技术大型卫星平台技术v星上大功率输出技术星上大功率输出技术v卫星星间通信技术卫星星间通信技术36卫星移动通信系统课件2、地面网络、地面网络v信道切换技术信道切换技术v系统内外频率兼容和干扰控制技术系统内外频率兼容和干扰控制技术v防窃听加密技术防窃听加密技术v高效纠错编译码算法和调制解调技术，多高效纠错编译码算法和调制解调技术，多址技术址技术v小型高效移动终端天线技术，包括手持机小型高效移动终端天线技
23、术，包括手持机天线和机载天线天线和机载天线v网管和网控技术网管和网控技术v网络接续技术网络接续技术37卫星移动通信系统课件6.1.7移动卫星通信系统的发展趋势移动卫星通信系统的发展趋势v重点发展低轨移动卫星通信系统重点发展低轨移动卫星通信系统v发展综合移动卫星通信系统，扩充功能发展综合移动卫星通信系统，扩充功能v与地面网络连接成为个人通信网与地面网络连接成为个人通信网v制定统一的国际标准和建议制定统一的国际标准和建议v开展国际间合作开发以及合作经营开展国际间合作开发以及合作经营v卫星技术、移动终端技术的进一步发展卫星技术、移动终端技术的进一步发展v频率资源利用的进一步研究频率资源利用的进一步研
24、究38卫星移动通信系统课件7.2移动卫星通信的电波传播移动卫星通信的电波传播7.2.1多径衰落多径衰落v移动卫星通信中，电波在移动环境中传播时，移动卫星通信中，电波在移动环境中传播时，会遇到各种物体，经反射、散射、绕射等到会遇到各种物体，经反射、散射、绕射等到达接收天线，成为各个路径达到的合成波，达接收天线，成为各个路径达到的合成波，叫多径传播。叫多径传播。v各传播路径分量的幅度和相位各不相同，因各传播路径分量的幅度和相位各不相同，因此，合成信号起伏很大，称为多径衰落。此，合成信号起伏很大，称为多径衰落。v对于卫星通信，由于有一个较强的直射波存对于卫星通信，由于有一个较强的直射波存在，因此陆地
25、、海洋和航空移动卫星多径传在，因此陆地、海洋和航空移动卫星多径传播都服从莱斯播都服从莱斯(Rice)分布。分布。39卫星移动通信系统课件v对付多径衰落的技术对付多径衰落的技术1、系统设计时的措施、系统设计时的措施v应留有必要的多径衰落储备余量，具体做法应留有必要的多径衰落储备余量，具体做法a)先按符合莱斯分布的基本情况考虑，通常先按符合莱斯分布的基本情况考虑，通常取取K=10dB时对应的多径衰落深度作为基础。时对应的多径衰落深度作为基础。K为莱斯因子，为直射波功率和散射信号平为莱斯因子，为直射波功率和散射信号平均功率之比。均功率之比。b)考虑树林、建筑物等的遮蔽效应，平静海考虑树林、建筑物等的
26、遮蔽效应，平静海面的镜面反射效应，以及飞机机翼、机尾，面的镜面反射效应，以及飞机机翼、机尾，船舶舱面上其它装置所附加的反射效应等船舶舱面上其它装置所附加的反射效应等因素，对衰落储备余量再作适当修正。因素，对衰落储备余量再作适当修正。40卫星移动通信系统课件c)考虑工作频率、天线类型、天线增益、仰考虑工作频率、天线类型、天线增益、仰角、极化、波束畸变，以及天线对低仰角角、极化、波束畸变，以及天线对低仰角干扰有无鉴别抑制能力等因素，对衰落储干扰有无鉴别抑制能力等因素，对衰落储备余量作适当修正。备余量作适当修正。v从目前国际上的各种移动卫星通信系统来分从目前国际上的各种移动卫星通信系统来分析，多径衰
27、落储备余量一般在析，多径衰落储备余量一般在35dB。对于。对于无遮蔽情况，典型的取无遮蔽情况，典型的取6dB；对于有遮蔽的；对于有遮蔽的情况，取情况，取10dB或更多一些。以上均指为采取或更多一些。以上均指为采取其他抗多径衰落措施时的值。其他抗多径衰落措施时的值。41卫星移动通信系统课件2、减小多径衰落影响的其他措施、减小多径衰落影响的其他措施v对于直射信号受遮蔽的情况，增加发送功率对于直射信号受遮蔽的情况，增加发送功率是一种有效办法，对于漫反射形成的多径干是一种有效办法，对于漫反射形成的多径干扰，增加发射功率并不能解决多大问题。扰，增加发射功率并不能解决多大问题。a)交织编码和卷积码相结合交
28、织编码和卷积码相结合b)采用差分调制方式采用差分调制方式c)极化成形极化成形d)多单元天线以及空间分集多单元天线以及空间分集e)重复发送与多数判决重复发送与多数判决f)采用扩频技术与采用扩频技术与Rake接收机，但技术复杂接收机，但技术复杂42卫星移动通信系统课件7.2.2多普勒效应多普勒效应v由于通信双方的相对运动，会使接收信号的由于通信双方的相对运动，会使接收信号的频率发生变化，此现象称为多普勒效应。由频率发生变化，此现象称为多普勒效应。由多普勒效应引起的附加频移称为多普勒频移。多普勒效应引起的附加频移称为多普勒频移。43卫星移动通信系统课件v多普勒效应的影响多普勒效应的影响多普勒效应使得
29、信号载波频率发生偏移。多普勒效应使得信号载波频率发生偏移。这样，如果两个信号的发射频率间隔不够这样，如果两个信号的发射频率间隔不够大时（小于最大可能的多普勒频移），则大时（小于最大可能的多普勒频移），则接收端会产生相互干扰。接收端会产生相互干扰。会造成载波偏离接收机滤波器中心频率，会造成载波偏离接收机滤波器中心频率，从而使输出信号幅度下降（窄带滤波器）。从而使输出信号幅度下降（窄带滤波器）。会造成信号在一个码元的持续时间内有较会造成信号在一个码元的持续时间内有较大的相位误差，这会给载波同步带来极大大的相位误差，这会给载波同步带来极大困难，对于采用相干解调的数字卫星通信困难，对于采用相干解调的数
30、字卫星通信影响较大。影响较大。44卫星移动通信系统课件v抗多普勒频移的措施抗多普勒频移的措施a)地球站地球站卫星闭环频率控制卫星闭环频率控制b)星上多普勒频移预校正星上多普勒频移预校正c)接收机频率的预校正接收机频率的预校正d)发射机频率的预校正发射机频率的预校正e)进行系统设计时，工作频率可以适当选进行系统设计时，工作频率可以适当选低一些低一些f)普遍采用差分调制，并且不用相干检测普遍采用差分调制，并且不用相干检测g)解调器具有校正多普勒效应的功能解调器具有校正多普勒效应的功能45卫星移动通信系统课件7.2.3电离层对电波传播的影响电离层对电波传播的影响v对于卫星通信，电离层的主要影响是闪烁
31、。对于卫星通信，电离层的主要影响是闪烁。电离层闪烁会影响电波的幅度、相位、极电离层闪烁会影响电波的幅度、相位、极化和到达方向等，对接收信号产生衰落。化和到达方向等，对接收信号产生衰落。v在链路功率预算时要留有一定的衰落储备在链路功率预算时要留有一定的衰落储备余量来补偿电离层闪烁。余量来补偿电离层闪烁。v解决电离层闪烁的有效措施是时间分集或解决电离层闪烁的有效措施是时间分集或编码分集，包括重复发送与多数判决等措编码分集，包括重复发送与多数判决等措施。施。46卫星移动通信系统课件6.2.4对流层对电波传播的影响对流层对电波传播的影响v当电波通过对流层时，会受到对流层中氧分当电波通过对流层时，会受到
32、对流层中氧分子、水蒸气分子和云、雾、雨、雪等的吸收子、水蒸气分子和云、雾、雨、雪等的吸收和散射，从而对信号产生损耗。这种损耗于和散射，从而对信号产生损耗。这种损耗于电波频率、波束的仰角、气候以及地理位置电波频率、波束的仰角、气候以及地理位置等有密切的关系。等有密切的关系。v对流层对移动卫星信道的影响包括：气体吸对流层对移动卫星信道的影响包括：气体吸收、降雨损耗、云雾损耗、大气折射、大气收、降雨损耗、云雾损耗、大气折射、大气闪烁、波导传播、去极化效应等。闪烁、波导传播、去极化效应等。v各种损耗在链路率预算时要计入链路损耗中。各种损耗在链路率预算时要计入链路损耗中。47卫星移动通信系统课件7.3静
33、止轨道静止轨道(GEO)移动卫星通信系统移动卫星通信系统v静止轨道移动卫星通信业务目前主要由国际静止轨道移动卫星通信业务目前主要由国际移动卫星组织的移动卫星组织的INMARSAT提供，提供全球提供，提供全球范围内的移动卫星通信，广泛采用星上处理范围内的移动卫星通信，广泛采用星上处理和多点波束天线技术，从而降低地面设备体和多点波束天线技术，从而降低地面设备体积、功耗，进而实现手持式通信。积、功耗，进而实现手持式通信。v对于区域移动卫星通信系统，采用静止轨道对于区域移动卫星通信系统，采用静止轨道系统一般只需要一颗卫星，建设成本较低，系统一般只需要一颗卫星，建设成本较低，因此也有很多应用。因此也有很
34、多应用。48卫星移动通信系统课件7.3.1国际移动卫星通信系统国际移动卫星通信系统(INMARSAT)v背景背景v国际移动卫星通信组织（原国际海事卫星组国际移动卫星通信组织（原国际海事卫星组织），成立于织），成立于1979年，总部设在英国伦敦，年，总部设在英国伦敦，中国是创始成员国之一。中国是创始成员国之一。vInmarsat是为企业和政府用户提供全球移动是为企业和政府用户提供全球移动卫星通信解决方案的全球领先供应商，它通卫星通信解决方案的全球领先供应商，它通过由分布在全球过由分布在全球86个国家的个国家的260个合作伙伴个合作伙伴组成的全球性业务网络提供服务。组成的全球性业务网络提供服务。4
35、9卫星移动通信系统课件v网络网络v空间段：目前，空间段：目前，Inmarsat空间段由空间段由10颗静止颗静止轨道卫星组成，主要是第三代和第四代卫星，轨道卫星组成，主要是第三代和第四代卫星，第三代由第三代由4颗颗GEO卫星卫星(外加一颗备用卫星外加一颗备用卫星)构构成，第四代计划由成，第四代计划由3颗颗GEO卫星构成，目前卫星构成，目前已发射已发射2颗。颗。v网络控制中心（网络控制中心（NOC）：位于伦敦市中心的）：位于伦敦市中心的Inmarsat总部，负责监测、协调和控制网络总部，负责监测、协调和控制网络内所有卫星的操作和运行。内所有卫星的操作和运行。v地面站（地面站（LES）：由各国）：由
36、各国Inmarsat签字者建签字者建设并经营设并经营,分布于全球，既是卫星系统与地面分布于全球，既是卫星系统与地面陆地电信网络的接口，又是控制和接入中心。陆地电信网络的接口，又是控制和接入中心。50卫星移动通信系统课件51卫星移动通信系统课件52卫星移动通信系统课件53卫星移动通信系统课件v在在Inmarsat系统中，系统中，Inmarsat总部只负责总部只负责运营空间段，各签字者负责建立各自的地运营空间段，各签字者负责建立各自的地面站和直接向用户提供服务。面站和直接向用户提供服务。vInmarsat的中国签字者是交通部北京船舶的中国签字者是交通部北京船舶通信导航公司（英文简称通信导航公司（英
37、文简称MCN），是国务），是国务院批准代表中国参加国际移动卫星组织院批准代表中国参加国际移动卫星组织(Inmarsat)的中国唯一成员，是的中国唯一成员，是Inmarsat所有中国事务的唯一合法经办机构，负责所有中国事务的唯一合法经办机构，负责Inmarsat在中国的经营和管理工作。在中国的经营和管理工作。54卫星移动通信系统课件vMCN的主要业务为：运行北京地面站，提供的主要业务为：运行北京地面站，提供移动卫星通信网络服务；办理终端设备入网、移动卫星通信网络服务；办理终端设备入网、启用事宜；销售卫星终端设备；开发通信应启用事宜；销售卫星终端设备；开发通信应用系统，提供系统集成服务；从事用户使
38、用用系统，提供系统集成服务；从事用户使用Inmarsat所有业务的国际所有业务的国际/国内帐务结算；提国内帐务结算；提供移动卫星通信技术咨询。供移动卫星通信技术咨询。v此外，在中国还有遍布各地的此外，在中国还有遍布各地的Inmarsat终端终端代理销售网络。代理销售网络。55卫星移动通信系统课件v服务服务vInmarsat为需要可靠和创新的陆地、海上或为需要可靠和创新的陆地、海上或空中语音和数据通信的政府和企业客户提供空中语音和数据通信的政府和企业客户提供种类丰富的领先移动和固定卫星服务。种类丰富的领先移动和固定卫星服务。Inmarsat网络覆盖了几乎整个地球，其中包网络覆盖了几乎整个地球，其
39、中包括全球括全球98%以上的陆地（除极区）。以上的陆地（除极区）。vInmarsat开发了多种不同类型的业务系统，开发了多种不同类型的业务系统，提供不同类型的移动终端。提供不同类型的移动终端。56卫星移动通信系统课件vInmarsat-A模拟系统模拟系统vInmarsat-B是是A型的数字式接替产品，可提型的数字式接替产品，可提供实时的直播数字电话、传真和电传服务，供实时的直播数字电话、传真和电传服务，还提供数据通信业务和高速数据通信业务，还提供数据通信业务和高速数据通信业务，也可传输图像。也可传输图像。57卫星移动通信系统课件vInmarsatC和和mini-C(海上和陆地版本海上和陆地版本
40、)低速低速数据小型终端，支持数据、传真业务，广泛数据小型终端，支持数据、传真业务，广泛用于群呼安全网，车、船管理网，遥测、遥用于群呼安全网，车、船管理网，遥测、遥控和数据采集，以及遇险报警等。控和数据采集，以及遇险报警等。Inmarsatmini-C系统是从系统是从InmarsatC演化而来的产品，演化而来的产品，主要针对小型海上和陆地移动用户。主要针对小型海上和陆地移动用户。58卫星移动通信系统课件vInmarsatD+全球卫星短信息服务系统的地全球卫星短信息服务系统的地面终端，提供具有集成面终端，提供具有集成GPS支持的双向数据支持的双向数据通信，支持总部与边远地区人员、无人值守通信，支持
41、总部与边远地区人员、无人值守设备和传感器之间的双向短信息通信。适用设备和传感器之间的双向短信息通信。适用于跟踪、追踪、短数据消息和于跟踪、追踪、短数据消息和SCADA（数据（数据采集与监视控制）应用。采集与监视控制）应用。59卫星移动通信系统课件vInmarsatE卫星应急无线电示位标卫星应急无线电示位标(EPIRB)终端，终端，1.6GHz，是全球海上遇险告警专用设，是全球海上遇险告警专用设备。船舶遇险时，备。船舶遇险时，E型终端将漂浮海面，并型终端将漂浮海面，并立即发出告警信号（包括位置坐标、船舶的立即发出告警信号（包括位置坐标、船舶的等级等），经卫星传到等级等），经卫星传到Inmarsa
42、t的应急无线的应急无线电示位标处理器。通常，遇险信息能在一分电示位标处理器。通常，遇险信息能在一分钟之内传送到搜救中心，进行救援部署。该钟之内传送到搜救中心，进行救援部署。该系统把海事卫星静止轨道技术与全球定位系系统把海事卫星静止轨道技术与全球定位系统（统（GPS）结合到一起，并会同海上遇险安）结合到一起，并会同海上遇险安全系统协调工作，因而大大提高了示位精度。全系统协调工作，因而大大提高了示位精度。v目前常用的是目前常用的是COSPAS/SARSATEPIRB406MHz卫星搜救系统。卫星搜救系统。60卫星移动通信系统课件61卫星移动通信系统课件vInmarsatmini-M（海上、便携车载
43、和高增益（海上、便携车载和高增益版本）版本）M型是型是B型的简化型，可提供可靠的数型的简化型，可提供可靠的数字服务，包括语音、字服务，包括语音、2.4Kbps数据传输（用数据传输（用于电子邮件和图像传输）、传真。目前于电子邮件和图像传输）、传真。目前M型型主要业务是提供电话业务。主要业务是提供电话业务。62卫星移动通信系统课件便携便携固定固定车载车载船载船载63卫星移动通信系统课件64卫星移动通信系统课件v卫星新干线卫星新干线InmarsatBGANv2005年底，年底，Inmarsat推出一项新的全球宽带推出一项新的全球宽带网络业务网络业务BGSN，它是具有宽带网络接入、，它是具有宽带网络接
44、入、移动实时视频直播、兼容移动实时视频直播、兼容3G等多种前卫通信等多种前卫通信能力的新一代能力的新一代Inmarsat全球卫星宽带局域网全球卫星宽带局域网的简称。的简称。vBGAN将对将对85的全球陆地面积提供无缝隙的全球陆地面积提供无缝隙网络覆盖。承载最高达网络覆盖。承载最高达492Kbps的高速互联的高速互联网接入、话音、传真、网接入、话音、传真、ISDN、短信、语音信、短信、语音信箱等多种业务应用模式。箱等多种业务应用模式。65卫星移动通信系统课件66卫星移动通信系统课件67卫星移动通信系统课件68卫星移动通信系统课件vBGAN设备主要有便携终端和车载终端两类。设备主要有便携终端和车载
45、终端两类。v便携终端：便携终端：TT(Thrane&Thrane)的探险家的探险家(EXPLORER)系列系列110/300/500/700，创值的，创值的WideyeSabre1，休斯公司的，休斯公司的HNS920169卫星移动通信系统课件v车载终端：车载终端：TT的探险家的探险家527，休斯的，休斯的HNS925070卫星移动通信系统课件vInmarsatFleetF77,F55和和F33为满足海事应为满足海事应用中不断增加的对电子邮件和数据传输的要求用中不断增加的对电子邮件和数据传输的要求而设计的一系列船用通信服务。支持语音、传而设计的一系列船用通信服务。支持语音、传真、移动真、移动IS
46、DN（F77、F55和和F33服务速度分服务速度分别为别为128kbps、64Kbps，9.6kbps）以及移动）以及移动分组数据业务。分组数据业务。Fleet77还满足最新的全球海还满足最新的全球海上遇险和安全系统要求。上遇险和安全系统要求。71卫星移动通信系统课件vAero-M卫星电话系统卫星电话系统vAero-M卫星电话系统是小型和中型尺寸飞卫星电话系统是小型和中型尺寸飞机的最终解决方案，以较低的安装成本获得机的最终解决方案，以较低的安装成本获得标准的语音、传真和数据业务。标准的语音、传真和数据业务。72卫星移动通信系统课件vSwift64v是是Inmarsat最新推出的为民用航班最新推
47、出的为民用航班,商业航班商业航班,政府用机所提供的业务。可以提供政府用机所提供的业务。可以提供64kbps速速率的带宽，以满足高质量的语音，率的带宽，以满足高质量的语音，E-MAIL，Internet，企业内部局域网的接入，视频会议，企业内部局域网的接入，视频会议等业务。等业务。vSwiftBroadbandv空中宽带业务，最高速率空中宽带业务，最高速率432kbps。73卫星移动通信系统课件vIsatPhone手持式双模卫星电话（卫星模式手持式双模卫星电话（卫星模式/GSM模式），通过运行在模式），通过运行在Inmarsat四代卫星四代卫星系统下的手持式终端提供话音服务，是目前系统下的手持式
48、终端提供话音服务，是目前体积最小的海事卫星终端，此项业务目前利体积最小的海事卫星终端，此项业务目前利用印度洋上方的卫星，主要覆盖亚洲、非洲用印度洋上方的卫星，主要覆盖亚洲、非洲大部分区域，预计大部分区域，预计2008年实现全球覆盖。年实现全球覆盖。74卫星移动通信系统课件75卫星移动通信系统课件vInmarsat资费标准资费标准vMinim站：站：2.3美元美元/分钟分钟vM4站：站：2.5美元美元/分钟（分钟（4.8K语音）语音）6.5美美元元/分钟（分钟（64K数据）数据）vBGAN分成很多种套餐，资费不等分成很多种套餐，资费不等话音：约话音：约1美元美元/分钟分钟短信息：短信息：0.45
49、美元美元/条条IP业务：业务：37美元美元/Mbyte和其他卫星系统通信：和其他卫星系统通信：2.516.8美元美元/分钟分钟76卫星移动通信系统课件7.3.2亚洲蜂窝系统亚洲蜂窝系统ACeSv背景背景vACeS(AsianCellularSatellite)系统的目标是为系统的目标是为亚洲范围内的国家提供区域性的移动卫星通信业务，亚洲范围内的国家提供区域性的移动卫星通信业务，包括数字语音、传真、短消息和数据传输服务，并包括数字语音、传真、短消息和数据传输服务，并实现与地面公用电话交换网实现与地面公用电话交换网PSTN和地面移动通信和地面移动通信网网PLMN（GSM网络）的无缝链接网络）的无缝
50、链接。v由印度尼西亚的由印度尼西亚的PSN公司、美国洛克希德公司、美国洛克希德-马丁马丁（Lockheed Martin）全球通信公司、菲律宾长途电）全球通信公司、菲律宾长途电话公司话公司(PLDT)和泰国和泰国Jasmine公司共同组建的合股公司共同组建的合股公司。公司。77卫星移动通信系统课件78卫星移动通信系统课件v空间段空间段vACeS卫星通讯系统的卫星主体由美国络克希卫星通讯系统的卫星主体由美国络克希德马丁公司制造。德马丁公司制造。v2000年发射的年发射的Garuda-1同步卫星，定位于赤同步卫星，定位于赤道上空东经道上空东经123 。卫星预计运行。卫星预计运行12年，可以年，可以
51、同时接入同时接入11000路电话，用户总容量可达两百路电话，用户总容量可达两百万。独立而相同的两个万。独立而相同的两个12m抛物面反射器装抛物面反射器装在卫星两边的支架上，分别用于发射和接收，在卫星两边的支架上，分别用于发射和接收，产生产生140个点波束，使用星上处理和波束间呼个点波束，使用星上处理和波束间呼叫寻路功能。叫寻路功能。79卫星移动通信系统课件80卫星移动通信系统课件v地面站地面站：负责将：负责将ACeS卫星网络接入到世界卫星网络接入到世界各地的地面网络或将地面网络接入到各地的地面网络或将地面网络接入到Aces卫卫星网络。总部设在印度尼西亚的雅加达。它星网络。总部设在印度尼西亚的雅
52、加达。它将用户接入到基于卫星的移动通讯服务，目将用户接入到基于卫星的移动通讯服务，目前共有三个地面站，分别在印度尼西亚的雅前共有三个地面站，分别在印度尼西亚的雅加达、菲律宾的马尼拉、泰国曼谷。在印尼加达、菲律宾的马尼拉、泰国曼谷。在印尼的巴登岛上则有一个网络控制中心和一个卫的巴登岛上则有一个网络控制中心和一个卫星监控站。星监控站。v通信方式：通信方式：ACeS用户之间将直接经由用户之间将直接经由Garuda-1进行通信。进行通信。ACeS用户与地面公众用户与地面公众网用户之间的通信则经由卫星下行至地面入网用户之间的通信则经由卫星下行至地面入口网来实现。口网来实现。81卫星移动通信系统课件vAC
53、eS的地面设备的地面设备 信关站天线信关站天线 Ericsson手持机手持机82卫星移动通信系统课件vACeS通信链路通信链路v用户链路使用用户链路使用L频段：上行频段：上行1626.5-1660.5MHz，下行，下行1525.0-1559.0MHz；上行用户信道带宽；上行用户信道带宽50kHz，采用，采用GMSK调制方式和调制方式和FDD/TDMA/FDMA多址接入方式多址接入方式v馈送链路采用馈送链路采用C频段，上行频段，上行6.425-6.725GHz，下行下行3.400-3.700GHz；上行用户信道带宽；上行用户信道带宽200kHz，采用，采用OQPSK调制方式和调制方式和FDD/T
54、DMA/FDMA多址接入方式多址接入方式 83卫星移动通信系统课件84卫星移动通信系统课件v覆盖范围覆盖范围85卫星移动通信系统课件86卫星移动通信系统课件87卫星移动通信系统课件v由于亚星卫星太阳能电池板损坏，无法提供由于亚星卫星太阳能电池板损坏，无法提供足够电力，打开足够的转发器，其中关闭了足够电力，打开足够的转发器，其中关闭了40%的覆盖区域，主要保障马来西亚、印尼的覆盖区域，主要保障马来西亚、印尼等东南亚国家覆盖，导致中国地区绝大部分等东南亚国家覆盖，导致中国地区绝大部分区域无法提供服务，绿色区域为中国目前可区域无法提供服务，绿色区域为中国目前可提供服务区域。提供服务区域。88卫星移动
55、通信系统课件89卫星移动通信系统课件v用户设备用户设备v手机由爱立信公司制造：手机由爱立信公司制造：EricssonAcesR190亚星电话。亚星电话。v亚星亚星R190是双模是双模(卫星卫星/GSM900)手提卫星电手提卫星电话，是世界上体积最小的卫星电话。可以通话，是世界上体积最小的卫星电话。可以通过亚洲卫星联接到世界各地的固定电话、手过亚洲卫星联接到世界各地的固定电话、手机或其它卫星电话。该卫星电话无入网费、机或其它卫星电话。该卫星电话无入网费、无月租费，并可随时充值。无月租费，并可随时充值。90卫星移动通信系统课件91卫星移动通信系统课件R190卫星电话物理指标：卫星电话物理指标：v显
56、示：三行液晶显示显示：三行液晶显示v重量：重量：210克（包括电池）克（包括电池）v体积：体积：1305032mmv通话时间：约通话时间：约2小时小时40分分v待机时间：约待机时间：约42小时小时(卫星卫星)或或47小时小时(GSM)v数据数据/传真功能传真功能:9.6kbps(GSM)/2.4kbps(卫星卫星)92卫星移动通信系统课件v使用卫星电话当然有其局限性，那就是必须使用卫星电话当然有其局限性，那就是必须在户外以卫星电话的天线对准卫星方向才能在户外以卫星电话的天线对准卫星方向才能接通卫星网络，一旦在室内，船舱内或汽车接通卫星网络，一旦在室内，船舱内或汽车内就因为收不到讯号而不能使用。
57、内就因为收不到讯号而不能使用。v针对这一问题，可配置高频户外天线针对这一问题，可配置高频户外天线93卫星移动通信系统课件vFR190卫星电话卫星电话v亚星亚星FR190可作为陆地固定终端使用，亦可可作为陆地固定终端使用，亦可作为船载终端使用，通过亚洲卫星与世界各作为船载终端使用，通过亚洲卫星与世界各地的固定电话、手机或其它卫星电话通话，地的固定电话、手机或其它卫星电话通话，设备具有数据传输的功能（内置调制解调器）设备具有数据传输的功能（内置调制解调器）。v频率：频率：L波段波段v话机：话机：50150210mm，400克克94卫星移动通信系统课件95卫星移动通信系统课件v拨号方式拨号方式v需在
58、室外无遮蔽情况下搜索，接入需在室外无遮蔽情况下搜索，接入ACeS亚星亚星系统，屏幕显示系统，屏幕显示“Aces”。v主叫主叫亚星用户拨打亚星用户：直拨对方卫星电亚星用户拨打亚星用户：直拨对方卫星电话号码（话号码（098*）亚星用户拨打固话或手机用户：亚星用户拨打固话或手机用户：00+国际国际码码(中国为中国为86)+对方电话号码对方电话号码v被叫被叫固话或手机用户拨打亚星用户：固话或手机用户拨打亚星用户：0063+98*（对方亚星电话号码）（对方亚星电话号码）96卫星移动通信系统课件v资费标准资费标准v主叫主叫拨打菲律宾用户：拨打菲律宾用户：0.25美元美元/分钟分钟拨打中国固定或地面蜂窝移动
59、用户：拨打中国固定或地面蜂窝移动用户：0.35美元美元/分钟分钟拨打其他国家或地区：拨打其他国家或地区：0.35或或0.85美元美元/分钟分钟v被叫：被叫：0.25美元美元/分钟分钟97卫星移动通信系统课件v最新境况最新境况v2006年年9月月4日，日，Inmarsat与与ACeS(亚星亚星)正正式签署协议，式签署协议，收购了亚星。收购了亚星。Inmarsat公司入公司入主亚星后，将改造亚星的网络体系，并将其主亚星后，将改造亚星的网络体系，并将其融合进融合进Inmarsat网络体系。目前，通过运行网络体系。目前，通过运行在在Inmarsat四代卫星系统下的手持式终端提四代卫星系统下的手持式终端
60、提供话音服务，即供话音服务，即Isatphone业务，是目前体积业务，是目前体积最小的海事卫星终端，此项业务将于最小的海事卫星终端，此项业务将于2007年年覆盖亚洲、非洲大部分区域，覆盖亚洲、非洲大部分区域，2008年实现全年实现全球覆盖。球覆盖。v网络：网络：I-4卫星和卫星和GSM网络网络98卫星移动通信系统课件vIsatphone和和R190的区别的区别IsatphoneR190运营商运营商InmarsatACeS网络覆盖网络覆盖亚洲及非洲大部亚洲及非洲大部分地区，分地区，2008年年将实现全球覆盖将实现全球覆盖亚洲亚洲资费资费中国地区月租中国地区月租100元元/月，双向月，双向1.8元
61、元/分钟分钟无月租，主叫无月租，主叫0.35美元美元/分钟，被叫分钟，被叫0.25美元美元/分钟分钟卫星卫星I-4亚星亚星99卫星移动通信系统课件100卫星移动通信系统课件7.3.3欧星欧星(Thuraya)系统系统v背景背景vThuraya公司公司1997年在阿联酋创立，是一个年在阿联酋创立，是一个私营股份制公司，目前共有私营股份制公司，目前共有21个股东，主要个股东，主要是一些国家的主要电信业务提供商和国际投是一些国家的主要电信业务提供商和国际投资机构，系统的总投资为资机构，系统的总投资为11亿美元。亿美元。vThuraya系统提供区域性的移动卫星通信业系统提供区域性的移动卫星通信业务，支
62、持包括语音、传真、短消息、数据传务，支持包括语音、传真、短消息、数据传输和输和GPS定位服务。定位服务。101卫星移动通信系统课件v欧星卫星终端是全球第一款创造性地整合了欧星卫星终端是全球第一款创造性地整合了卫星、卫星、GSM、GPS三种功能，提供语音、短三种功能，提供语音、短信、数据（上网）、传真、信、数据（上网）、传真、GPS定位五种业定位五种业务的智能卫星电话。按呼叫区域划分资费标务的智能卫星电话。按呼叫区域划分资费标准，最低少于准，最低少于1美元美元/分钟。分钟。v空间段空间段vThuraya系统的空间段由系统的空间段由3颗地球同步轨道卫颗地球同步轨道卫星组成，每颗卫星均装配高功率多点
63、波束天星组成，每颗卫星均装配高功率多点波束天线和移动通信有效载荷，线和移动通信有效载荷，可提供覆盖区域内可提供覆盖区域内的蜂窝式语音和数据服务。的蜂窝式语音和数据服务。102卫星移动通信系统课件v欧星系统空间段部署过程欧星系统空间段部署过程v卫星卫星Thuraya-1和和Thuraya-2已分别于已分别于2000年年10月月21和和2003年年6月发射入轨，分别定位于东月发射入轨，分别定位于东经经28.5和和44，轨道倾角为，轨道倾角为6.3v2008年年1月月15日，海上发射公司将日，海上发射公司将Thuraya-3卫星从太平洋上一个浮动发射台上发射升空，卫星从太平洋上一个浮动发射台上发射升
64、空，定位于东经定位于东经98.5度。度。Thuraya-3卫星是美国卫星是美国波音公司研制的一颗高功率地球同步轨道移波音公司研制的一颗高功率地球同步轨道移动通信卫星，在轨设计寿命动通信卫星，在轨设计寿命12年。年。103卫星移动通信系统课件thuraya-3104卫星移动通信系统课件vThuraya-1卫星装配有新型的直径为卫星装配有新型的直径为12.25米的米的L频段孔径收发天线，结合波音公司的星上数字频段孔径收发天线，结合波音公司的星上数字信号处理器，形成动态相控阵天线，产生信号处理器，形成动态相控阵天线，产生250-300个在轨可重定向的点波束来形成覆盖区域内个在轨可重定向的点波束来形成
65、覆盖区域内的宏小区。的宏小区。v极限情况下，极限情况下，Thuraya-1卫星可以将总功率的卫星可以将总功率的20%分配给单个的点波束，产生热点（分配给单个的点波束，产生热点（hot spot）波束）波束vThuraya-2由美国波音公司制造，采用和由美国波音公司制造，采用和Thuraya-1相同的技术，但比相同的技术，但比Thuraya-1增加了增加了10%的星上电能储备和的星上电能储备和40%的通信容量，使得的通信容量，使得Thuraya-2有更长的使用寿命和更大的系统容量有更长的使用寿命和更大的系统容量 105卫星移动通信系统课件v地面段地面段vThuraya卫星系统地面段包括地面网关、
66、网卫星系统地面段包括地面网关、网络运营中心以及卫星控制设备。网络控制中络运营中心以及卫星控制设备。网络控制中心位于阿联酋的沙迦。心位于阿联酋的沙迦。v2008年，年，Thuraya-3卫星发射后，卫星发射后，Thuraya系系统的覆盖区域包括欧洲决大部分地区、中东、统的覆盖区域包括欧洲决大部分地区、中东、北部和中部非洲、西亚、中亚、南亚和大洋北部和中部非洲、西亚、中亚、南亚和大洋洲大部分地区，共洲大部分地区，共117个国家和地区，目前已个国家和地区，目前已能覆盖中国全境。能覆盖中国全境。106卫星移动通信系统课件107卫星移动通信系统课件108卫星移动通信系统课件vThuraya系统通信体制系
67、统通信体制vThuraya系统采用系统采用FDD/TDMA/FDMA接入接入方式，采用方式，采用QPSK调制技术，系统阻塞率低调制技术，系统阻塞率低于于2v用户链路采用用户链路采用L频段，上行频带频段，上行频带1626.5-1660.5MHz，下行，下行1525.0-1559.0MHzv馈送链路采用馈送链路采用C频段，上行频段，上行6425.0-6725.0MHz，下行，下行3400.0-3625.0MHz 109卫星移动通信系统课件v舒拉亚卫星系统的服务包括：舒拉亚卫星系统的服务包括：v电信服务：语音电话、紧急服务、群发三个电信服务：语音电话、紧急服务、群发三个传真、传真、SMS电波广播；电
68、波广播；v传送服务：异地数据（传送服务：异地数据（9.6kbps），电信包集），电信包集会会/分解（分解（PAD）（）（9.6kbps），呼叫（等待、），呼叫（等待、发送、维持、转移），来电显示（发送、维持、转移），来电显示（CLIP），），电话会议；电话会议；v增值服务：短信增值服务：短信(SMS)、语音邮件、操作者、语音邮件、操作者辅助、用户方位测定、互动式语音应答辅助、用户方位测定、互动式语音应答（IVR）、预付费、免费电话、紧急结算；）、预付费、免费电话、紧急结算；110卫星移动通信系统课件111卫星移动通信系统课件vThurayaHughes7101v是一款集成了卫星、是一款集成了卫
69、星、GSM和和GPS技术的卫星技术的卫星电话，可进行语音、数据、传真、短信息通电话，可进行语音、数据、传真、短信息通讯及位置确定。讯及位置确定。Hughes7101支持全球漫游，支持全球漫游，可接入当地可接入当地GSM网络，若超出网络，若超出GSM网络可接网络可接入卫星网络。入卫星网络。v重量：重量：220克。克。v通话时间：卫星模式通话时间：卫星模式2.4小时，小时，GSM模式模式4小小时；时；v待机时间：卫星模式待机时间：卫星模式34.1小时，小时，GSM模式模式33.3小时小时112卫星移动通信系统课件113卫星移动通信系统课件114卫星移动通信系统课件vThuraya卫星电话卫星电话S
70、O-2510v系统支持：卫星，系统支持：卫星，GPS定位导航服务定位导航服务v存储：存储：32M内存内存v尺寸：尺寸：118 53 18.8mmv重量：重量：130gv显示：显示：1.5英寸，英寸，64k彩色，彩色，128 128像素像素v连接：连接：USBv速率：下行可达速率：下行可达60kbps，上行可达，上行可达15kbpsv传真和数据：传真和数据：9.6kbpsv电池：通话电池：通话2.4小时，待机小时，待机50小时小时115卫星移动通信系统课件116卫星移动通信系统课件vThurayaSO-2520智能型卫星电话智能型卫星电话v系统支持：卫星、系统支持：卫星、GSM三频三频（900/
71、1800/1900）、增强型）、增强型GPSv存储：最大内存存储：最大内存128M，可外接，可外接SD存储卡存储卡v尺寸：尺寸：138.5 52 18.8v重量：重量：170gv显示：显示：1.9英寸，英寸，262k彩色，彩色，177 220像素像素v相机：集成相机：集成130万像素万像素v接口：蓝牙、接口：蓝牙、USB、红外、红外117卫星移动通信系统课件118卫星移动通信系统课件SG-2520SG-2520数据线数据线SG-2520卡扩展卡扩展SG-2520电池电池SG-2520摄像头摄像头SG-2520充电器充电器119卫星移动通信系统课件v欧星数据终端欧星数据终端ThurayaDSLv
72、是一种轻便的、易于使用的卫星是一种轻便的、易于使用的卫星IP调制解调器。调制解调器。DSL数据终端基于数据终端基于INTERNETIP和和GPRS技技术，提供可靠的、高速的数据解决方案。可实术，提供可靠的、高速的数据解决方案。可实现现“长久在线长久在线”，按实际流量计费，按实际流量计费。v重量：重量：1.6公斤（含电池）；公斤（含电池）；v尺寸：尺寸：30524545mm，笔记本电脑大小，笔记本电脑大小v接口：以太网接口接口：以太网接口v最高速率：最高速率：144kbps（共享带宽）（共享带宽）v电池：待机时间电池：待机时间24小时，连续数据传输小时，连续数据传输1小时小时120卫星移动通信系
73、统课件121卫星移动通信系统课件v资费标准资费标准v按呼叫区域划分资费标准按呼叫区域划分资费标准vThuraya用户之间：用户之间：话音：话音：0.66美元美元/分钟分钟传真传真/数据：数据：1.22美元美元/分钟分钟vThuraya用户拨打其他用户：用户拨打其他用户：话音：话音：0.951.95美元美元/分钟分钟传真传真/数据：数据：1.512.11美元美元/分钟分钟v短信服务：短信服务：0.25美元美元/条条v拨号上网：拨号上网：1.22美元美元/分钟分钟122卫星移动通信系统课件7.4低轨道低轨道(LEO)移动卫星通信系统移动卫星通信系统7.4.1概述概述v低轨道移动卫星通信系统是低轨道
74、移动卫星通信系统是20世纪世纪80年代后年代后期提出的一种新构思。其基本思路是利用位期提出的一种新构思。其基本思路是利用位于于5001500km高度范围的多个卫星构成卫高度范围的多个卫星构成卫星星座，组成全球（或区域）移动通信系统。星星座，组成全球（或区域）移动通信系统。v卫星可以置于倾斜轨道或极地轨道或两者并卫星可以置于倾斜轨道或极地轨道或两者并用，一般为圆轨道。目前星座主要有两种，用，一般为圆轨道。目前星座主要有两种，一种为极轨星状星座，另一种为网状星座。一种为极轨星状星座，另一种为网状星座。123卫星移动通信系统课件v极轨星状星座：可覆盖全球，如极轨星状星座：可覆盖全球，如Iridium
75、系统系统124卫星移动通信系统课件v网状星座：通常区域覆盖，如网状星座：通常区域覆盖，如Globalstar系统系统125卫星移动通信系统课件v在在LEO移动卫星通信系统中，星座设计是个移动卫星通信系统中，星座设计是个极其重要的问题，直接影响到整个系统的复极其重要的问题，直接影响到整个系统的复杂性和造价。杂性和造价。v具体包括：具体包括：卫星数量；卫星数量；轨道平面数量；轨道平面数量；轨道平面倾角；轨道平面倾角；轨道平面相对间距；轨道平面相对间距；在每个轨道平面内的卫星数量；在每个轨道平面内的卫星数量；同一轨道同一轨道平面的卫星相对相位；平面的卫星相对相位；相邻轨道平面的卫相邻轨道平面的卫星的
76、相对相位；星的相对相位；每颗卫星的轨道高度以及每颗卫星的轨道高度以及对应的轨道周期对应的轨道周期126卫星移动通信系统课件v低轨道卫星通信的主要特点：低轨道卫星通信的主要特点：卫星体积小、重量轻、造价低、制造周期卫星体积小、重量轻、造价低、制造周期短、可批量生产。短、可批量生产。发射机动、迅速，可采用一箭多星发射发射机动、迅速，可采用一箭多星发射互为备份、抗毁能力强互为备份、抗毁能力强地面终端设备简单、造价低廉、便于携带地面终端设备简单、造价低廉、便于携带传播时延短，服务质量好传播时延短，服务质量好127卫星移动通信系统课件7.4.2“铱铱”(Iridium)系统系统v背景背景v第一个全球覆盖
77、的第一个全球覆盖的LEO卫星蜂窝系统，支持卫星蜂窝系统，支持话音、数据和定位业务。话音、数据和定位业务。 铱系统于上世纪八铱系统于上世纪八十年代末由十年代末由Motorola推出，九十年代初开始推出，九十年代初开始开发，耗资开发，耗资50亿美元，于亿美元，于1998年年11月开始商月开始商业运行，业运行，中国在中国在1999年开始运行铱星业务。年开始运行铱星业务。 2000年年3月，月，“铱铱”公司宣告破产，停止一切公司宣告破产，停止一切业务。业务。2000年底，美国国防部支持的新铱星年底，美国国防部支持的新铱星公司出资收购铱星系统，重新开始运营。公司出资收购铱星系统，重新开始运营。128卫星
78、移动通信系统课件v空间段空间段v铱系统星座最初的设计由铱系统星座最初的设计由77颗颗LEO卫星组成，卫星组成，均匀分布在均匀分布在7条极地轨道上，所有卫星都向同条极地轨道上，所有卫星都向同一方向运行。它与铱元素的一方向运行。它与铱元素的77个电子围绕原个电子围绕原子核运行类似，系统因此得名子核运行类似，系统因此得名v实际星座包括星座包括66颗卫星，它们分布在颗卫星，它们分布在6个圆形个圆形的、倾角的、倾角86.4的近极轨道平面上，轨道高度的近极轨道平面上，轨道高度780km。 每个轨道平面上均匀分布每个轨道平面上均匀分布11颗卫星，颗卫星，以及以及一个在轨备用星。一个在轨备用星。每颗卫星的重量
79、为每颗卫星的重量为689kg，采用，采用三轴稳定，三轴稳定，卫星设计寿命卫星设计寿命58年。年。相邻平面上卫星按相反方向运行。相邻平面上卫星按相反方向运行。129卫星移动通信系统课件130卫星移动通信系统课件131卫星移动通信系统课件132卫星移动通信系统课件v“铱铱”星座中的每颗卫星提供星座中的每颗卫星提供48个点波束，在个点波束，在地面形成地面形成48个蜂窝小区，在最小仰角个蜂窝小区，在最小仰角8.2的情的情况下，每个小区直径为况下，每个小区直径为600km，48个点波束个点波束组合起来，可以构成直径为组合起来，可以构成直径为4700km的覆盖区的覆盖区，星座对全球地面形成无缝蜂窝覆盖。星
80、座对全球地面形成无缝蜂窝覆盖。 每颗卫每颗卫星的一个点波束支持星的一个点波束支持80个信道，单颗卫星可个信道，单颗卫星可提供提供3840个信道。个信道。v该系统采用小区频率再用方式，这样可以进该系统采用小区频率再用方式，这样可以进一步提高频谱资源。一步提高频谱资源。133卫星移动通信系统课件134卫星移动通信系统课件v多址方式：多址方式：FDMA/TDMA混合多址，系统将混合多址，系统将L频段频段10.5MHz频带内按频带内按FDMA方式划分为方式划分为12个子频带，每个子频带个子频带，每个子频带20个信道，共个信道，共240个个信道。在此基础上再利用信道。在此基础上再利用TDMA结构，其帧结
81、构，其帧长为长为90ms，每帧可支持，每帧可支持4个个50kbit/s用户连用户连接。接。v调制方式：调制方式：QPSKv信道编码：信道编码：3/4码率卷积码，约束长度码率卷积码，约束长度K=7v信道复用：信道复用：12小区复用方式小区复用方式135卫星移动通信系统课件v铱系统是目前唯一使用了系统内星际链路铱系统是目前唯一使用了系统内星际链路(ISL)的移动卫星通信系统，且具有星间路由的移动卫星通信系统，且具有星间路由寻址功能。寻址功能。每个卫星有每个卫星有4条星际链路，一条为条星际链路，一条为前向，一条为反向，另两条为交叉连接。星前向，一条为反向，另两条为交叉连接。星际链路速率高达际链路速率
82、高达25Mbps。v由于采用了星际链路，铱系统内用户之间通由于采用了星际链路，铱系统内用户之间通信，可完全通过铱系统而不与地面公网有任信，可完全通过铱系统而不与地面公网有任何联系何联系v铱系统用户与地面网用户之间通信，则要经铱系统用户与地面网用户之间通信，则要经过系统内的关口站进行通信。过系统内的关口站进行通信。136卫星移动通信系统课件137卫星移动通信系统课件138卫星移动通信系统课件v铱系统具有全球漫游功能，因此每个关口站铱系统具有全球漫游功能，因此每个关口站都有用户都有原籍位置寄存器都有用户都有原籍位置寄存器(HLR)和访问位和访问位置寄存器置寄存器(VLR)。v每个用户都有其归属的关
83、口站，该关口站必每个用户都有其归属的关口站，该关口站必须维护用户资料，如用户当前位置等，处理须维护用户资料，如用户当前位置等，处理呼叫建立、呼叫定位和计费。呼叫建立、呼叫定位和计费。v当用户漫游时的接续过程类似地面蜂窝移动当用户漫游时的接续过程类似地面蜂窝移动通信系统。通信系统。139卫星移动通信系统课件v铱系统空间段部署过程铱系统空间段部署过程v从从1997年年5月月5日到日到1999年年6月月12日的日的2年期间，年期间，共有共有88颗铱系统卫星发射到轨道中，其中前颗铱系统卫星发射到轨道中，其中前1年发射了年发射了72颗颗v3种运载火箭被用于发射这种运载火箭被用于发射这88颗卫星，其中颗卫
84、星，其中11枚美国波音公司的德尔塔枚美国波音公司的德尔塔2型（型（DeltaII）火箭）火箭发射了发射了55颗，颗，3枚俄罗斯质子（枚俄罗斯质子（Proton）火箭）火箭发射了发射了21颗，颗，7枚中国的长征枚中国的长征2型火箭发射了型火箭发射了14颗。颗。140卫星移动通信系统课件v地面段地面段v铱系统的地面段包括信关站、用户终端和遥铱系统的地面段包括信关站、用户终端和遥测、跟踪和控制站（测、跟踪和控制站（TT&C）v由于铱系统采用了星际链路，因此只需在全由于铱系统采用了星际链路，因此只需在全球设置少数几个信关站即可。考虑到国家和球设置少数几个信关站即可。考虑到国家和地区的主权和经济利益，实
85、际上系统按照国地区的主权和经济利益，实际上系统按照国家和地域差别在全球设置了共家和地域差别在全球设置了共12个信关站个信关站(中中国北京有一个国北京有一个)，外加一个美军专用关口站在，外加一个美军专用关口站在夏威夷。夏威夷。v网络控制中心一主一备，分布位于美国网络控制中心一主一备，分布位于美国弗吉弗吉尼亚州尼亚州和意大利罗马。和意大利罗马。 141卫星移动通信系统课件关口站关口站142卫星移动通信系统课件网络控制中心网络控制中心143卫星移动通信系统课件v用户终端有手持机、车载台和半固定终端用户终端有手持机、车载台和半固定终端3种种类型。系统手持机设计为双模终端，手机重量类型。系统手持机设计为
86、双模终端，手机重量和体积比目前蜂窝电话略大，能够支持地面蜂和体积比目前蜂窝电话略大，能够支持地面蜂窝通信网络的多种标准（如窝通信网络的多种标准（如GSM、PDC，D-AMPS或或CDMA），既适用于铱系统，又适用），既适用于铱系统，又适用于本地地面蜂窝网络。于本地地面蜂窝网络。 vMotorola手持手持卫星电话一共有三代产品卫星电话一共有三代产品9500、9505、9505A144卫星移动通信系统课件vMOTOROLA9500卫星电话卫星电话v尺寸：尺寸：192L 62W 68Dmmv重量：重量：454gv速度：速度：2.4kbpsv持续通话时间：持续通话时间：2小时小时(标准标准电池电池)
87、；3.2小时小时(高容量电池高容量电池)；6.5小时小时(超高容量电池超高容量电池)v待机时间：待机时间：20小时小时(标准电池标准电池)；30小时小时(高容量电池高容量电池)；65小时小时(超高容量电池超高容量电池)145卫星移动通信系统课件vMOTOROLA9505Av与前两代产品相比较，更小巧，更坚固，收与前两代产品相比较，更小巧，更坚固，收星灵敏度更高，接收信号更快更稳定。星灵敏度更高，接收信号更快更稳定。9505A增加了加密功能，可以满足您各种商增加了加密功能，可以满足您各种商业需要。同时还有红外线接口和可选的免提业需要。同时还有红外线接口和可选的免提耳机。耳机。v尺寸：尺寸：158
88、L 62W 69Dmmv重量：重量：385g146卫星移动通信系统课件147卫星移动通信系统课件vThrane&ThraneSAILORSC4000铱星电铱星电话系统话系统v专为海事环境设计，符合国际海事标准，已专为海事环境设计，符合国际海事标准，已获得各种主要认证机构的批准，并取得船舶获得各种主要认证机构的批准，并取得船舶保安警报系统（保安警报系统（SSAS）证书，能在海洋上最）证书，能在海洋上最恶劣的环境中长久使用并承受磨损。适合各恶劣的环境中长久使用并承受磨损。适合各种需要语音和小数据量通讯的深海航行船只，种需要语音和小数据量通讯的深海航行船只，包括游艇、渔船、大型商船、军舰等。包括游艇
89、、渔船、大型商船、军舰等。148卫星移动通信系统课件149卫星移动通信系统课件v铱铱系统通信链路系统通信链路v用户链路，用户链路，L频段，频段，用户终端到卫星上行链用户终端到卫星上行链路使用路使用1621.351626.5MHz，卫星到用户，卫星到用户终端下行链路使用终端下行链路使用16161626.5MHz，时，时分双工模式分双工模式；v馈送链路，馈送链路，Ka频段，关口站到卫星上行频段，关口站到卫星上行29.129.4GHz；卫星到关口站下行；卫星到关口站下行19.319.6GHz；v星际链路，星际链路，Ka频段，为频段，为23.1823.38GHz。150卫星移动通信系统课件151卫星移
90、动通信系统课件v拨号方式拨号方式v在室外没有遮蔽的地方，开机搜星注册后，在室外没有遮蔽的地方，开机搜星注册后，屏幕显示屏幕显示“IRIDIUM”后使用卫星电话后使用卫星电话v主叫主叫铱星用户拨打铱星用户：铱星用户拨打铱星用户：00+对方对方12位铱位铱星电话号码星电话号码铱星用户拨打固话或手机用户：铱星用户拨打固话或手机用户：00+国际国际码码(中国为中国为86)+对方电话号码对方电话号码v被叫被叫拨打铱星用户：拨打铱星用户：00+14807682500（等待（等待提示音完后）提示音完后）+12位铱星电话号码位铱星电话号码152卫星移动通信系统课件v铱星短信铱星短信v往往Iridium发送短信
91、：免费发送短信：免费登录登录输入你希望发送一个消息到那个电话输入你希望发送一个消息到那个电话的的12位数电话号码；位数电话号码；8816*或发或发E-mail到到:8816*，每条短信最多，每条短信最多160个字符。个字符。点击点击“Sendmessage”153卫星移动通信系统课件SIM卡业务卡业务 SIM卡购置费卡购置费 入网费入网费 充值金额充值金额 有效期有效期75分钟分钟￥500￥0.00 ￥14201个月个月500分钟分钟￥500￥0.00 ￥656012个月个月3000分钟分钟￥500￥0.00 ￥33,020 24个月个月5000分钟分钟￥500￥0.00 ￥50,030 24
92、个月个月v资费标准资费标准v续费方式续费方式v50分钟充值，￥分钟充值，￥656。只增加通信时间，不延长使。只增加通信时间，不延长使用期限用期限v充值￥充值￥320，不增加通信时间，延长，不增加通信时间，延长1个月使用期限。个月使用期限。154卫星移动通信系统课件7.4.3“全球星全球星”(Globalstar)系统系统v背景背景v全球星系统由美国劳拉空间通信公司和全球星系统由美国劳拉空间通信公司和Qualcomm公司提出，与铱系统提出的时间差公司提出，与铱系统提出的时间差不多。不多。v1996年年11月，全球星系统获得了美国联邦通月，全球星系统获得了美国联邦通信委员会颁发的运营证书信委员会颁
93、发的运营证书v全球星系统是以支持话音业务为主的全球低全球星系统是以支持话音业务为主的全球低轨移动卫星通信系统，总投资逾轨移动卫星通信系统，总投资逾26亿美元亿美元155卫星移动通信系统课件v空间段空间段v采用倾斜轨道网状星座，包括采用倾斜轨道网状星座，包括48颗卫星和颗卫星和6颗备用卫星颗备用卫星 ，均匀分布在均匀分布在8个倾角个倾角52的轨道的轨道平面上，轨道高度平面上，轨道高度1414公里公里，轨道周期，轨道周期113分钟，实现了全球南北纬分钟，实现了全球南北纬70之间的覆盖。之间的覆盖。v每颗卫星的重量为每颗卫星的重量为460kg，有，有16个波束，个波束，功功率率1100W，采用采用三
94、轴稳定，三轴稳定，卫星设计寿命为卫星设计寿命为7.5年。年。v用户同时可视卫星有用户同时可视卫星有24颗，颗，每颗卫星与用每颗卫星与用户能保持户能保持1012min通信，然后经软切换至另通信，然后经软切换至另一颗星。一颗星。156卫星移动通信系统课件157卫星移动通信系统课件158卫星移动通信系统课件159卫星移动通信系统课件v频率分配方法频率分配方法终端终端-卫星：卫星：L频段频段1610MHz-1626.5MHz卫星卫星-终端：终端：S频段频段2483.5MHz-2500MHz关口站关口站-卫星：卫星：C频段频段5091MHz-5250MHz卫星卫星-关口站：关口站：C频段频段6875MH
95、z-7055MHzv全球星卫星的全球星卫星的L/S频段天线为有源相控阵天线，频段天线为有源相控阵天线，在地面形成在地面形成16个点波束覆盖区个点波束覆盖区v用户链路采用用户链路采用FDD双工方式：上行双工方式：上行L频段，频段，下行下行S频段频段160卫星移动通信系统课件161卫星移动通信系统课件v全球星系统全球星系统L频段和频段和S频段的频段的16.5MHz带宽被分带宽被分为为13个个1.23MHz的频分子信道的频分子信道v采用采用CDMA，每一波束内可重复使用全部频带每一波束内可重复使用全部频带162卫星移动通信系统课件v全球星系统的馈送链路采用全球星系统的馈送链路采用C频段，上行频段，上
96、行159MHz，下行，下行180MHz，天线采用宽波束覆，天线采用宽波束覆盖，地面信关站使用抛物面天线跟踪卫星。盖，地面信关站使用抛物面天线跟踪卫星。v上行和下行频段均按频分复用方式划分出上行和下行频段均按频分复用方式划分出9个子信道，最低频率的子信道分别用作命令个子信道，最低频率的子信道分别用作命令和遥测信道，其余的和遥测信道，其余的8个通过正交极化（个通过正交极化（左左旋和右旋圆极化旋和右旋圆极化）分割产生）分割产生16个子信道，对个子信道，对应应16个用户点波束。个用户点波束。163卫星移动通信系统课件164卫星移动通信系统课件v全球星系统没有采用星际链路，系统用户将全球星系统没有采用星
97、际链路，系统用户将通过卫星链路接入地面公用网，在地面网的通过卫星链路接入地面公用网，在地面网的支持下实现全球移动卫星通信支持下实现全球移动卫星通信v全球星通过其遍布全球的上百个合作伙伴和全球星通过其遍布全球的上百个合作伙伴和空间卫星网络将用户与各地的有线和蜂窝通空间卫星网络将用户与各地的有线和蜂窝通信业务系统连接起来，并向有不同通信需求信业务系统连接起来，并向有不同通信需求的用户提供全球漫游、蜂窝网络覆盖区以外的用户提供全球漫游、蜂窝网络覆盖区以外的业务、以及边远地区的固定终端通信业务。的业务、以及边远地区的固定终端通信业务。v全球星系统是地面蜂窝网络的补充而不是替全球星系统是地面蜂窝网络的补
98、充而不是替代，网络需要大量地面站。代，网络需要大量地面站。165卫星移动通信系统课件166卫星移动通信系统课件167卫星移动通信系统课件覆盖范围覆盖范围168卫星移动通信系统课件v全球星系统全球星系统空间段部署过程空间段部署过程v全球星系统从全球星系统从1998年年5月第一次发射月第一次发射4颗卫星颗卫星开始，到开始，到2000年初共发射了年初共发射了48颗工作卫星和颗工作卫星和4颗备用卫星入轨颗备用卫星入轨v1999年年9月，全球星系统经历了一次灾难性月，全球星系统经历了一次灾难性的发射，这次发射失败共导致系统损失了的发射，这次发射失败共导致系统损失了12颗卫星，因而也推迟了系统的运营开始时
99、间。颗卫星，因而也推迟了系统的运营开始时间。v有两种运载火箭被用于发射这有两种运载火箭被用于发射这52颗卫星，其颗卫星，其中中7枚波音公司的德尔塔枚波音公司的德尔塔2型（型（DeltaII）火箭）火箭发射了发射了28颗，颗，6枚枚SoyuzIkar火箭发射了火箭发射了24颗颗 169卫星移动通信系统课件v地面段地面段v全球星系统有一主一备两个控制中心，负责全球星系统有一主一备两个控制中心，负责管理全球星系统的地面接续，即管理关口站、管理全球星系统的地面接续，即管理关口站、数据网，并监视数据网，并监视48颗卫星的运行情况。颗卫星的运行情况。v关口站是指设置在全球各地的地面站，每个关口站是指设置在
100、全球各地的地面站，每个关口站可同时与关口站可同时与3颗卫星通信，采用定向跟踪颗卫星通信，采用定向跟踪式天线。它承担转接全球星系统和地面公网式天线。它承担转接全球星系统和地面公网(PSTN/PLMN)的任务。它把来自不同卫星或的任务。它把来自不同卫星或同一卫星的不同数据流信号组合在一起，以同一卫星的不同数据流信号组合在一起，以提供无缝隙的覆盖。它把卫星网和地面公网提供无缝隙的覆盖。它把卫星网和地面公网连接起来，每一个用户终端可通过一颗或几连接起来，每一个用户终端可通过一颗或几颗卫星和关口站实现与全球任何地区的通信。颗卫星和关口站实现与全球任何地区的通信。170卫星移动通信系统课件171卫星移动通
101、信系统课件v用户段用户段v该段指的是使用全球星系统业务的用户终端该段指的是使用全球星系统业务的用户终端设备。用户终端设备包括手持式、车载式和设备。用户终端设备包括手持式、车载式和固定式，采用全向天线。用户终端可提供高固定式，采用全向天线。用户终端可提供高质量的数字语音、低速率数据、短信息、以质量的数字语音、低速率数据、短信息、以及其它增值业务。及其它增值业务。2000年年5月月25日开始在中日开始在中国地区提供服务。广泛适用于石油、天然气、国地区提供服务。广泛适用于石油、天然气、水利、科考、运输、海上作业、公安边防、水利、科考、运输、海上作业、公安边防、军队、地质勘探、考古、旅游等行业和部门。
102、军队、地质勘探、考古、旅游等行业和部门。172卫星移动通信系统课件v双模手机双模手机GSM/Globalstarv全球星双模手机由意大利全球星双模手机由意大利Telital公司提供，公司提供，TelitalSAT-500。v尺寸：尺寸：220 65 55mmv重量：重量：425g173卫星移动通信系统课件v三模手机三模手机AMPS/CDMA/Globalstarv三模手机由三模手机由Qualcomm公司提供。公司提供。vGSP-1600尺寸：尺寸：177 57 48mm重量：重量：370g174卫星移动通信系统课件vGSP-1700(2006年推出年推出)尺寸：尺寸：135 54 35mm重量
103、：重量：202g175卫星移动通信系统课件176卫星移动通信系统课件v车载设备车载设备v生产厂商：高通、爱立信、生产厂商：高通、爱立信、Telitalv双模（全球星模式双模（全球星模式/GSM模式）或三模（卫星模式）或三模（卫星模式模式/AMPS模式模式/CDMA模式）模式）177卫星移动通信系统课件v固定设备固定设备v全球星全球星FAU200SAT型固定电话系列是一种为型固定电话系列是一种为无公共交换电话网覆盖的农村、旅游区和偏无公共交换电话网覆盖的农村、旅游区和偏远经营场所、工矿企事业单位的用户提供类远经营场所、工矿企事业单位的用户提供类似于传统有线电话服务的卫星电话产品。似于传统有线电话
104、服务的卫星电话产品。v尺寸：尺寸：300 300 175mmv重量：重量：7.3公斤公斤v生产厂商：爱立信生产厂商：爱立信178卫星移动通信系统课件179卫星移动通信系统课件v资费标准资费标准(人民币人民币/元元)v主叫主叫全球星用户：全球星用户：2.6元元/分钟分钟固定或移动电话用户：固定或移动电话用户：2.6元元/分钟加地面分钟加地面接入费接入费v系统支撑费系统支撑费月租：月租：120元，赠送元，赠送25分钟通话时长分钟通话时长一年租：一年租：1200元，赠送元，赠送250分钟通话时长分钟通话时长两年租：两年租：2000元，赠送元，赠送500分钟通话时长分钟通话时长180卫星移动通信系统课
105、件v其它费用其它费用系统接入费：系统接入费：1000元元SIM卡购置费：卡购置费：150元元代收频占费：代收频占费：50元元预存话费：预存话费：1000元元v例如：若采用例如：若采用“一年租一年租”方式，除设备费之方式，除设备费之外，还需支付：外，还需支付：3400元的接入收费（含入网元的接入收费（含入网费、费、SIM卡费、频占费、预存话费和年租费）。卡费、频占费、预存话费和年租费）。181卫星移动通信系统课件182卫星移动通信系统课件7.5中轨道中轨道(MEO)移动卫星通信系统移动卫星通信系统vGEO移动卫星通信系统时延太大，移动卫星通信系统时延太大，LEO移动移动卫星通信系统时延小，但卫星
106、数量多、寿命卫星通信系统时延小，但卫星数量多、寿命短，运行期间要及时补充发射替代或备用卫短，运行期间要及时补充发射替代或备用卫星，使得系统投资较高。星，使得系统投资较高。v中轨道卫星（中轨道卫星（MEO）离地球高度约）离地球高度约10,000公公里左右。中轨道卫星星座中卫星数量较少，里左右。中轨道卫星星座中卫星数量较少，约为十至十几颗，卫星重量为吨级。中轨道约为十至十几颗，卫星重量为吨级。中轨道卫星采用网状星座，卫星为倾斜轨道。典型卫星采用网状星座，卫星为倾斜轨道。典型的有的有Odyssey(奥德赛奥德赛)和和InmarsatP(ICO)。183卫星移动通信系统课件Odyssey（奥德赛）（奥
107、德赛）vOdyssey系统由系统由TRW空间技术集团公司推出。空间技术集团公司推出。它由它由12颗高度为颗高度为10354km的卫星分布在倾角的卫星分布在倾角55 的的3个轨道平面上构成的，卫星设计寿命个轨道平面上构成的，卫星设计寿命为为1215年，使用年，使用L/S/Ka频段。频段。卫星与地面站之间采用卫星与地面站之间采用Ka频段，下行为频段，下行为19.7020.0GHz，上行为，上行为29.529.84GHz，可用带宽，可用带宽340MHz。卫星与用户单元之间，下行采用卫星与用户单元之间，下行采用L频段频段16101626.5MHz，上行采用，上行采用S频段频段2483.52500MHz
108、，可用带宽，可用带宽7.5MHz。184卫星移动通信系统课件v系统的基本设计将基于系统的基本设计将基于CDMA方式，系统将方式，系统将可用的可用的7.5MHz带宽分为带宽分为3段，扩频带宽为段，扩频带宽为2.5MHz。v该系统采用多波束天线方向图指向地面，姿该系统采用多波束天线方向图指向地面，姿态控制系统决定卫星的指向，以确保对陆地态控制系统决定卫星的指向，以确保对陆地和海区的连续覆盖。地面控制也可以对指向和海区的连续覆盖。地面控制也可以对指向进行程控，以保证对需求的业务区的最佳覆进行程控，以保证对需求的业务区的最佳覆盖。盖。v每颗卫星具有每颗卫星具有19个（或扩展到个（或扩展到37个）波束，
109、个）波束，可提供可提供2800个话路，系统可以为个话路，系统可以为100个用户个用户提供一条电路，提供一条电路，12颗卫星可在全球范围内为颗卫星可在全球范围内为280万用户提供服务。万用户提供服务。185卫星移动通信系统课件v卫星之间无星间链路以及星上处理，卫星只卫星之间无星间链路以及星上处理，卫星只作为一个弯管作为一个弯管-简单的透明转发器和矩阵放大简单的透明转发器和矩阵放大器器，以保证动态地将功率发送到高需求区。，以保证动态地将功率发送到高需求区。v全系统共需要设定全系统共需要设定16个地面站，每个地面站个地面站，每个地面站有多个关口站与公众电话网相连，系统通过有多个关口站与公众电话网相连
110、，系统通过16个地面站提供全球覆盖的话音、传真和数个地面站提供全球覆盖的话音、传真和数据通信服务。据通信服务。vOdyssey系统后由于融资困难而停建。系统后由于融资困难而停建。186卫星移动通信系统课件Inmarsat-P(ICO)vInmarsat-P系统是国际海事卫星组织制定的称为系统是国际海事卫星组织制定的称为“Project_21”计划，是国际海事卫星组织为了弥计划，是国际海事卫星组织为了弥补当时的国际海事卫星通信系统仅能提供车载及便补当时的国际海事卫星通信系统仅能提供车载及便携式通信而不能提供手持机个人全球移动通信的不携式通信而不能提供手持机个人全球移动通信的不足而提出的。在提出之
111、前，他们从如何迅速为用户足而提出的。在提出之前，他们从如何迅速为用户提供可以接受的技术风险低，质量最好而价格低廉提供可以接受的技术风险低，质量最好而价格低廉的通信服务出发，评估了三种可能的系统配置：的通信服务出发，评估了三种可能的系统配置：GEO、ICO(中圆形轨道中圆形轨道)、LEO，最后取消了，最后取消了LEO和和GEO方案，决定发展以距地面方案，决定发展以距地面10355Km的的12颗颗卫星为基础的卫星为基础的ICO系统。系统。187卫星移动通信系统课件vICO系统由系统由12颗高度约为颗高度约为10000km的卫星构的卫星构成。每颗星有成。每颗星有163个子波束，个子波束，4500条话音电条话音电路。路。vICO系统不采用星上交换和星际链路，终端系统不采用星上交换和星际链路，终端通过卫星，连通由通过卫星，连通由12个互连卫星入口节点或个互连卫星入口节点或陆上地球站组成的全球地面网络，实现与陆上地球站组成的全球地面网络，实现与PSTN的连接。的连接。v系统服务目标是在服务区的各种环境条件下，系统服务目标是在服务区的各种环境条件下，90的情况下能看到卫星，建立的情况下能看到卫星，建立0.5W功率的功率的手持机全球通信，提供低成本的话音、数据、手持机全球通信，提供低成本的话音、数据、传真业务。传真业务。188卫星移动通信系统课件
